一種聚苯乙烯制品表面親水改性母料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)的聚苯乙烯制品表面親水改性母料中降解尼龍6和聚苯乙烯的質(zhì)量比為100～200∶100，降解尼龍6的粘均分子量為2300～7800，當(dāng)聚苯乙烯制品中降解尼龍6含量為5%時(shí)，將該母粒在聚苯乙烯制品表面的水接觸角至少減小13%，表面能極性分量至少增加140%。本發(fā)明還公開(kāi)了其制備方法。本發(fā)明提供的改性母料不僅可在加工中更好的分散于聚苯乙烯熔體中，還有利于在制品的冷卻定型及使用過(guò)程中以適當(dāng)速率趨近及適當(dāng)數(shù)量補(bǔ)充至制品表面，達(dá)到維持表面富集，獲得良好持久親水性的目的，且該制備工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，成本低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種聚苯乙稀制品表面親水改性母料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料表面親水改性助劑及其制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種聚苯乙烯制品表面親水改性母料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚苯乙烯是最常見(jiàn)的塑料品種之一，它雖具有透明性、成型性好、剛性好、制品的尺寸穩(wěn)定性俱佳等優(yōu)點(diǎn)，但是其表面極性較小，從而導(dǎo)致聚苯乙烯制品表面親水性和表面粘結(jié)性較差，較大的限制了其應(yīng)用范圍，因此對(duì)聚苯乙烯材料進(jìn)行共混表面改性已成為提高其綜合性能和制品品質(zhì)的重要手段。對(duì)聚苯乙烯材料進(jìn)行共混表面改性是指在聚苯乙烯塑料的加工過(guò)程中將表面改性劑混入其內(nèi)，再利用相互間結(jié)構(gòu)和遷移特性的差異達(dá)到表面改性劑在聚苯乙烯制品表面富集，有效改善制品表面性能的方式。
[0003]據(jù)了解，現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的一些加入到聚苯乙烯材料中進(jìn)行表面親水改性的改性劑多為一些小分子助劑。雖然小分子助劑在塑料基體中遷移性很強(qiáng)，容易遷移并在聚苯乙烯制品表面富集，但在制品使用過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)易析出揮發(fā)或被液體洗脫等問(wèn)題，難以長(zhǎng)期維持表面性能。為了解決使用小分子助劑所帶來(lái)的問(wèn)題，近來(lái)已有一些采用含有極性基團(tuán)或極性鏈節(jié)的大分子聚合物作為聚苯乙烯材料表面改性劑的研究工作披露。如黃勝梅等人【黃勝梅，碩士學(xué)位論文，華僑大學(xué)，2006】采用聚苯乙烯-g-聚乙烯醇共聚物等與聚苯乙烯共混，有效的提高聚苯乙烯表面的親水性能，使水的接觸角由92°降低到79°。又如YuminYuan等人【Macromolecules, 2000, 33, 2166-2175】在研究中發(fā)現(xiàn),在聚苯乙烯材料中加入一定含量的帶有親水側(cè)基的聚三氟乙烯基(PTFVEs)，可使材料表面的親水性得以改善。但遺憾的是，這些技術(shù)一方面采用的大分子表面改性劑往往存在前期制備復(fù)雜、過(guò)程繁瑣，還需使用大量化學(xué)試劑，不僅對(duì)環(huán)境要產(chǎn)生一定影響，還會(huì)增加成本，另一方面采用的大分子聚合物分子量過(guò)大(一般在I萬(wàn)以上)，在聚苯乙烯基體材料中向表面遷移的能力無(wú)疑會(huì)變差，導(dǎo)致產(chǎn)生難以充分發(fā)揮其表面改性效果的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的首先是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種聚苯乙烯制品表面親水改性母料的制備方法。
[0005]本發(fā)明的另一目的是提供一種由上述方法制備的聚苯乙烯制品表面親水改性母料，該母料與聚苯乙烯基料共混后可顯著改善聚苯乙烯制品表面的親水性和極性。
[0006]為了達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明人在深入研究聚苯乙烯制品表面親水改性的聚合物時(shí)，發(fā)現(xiàn)尼龍是一種典型的極性聚合物材料，其大分子主鏈存在大量極性的酰胺基團(tuán)(-C0NH-)及羧基等，其親水性明顯優(yōu)于聚苯乙烯，但遺憾的是直接加入聚苯乙烯中改性效果很差，為了解決這一問(wèn)題，本發(fā)明采用了一種特殊的方法對(duì)其進(jìn)行處理，即在基本保持其鏈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的情況下適度降低尼龍的分子量，并與也降低了分子量的聚苯乙烯共混，使之成為一種有效的聚苯乙烯制品表面親水改性母粒。本發(fā)明采用的制備方法的工藝步驟和條件如下:
[0007]本發(fā)明提供的聚苯乙烯制品表面親水改性母粒的制備方法，其特征在于該方法的工藝步驟和條件如下:
[0008]I)將原料尼龍6置于高壓反應(yīng)釜中，在惰性氣體氛圍下，于320~340°C下熱降解
