[发明专利]一种聚丙烯表面改性添加剂树脂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚丙烯树脂表面改性添加剂，具体说涉及一种聚丙烯塑料表面具有生物相容性和亲水性的改性添加树脂。

本发明还涉及聚丙烯塑料表面生物相容性和亲水性改性添加树脂的制备方法。

背景技术

聚丙烯塑料由于具有易成型、比重小、力学性能好、可重复使用、无毒等优点，因而广泛应用于汽车、家电、日用品、包装材料和医用材料等领域。但聚丙烯塑料结晶度高、极性低，涂层与其表面附着力差，长期以来存在难以涂装、印刷等问题。由于其分子结构的高度非极性及高结晶性特点，与生物体的相容性极差，采用没有改性的聚丙烯制成的生物医用材料，当制品与血液、体液等接触时，容易产生凝血及排斥等生物反应，影响其在医用材料方面的应用。

对聚丙烯塑料的涂装，通常先用氯化聚丙烯在聚丙烯塑料上涂装底层，然后在底层上涂装塑料涂料形成面层。但氯化聚丙烯一般只能溶解成固含量极低的溶液，进行涂装时还需要用大量芳烃类有机溶剂稀释成固含量10％以下的溶液，大量的有机溶剂的使用，对环境造成污染。而且需要分成底层、面层涂装两道工序，所用时间较长，成本高。现有的另一种对聚丙烯塑料进行涂装的方法是，采用紫外光照射、辉光放电、电晕放电、等离子喷枪处理等方法对聚丙烯塑料进行表面处理，然后再用塑料涂料进行涂装，但这些表面处理过程需要价格昂贵的专用设备。以上聚丙烯塑料涂装方面的缺陷使聚丙烯塑料在应用方面受到相当大的限制。

由于聚丙烯的非极性，当其制品与生物体接触时，易于引发生物体的排异反应，出现凝血、排斥等症状。对聚丙烯的生物相容性改性，目前更多采用的是表面接枝或表面涂装亲生物体涂层，其中表面接枝亲生物性单体必须通过化学反应才能完成，改性工艺较为复杂，原料及反应产生的副产物必须经过较为复杂的工艺才能除去。而表面涂装亲生物涂层由于上述原因导致涂层的附着性极差，容易发生涂层脱落。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚丙烯树脂专用改性添加剂以及用这种树脂改进聚丙烯表面亲水性和生物相容性的表面性能，这种改性添加剂可直接与聚丙烯共混并于成型时吸附于聚丙烯的表面。

本发明还提供聚丙烯塑料表面生物相容性和亲水性改性添加树脂的制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种聚丙烯塑料表面改性添加树脂，其特征在于：树脂是由亲基体的聚丙烯链段和具有亲水亲生物体功能链段所构成的嵌段或接枝共聚物；

其中所说的亲基体聚丙烯链段和亲水亲生物体性能的链段的分子量分别为100至2万；亲水亲生物体性能的链段是单端羟基聚甲基丙烯酸甲酯、单端羟基聚乙二醇、聚二甲基硅氧烷、端羟基脂肪族聚酯、单端羟基聚乳酸、单端羟基聚羟基脂肪酸酯中的任一种；

本发明所说的丙烯塑料表面改性添加树脂，其亲基体的聚丙烯链段由聚丙烯通过高温裂解或浓硝酸作用下裂解获得，或由低分子量聚丙烯通过马来酸酐接枝制备。

本发明所述的聚丙烯塑料表面改性添加树脂，其亲基体的聚丙烯链段和亲水亲生物体性能链段的分子量分别为1000～8000。

本发明所述的聚丙烯塑料表面改性添加树脂，通过溶液共混或熔融共混的方式与聚丙烯基材混合，添加树脂的添加量按质量计，为基材聚丙烯质量的0.1％～20％。

本发明所述的聚丙烯塑料表面改性添加树脂，按质量计，树脂的添加量为基材聚丙烯质量的1％～10％。

本发明所述的聚丙烯塑料表面改性添加树脂的制备，由亲基体的聚丙烯链段与亲水亲生物体性能的链段反应而成，其中亲基体聚丙烯链段与亲水亲生物体性能链段用量按官能团摩尔比计，为1∶1～1∶4，反应温度为80～150℃，反应时间为4～24小时。

本发明所述的聚丙烯塑料表面改性添加树脂的制备，由亲基体的聚丙烯链段引发单体聚合反应，采用原子转移自由基聚合法，以氯化亚铜作为催化剂，以联二吡啶为配体，反应温度为50～150℃，反应时间为4～24小时。

本发明改性添加剂可直接与聚丙烯共混并于成型时吸附于聚丙烯的表面，由于结构的特殊设计，改性添加剂既与聚丙烯之间具有良好的附着力，又能改善聚丙烯的表面抗凝血等生物相容性能。