[发明专利]聚烯烃材料的改性制备方法、聚烯烃及装置

说明书

本发明涉及一种聚烯烃材料的改性制备方法、聚烯烃、装置，方法包括：（1）在室温下，对聚烯烃材料外表面等离子体处理，对处理后的聚烯烃材料表面引入官能团，该官能团为羟基、羰基、胺基、酰胺基、羧基中一种或几种；（2）将引入官能团的聚烯烃材料浸入聚乙烯亚胺溶液中，聚乙烯亚胺为枝状或线状；（3）对浸渍后的聚烯烃材料烘干，若聚乙烯亚胺为枝状，改性后的聚烯烃材料表面形成伯胺、仲胺、叔胺基中一种或多种；若聚乙烯亚胺为枝状，改性后的聚烯烃材料表面接枝的氨基均为仲胺。本发明提供的方法得到的聚烯烃，在聚丙烯等材料表面接枝聚乙烯亚胺，提高聚烯烃材料吸湿性、抗静电性、染色性、并提高与环氧树脂等高分子基体粘接性。

技术领域

本发明属于聚烯烃材料改性领域，具体涉及一种聚烯烃材料的改性制备方法、聚烯烃及装置。

背景技术

聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃分子呈非极性结晶型线型结构，无味、无毒，质轻，具有疏水性、耐化学性、耐热性等优点，但其表面活性低，亲水性差，粘接性差。聚烯烃材料在涂漆、着色以及作为插层或共混材料与极性高聚物等进行界面粘接时，容易形成弱边界层，出现浸润差、脱粘、分层等问题，如水泥基材料会因材料开裂而导致耐久性不足。因此，需要进行适当的表面改性处理，来提高聚烯烃材料的表面微纳结构，提高聚烯烃类材料本身的表面性能，以及与水泥基或树脂基等材料的界面结合力。

聚烯烃材料表面化学改性是通过特定的表面化学变化，如共聚、接枝、交联等方法，使聚烯烃表面改变或覆盖活性官能团，从而达到所需的表面性能要求。共聚改性是以聚烯烃单体为主，采用催化剂在聚合阶段进行的改性。目前已实现工业化生产的共聚改性方法多以过氧化苯甲酰作引发剂进行共聚改性，但此方法接枝率不高。而交联改性是通过适度的交联反应使聚烯烃形成三维网络结构，该技术的关键是需要对交联过程严格把控，需要较高的工艺条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于聚烯烃材料的改性制备方法、聚烯烃及装置，以解决现有聚烯烃材料亲水性差，粘接性差，与极性高聚物难以共混等，应用范围窄的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种聚烯烃材料的改性制备方法，其包括以下步骤：

(1)在室温下，对聚烯烃材料外表面进行等离子体处理，其中，对处理后的聚烯烃材料表面引入官能团，该官能团为羟基、羰基、胺基、酰胺基、羧基中的一种或几种的组合；

(2)将引入官能团的聚烯烃材料浸入聚乙烯亚胺溶液中，其中，聚乙烯亚胺为枝状，其化学式如下：

或者，聚乙烯亚胺为线状，其化学式如下：

(3)对浸渍后的聚烯烃材料进行烘干处理，得到改性后的聚烯烃材料，其中，若步骤(2)中聚乙烯亚胺为枝状，改性后的聚烯烃材料表面形成伯胺、仲胺、叔胺基中的一种或多种的组合；

若步骤(2)中聚乙烯亚胺为枝状，改性后的聚烯烃材料表面接枝的氨基均为仲胺。

优选地，步骤(2)中，聚乙烯亚胺溶液溶度为0.1-5mol/L，反应时间为10-120分钟。

进一步优选地，在室温下进行反应。

优选地，步骤(1)中，聚烯烃材料选自聚丙烯或聚乙烯，聚烯烃为膜状、板状或纤维状。

优选地，步骤(1)中，等离子体处理中使用的气体为空气、氮气、氧气和氨气或中的一种或几种的组合。

优选地，步骤(1)中，等离子体处理中使用的气体流量为20-80毫升/分钟；气体压强为标准大气压。

优选地，步骤(1)中，等离子体处理中形成的等离子射流喷出端与聚烯烃材料外表面之间的距离为4-7mm；当进行等离子体处理时，等离子射流位置不变，聚烯烃材料的移动速度为3-8米/分钟。