6~IOh ；
[0009]2)將初步降解的尼龍6與聚苯乙烯按質(zhì)量比為100~200:100共同置于高壓反應(yīng)釜中，在惰性氣體氛圍下，于290~310°C下攪拌混合共同熱降解40~90min，產(chǎn)物經(jīng)冷卻后破碎即得到表面親水改性母料。
[0010]以上方法的工藝步驟和條件具體如下:
[0011]I)將原料尼龍6置于高壓反應(yīng)釜中，通入惰性氣體并使反應(yīng)釜內(nèi)壓力升高至
0.6~0.8MPa，邊攪拌邊開(kāi)始升溫至320~340°C熱降解反應(yīng)6~IOh后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至195~205°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.0~1.2MPa ；
[0012]2)待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至160~180°C，取出熔融狀物，待熔融狀物溫度降至室溫后進(jìn)行粉碎即得到粘均分子量為6000~10000的初步熱降解的尼龍6粉料；
[0013]3)將初步熱降解的尼龍6粉料與聚苯乙烯粉料以質(zhì)量比為100~200:100進(jìn)行混合；
[0014]4)將尼龍6粉料與聚苯乙烯粉料的混合物置于高壓反應(yīng)釜中，通入惰性氣體并使反應(yīng)釜內(nèi)壓力升高至0.6~0.8MPa，邊攪拌邊開(kāi)始升溫至290~310°C熱降解反應(yīng)40~90min后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至195~205°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.0~1.2MPa ；
[0015]5)待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至160~180°C，取出熔融狀混合物，待熔融狀混合物溫度降至室溫后進(jìn)行破碎即可得到所需聚苯乙烯制品表面親水改性母料。
[0016]以上方法中第I)步的熱降解反應(yīng)溫度優(yōu)選310~340°C，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選6~8h ；第3)步中初步熱降解的尼龍6粉料與聚苯乙烯粉料的質(zhì)量比優(yōu)選100~180:100,更優(yōu)選100~150:100 ;第4)步中熱降解反應(yīng)溫度優(yōu)選300~310°C，反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選40~80min，更優(yōu)選40~60min。
[0017]以上方法中所述的尼龍6和聚苯乙烯為工業(yè)生產(chǎn)的新料或回收的舊料。
[0018]以上方法中所述的惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤?優(yōu)選氮?dú)狻?br> [0019]本發(fā)明提供的由上述方法制備的聚苯乙烯制品表面親水改性母料，其特征在于該母料中降解尼龍6和聚苯乙烯的質(zhì)量比為100~200:100，優(yōu)選100~180:100，更優(yōu)選100~150:100 ;降解尼龍6的粘均分子量為2300~7800，降解尼龍6在其紅外光譜譜圖3300cm^處出現(xiàn)有胺基特征吸收峰。
[0020]該母粒中降解尼龍6在聚本乙稀制品含量為5%時(shí)，聚本乙稀制品表面的水接觸角至少減小13%，最高可減少18.7%，表面能極性分量增加至少140%，最高可增加227%。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果:
[0022]1、由于本發(fā)明提供的表面親水改性母料中原料尼龍6經(jīng)過(guò)兩次熱降解，分子量已下降介于小分子表面 改性劑和大分子聚合物改性劑之間，既遠(yuǎn)大于通常的小分子表面改性劑分子量(僅約500以下)，使得其鏈段運(yùn)動(dòng)相對(duì)較慢，與聚苯乙烯基體的相互作用較強(qiáng)，在聚苯乙烯制品使用過(guò)程中不易發(fā)生類(lèi)似小分子表面改性劑的揮發(fā)及脫落，可使親水改性的聚苯乙烯制品使用壽命顯著增長(zhǎng)，又因其斷鏈降解較通常尼龍6分子量已減小至約低I個(gè)數(shù)量級(jí)的程度，使得該分子鏈在聚苯乙烯制品中向表面的遷移能力，較通常尼龍6提高非常明顯，更容易向表面遷移富集，加之又與分子量也有一定降解的聚苯乙烯共混，且在共混時(shí)還可能形成少量?jī)烧咧g分子鏈段彼此化學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，因而當(dāng)其添加到聚苯乙烯基料中，不僅可在其加工過(guò)程中有利于親水改性劑降解尼龍6能更好的均勻分散于聚苯乙烯熔體中，還有利于在聚苯乙烯制品冷卻定型及使用過(guò)程中改性劑降解尼龍6能以適當(dāng)速率趨近及適當(dāng)數(shù)量補(bǔ)充至制品表面，達(dá)到維持表面富集，獲得良好持久親水性的目的。
[0023]2、由于本發(fā)明提供的表面親水改性母料中只需要將尼龍6的分子量適度降低，并與制備過(guò)程中分子量也有一定降解的聚苯乙烯共混、冷卻、破碎即可獲得，因而制備工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，成本低，且還可通過(guò)對(duì)降解工藝條件的適當(dāng)控制，獲得不同分子量的母粒，以滿足和實(shí)現(xiàn)對(duì)制品表面改性的不同需求。
[0024]3、由于本發(fā)明中所用的原料尼龍6和聚苯乙烯既可以取自工業(yè)化生產(chǎn)的新料，還可以取自尼龍6和聚苯乙烯的廢棄物，因而這不僅可降低制備的原料成本，而且也可為廢舊塑料的回收利用開(kāi)辟新的途徑。
[0025]4、由于本發(fā)明提供的制備方法不需要新的復(fù)雜的設(shè)備，僅涉及結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的高壓反應(yīng)釜，因而投資省，操作容易，且在整個(gè)制備的過(guò)程中物料處于密閉的容器內(nèi)，幾乎沒(méi)有毒害物質(zhì)釋放，基本不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
[0026]5、由于本發(fā)明提供的方法是制備的具有使用簡(jiǎn)便，易于操作特點(diǎn)的預(yù)分散形式的改性母料，因而不僅能夠直接將其加入混合到聚苯乙烯原料中，用制品通常的注射、擠出等成型方式進(jìn)行加工，達(dá)到改善制品表面親水性的目的，且該改性母料還可能用于其他非極性聚烯烴類(lèi)材料制品的表面親水改性，并起到一定的相似作用和效果，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為未降解的尼龍6的紅外光譜譜圖；
[0028]圖2為本發(fā)明所得的降解后尼龍6的紅外光譜譜圖，其中Al為實(shí)施例2中的熱降解尼龍6譜圖，A2為實(shí)施例4中的熱降解尼龍6譜圖，A3為實(shí)施例7中的熱降解尼龍6譜圖，從譜圖看，在3300cm-1處均出現(xiàn)有胺基特征吸收峰；
[0029]圖3為未改性聚苯乙烯板材在乙醇溶液中清洗干燥后，測(cè)量的水接觸角的照片；
[0030]圖4為應(yīng)用例I所得聚苯乙烯改性板材在乙醇溶液中清洗干燥后，測(cè)量的水接觸角的照片。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面給出實(shí)施例以對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的說(shuō)明，有必要指出的是以下實(shí)施例不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)上述本
【發(fā)明內(nèi)容】
對(duì)本發(fā)明作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整仍屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0032]值得說(shuō)明的是:1 )以下實(shí)施例中物料的份數(shù)均為質(zhì)量份；2)以下實(shí)施例中采用的尼龍6新料的粘均分子量為40000，尼龍6回收舊料的粘均分子量為33500，聚苯乙烯采用的是新料，其重均分子量為19萬(wàn)；3)以下實(shí)施例所用原料尼龍6和母粒中降解尼龍6的粘均分子量是采用烏氏粘度計(jì)測(cè)試計(jì)算而得，測(cè)試條件:25°C，用甲酸為溶劑；4)以下應(yīng)用例中試樣的水接觸角是采用KROSS DSAlOO接觸角測(cè)試儀在室溫下測(cè)試的，表面能極性分量則是根據(jù)測(cè)得的水接觸角和二碘甲烷接觸角通過(guò)MethochWu模型計(jì)算而來(lái)的。
[0033]實(shí)施例1
[0034]將350份尼龍6新料置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑹垢獌?nèi)壓力升高至0.8MPa，邊攪拌邊開(kāi)始升溫至335 °C熱降解反應(yīng)6h后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至205 °C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.1MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至170°C，取出熔融狀物，冷卻至室溫后粉碎即得到初步熱降解的尼龍6粉料；將初步熱降解的尼龍6粉料與350份聚苯乙烯粉料混合后置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑹垢獌?nèi)壓力升高至0.8MPa，邊攪拌邊開(kāi)始升溫至305°C熱降解反應(yīng)90min后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至205°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.0MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至160°C，取出熔融狀混合物冷卻至室溫后破碎即可得到所需聚苯乙烯制品表面親水改性母料。該改性母料中降解尼龍6粘均分子量為3700。
[0035]實(shí)施例2
[0036]將350份尼龍6的回收舊料置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑸龎褐?.7MPa，邊攪拌邊升溫至310°C熱降解反應(yīng)IOh后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至200°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.2MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至180°C，取出熔融狀物，冷卻至室溫后粉碎即得到初步熱降解的尼龍6粉料；將初步熱降解的尼龍6粉料與292份聚苯乙烯粉料混合后置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑹垢獌?nèi)壓力升高至0.6MPa，邊攪拌邊開(kāi)始升溫至308°C熱降解反應(yīng)50min后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至200°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.1MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至160°C，取出熔融狀混合物冷卻至室溫后破碎即可得到所需聚苯乙烯制品表面親水改性母料。該改性母料中降解尼龍6粘均分子量為7800，其紅外光譜譜圖見(jiàn)圖2。
[0037]實(shí)施例3
[0038]將350份尼龍6的回收舊料置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑸龎褐?.6MPa，邊攪拌邊升溫至328°C熱降解反應(yīng)8h后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至195°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.0MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至160°C，取出熔融狀物，冷卻至室溫后粉碎即得到初步熱降解的尼龍6粉料；將初步熱降解的尼龍6粉料與233份聚苯乙烯粉料混合后置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑹垢獌?nèi)壓力升高至0.7MPa，邊攪拌邊開(kāi)始升溫至310°C熱降解反應(yīng)SOmin后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至195°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.2MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至165°C，取出熔融狀混合物冷卻至室溫后破碎即可得到所需聚苯乙烯制品表面親水改性母料。該改性母料中降解尼龍6粘均分子量為5100。
[0039]實(shí)施例4
[0040]將350份尼龍6的回收舊料置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑸龎褐?.7MPa，邊攪拌邊升溫至320°C熱降解反應(yīng)8h后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至205°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持 釜內(nèi)壓力在1.0MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至170°C，取出熔融狀物，冷卻至室溫后粉碎即得到初步熱降解的尼龍6粉料；將初步熱降解的尼龍6粉料與175份聚苯乙烯粉料混合后置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑹垢獌?nèi)壓力升高至0.8MPa，邊攪拌邊開(kāi)始升溫至300°C熱降解反應(yīng)60min后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至205°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.0MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至180°C，取出熔融狀混合物冷卻至室溫后破碎即可得到所需聚苯乙烯制品表面親水改性母料。該改性母料中降解尼龍6粘均分子量為6300，其紅外光譜譜圖見(jiàn)圖2。
[0041]實(shí)施例5
[0042]將350份尼龍6的新料置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑸龎褐?.8MPa，邊攪拌邊升溫至330°C熱降解反應(yīng)7h后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至198°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.2MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至170°C，取出熔融狀物，冷卻至室溫后粉碎即得到初步熱降解的尼龍6粉料；將初步熱降解的尼龍6粉料與194份聚苯乙烯粉料混合后置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑹垢獌?nèi)壓力升高至0.7MPa，邊攪拌邊開(kāi)始升溫至303°C熱降解反應(yīng)40min后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至205°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.1MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至180°C，取出熔融狀混合物冷卻至室溫后破碎即可得到所需聚苯乙烯制品表面親水改性母料。該改性母料中降解尼龍6粘均分子量為4100。
[0043]實(shí)施例6
[0044]將350份尼龍6的回收舊料置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑸龎褐?.6MPa，邊攪拌邊升溫至330°C熱降解反應(yīng)9h后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至200°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.1MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至170°C，取出熔融狀物，冷卻至室溫后粉碎即得到初步熱降解的尼龍6粉料；將初步熱降解的尼龍6粉料與233份聚苯乙烯粉料混合后置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑹垢獌?nèi)壓力升高至0.7MPa，邊攪拌邊開(kāi)始升溫至305°C熱降解反應(yīng)45min后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至195°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.2MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至160°C，取出熔融狀混合物冷卻至室溫后破碎即可得到所需聚苯乙烯制品表面親水改性母料。該改性母料中降解尼龍6粘均分子量為4400。
[0045]實(shí)施例7
[0046]將350份尼龍6的回收舊料置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑸龎褐?.8MPa，邊攪拌邊升溫至340°C熱降解反應(yīng)6h后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至203°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.0MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至160°C，取出熔融狀物，冷卻至室溫后粉碎即得到初步熱降解的尼龍6粉料；將初步熱降解的尼龍6粉料與350份聚苯乙烯粉料混合后置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑹垢獌?nèi)壓力升高至0.7MPa，邊攪拌邊開(kāi)始升溫至290°C熱降解反應(yīng)60min后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至195°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.2MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至160°C，取出熔融狀混合物冷卻至室溫后破碎即可得到所需聚苯乙烯制品表面親水改性母料。該改性母料中降解尼龍6粘均分子量為3200，其紅外光譜譜圖見(jiàn)圖2。
[0047]實(shí)施例8
[0048]將350份尼龍6的回收舊料置于高壓反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑸龎褐?.8MPa，邊攪拌邊升溫至340°C熱降解反應(yīng)8h后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至200°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.2MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至160°C，取出熔融狀物，冷卻至室溫后粉碎即得到初步熱降解的尼龍6粉料；將初步熱降解的尼龍6粉料與269份聚苯乙烯粉料混合后置于高壓 反應(yīng)釜中，通入氮?dú)獠⑹垢獌?nèi)壓力升高至0.6MPa，邊攪拌邊開(kāi)始升溫至310°C熱降解反應(yīng)SOmin后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至195°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.1MPa ;待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至170°C，取出熔融狀混合物冷卻至室溫后破碎即可得到所需聚苯乙烯制品表面親水改性母料。該改性母料中降解尼龍6粘均分子量為2300。
[0049]應(yīng)用例I
[0050]將實(shí)施例7制備的聚苯乙烯表面親水改性母料與原料聚苯乙烯按質(zhì)量比10:90加入密煉機(jī)，然后在溫度為240°C，轉(zhuǎn)速為50rpm條件下熔融混煉10分鐘后，將混合物料在平板硫化機(jī)上，于溫度240°C,壓力IOMPa下模壓5min,制成約0.5mm厚的改性板材。鏡面鋼為接觸介質(zhì)。
[0051]將改性板材用乙醇溶液清洗、干燥后，測(cè)量其試樣的水接觸角的照片如圖4所示。
[0052]從與應(yīng)用對(duì)比例試樣測(cè)試的水接觸角照片的圖3比較中可以看到，圖4中未改性聚苯乙烯板材的水接觸角明顯較大，約為77.5°，圖2中改性聚苯乙烯板材的水接觸角明顯減小，約為63°，降低約18.7%。另外測(cè)試的應(yīng)用對(duì)比例試樣的表面能極性分量為
3.19mN/m，而本應(yīng)用例試樣的表面能極性分量為10.42mN/m，升高約227%。這都顯示出該改性母粒可以有效的改善聚苯乙烯制品的親水性能。
[0053]應(yīng)用例 2
[0054]本應(yīng)用例除是將實(shí)施例4制備的聚苯乙烯表面親水改性母料與原料聚苯乙烯按質(zhì)量比7.5:92.5加入密煉機(jī)外，其余加工條件因與應(yīng)用例I相同，故略去不述。
[0055]將改性板材用乙醇溶液清洗、干燥后，測(cè)量其試樣的水接觸角和表面能極性分量，分別為67.3°和7.71mN/m,與PS材料相比水接觸角降低了 13.2%，表面能極性分量升高了142%。這都顯示該改性母?？梢杂行У母纳凭郾揭蚁┲破返挠H水性能。
[0056]應(yīng)用例3
[0057]本應(yīng)用例除是將實(shí)施例5制備的聚苯乙烯表面親水改性母料與原料聚苯乙烯按質(zhì)量比7.8:92.2加入密煉機(jī)外，其余加工條件因與應(yīng)用例I相同，故略去不述。
[0058]將改性板材用乙醇溶液清洗、干燥后，測(cè)量其試樣的水接觸角和表面能極性分量，分別為64.9°和9.01mN/m,與PS材料相比水接觸角降低了 16.2%，表面能極性分量升高了182%。這都顯示該改性母?？梢杂行У母纳凭郾揭蚁┲破返挠H水性能。
[0059]應(yīng)用例4
[0060]本應(yīng)用例除是將實(shí)施例3制備的聚苯乙烯表面親水改性母料與原料聚苯乙烯按質(zhì)量比8.3:91.7加入密煉機(jī)外，其余加工條件因與應(yīng)用例I相同，故略去不述。
[0061]將改性板材用乙醇溶液清洗、干燥后,測(cè)量其試樣的水接觸角和表面能極性分量，分別為66.1°和8.54mN/m,與PS材料相比水接觸角降低了 14.7%，表面能極性分量升高了168%。這都顯示該改性母粒可以有效的改善聚苯乙烯制品的親水性能。
[0062]應(yīng)用對(duì)比例
[0063]本應(yīng)用對(duì)比例是直接將原料聚苯乙烯加入密煉機(jī)后，按照應(yīng)用例I的加工條件模壓制成約0.5_厚的改性板材，然后用乙醇溶液清洗、干燥后，測(cè)量該試樣的水接觸角和表面能極性分量分別為77.5°和3.19mN/m。水接觸角測(cè)試照片見(jiàn)圖1。
【權(quán)利要求】
1.一種聚苯乙烯制品表面親水改性母料的制備方法，其特征在于該方法的工藝步驟和條件如下: 1)將原料尼龍6置于高壓反應(yīng)釜中，在惰性氣體氛圍下，于320~340°C下熱降解6~IOh ； 2)將初步降解的尼龍6與聚苯乙烯按質(zhì)量比為100~200:100共同置于高壓反應(yīng)釜中，在惰性氣體氛圍下，于290~310°C下攪拌混合共同熱降解40~90min，產(chǎn)物經(jīng)冷卻后破碎即得到表面親水改性母料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯制品表面親水改性母料的制備方法，其特征在于該方法的工藝步驟和條件如下: O將原料尼龍6置于高壓反應(yīng)釜中，通入惰性氣體并使反應(yīng)釜內(nèi)壓力升高至0.6~0.8MPa，邊攪拌邊開(kāi)始升溫至320~340°C熱降解反應(yīng)6~IOh后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至195~205°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在1.0~1.2MPa ； 2)待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至160~180°C，取出熔融狀物，待熔融狀物溫度降至室溫后進(jìn)行粉碎即得到初步熱降解的尼龍6粉料； 3)將初步熱降解的尼龍6粉料與聚苯乙烯粉料以質(zhì)量比為100~200:100進(jìn)行混合； 4)將尼龍6粉料與聚苯乙烯粉料的混合物置于高壓反應(yīng)釜中，通入惰性氣體并使反應(yīng)釜內(nèi)壓力升高至0.6~0.8MPa，邊攪拌邊開(kāi)始升溫至290~310°C熱降解反應(yīng)40~90min后停止加熱，待釜內(nèi)溫度降至195~205°C停止攪拌，反應(yīng)過(guò)程中適時(shí)排氣以維持釜內(nèi)壓力在 1.0 ~1.2MPa ； 5)待釜內(nèi)溫度繼續(xù)降至160~180°C，取出熔融狀混合物，待熔融狀混合物溫度降至室溫后進(jìn)行破碎即可得到所需聚苯乙烯制品表面親水改性母料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚苯乙烯制品表面親水改性母料的制備方法，其特征在于該方法中第1)步的熱降解反應(yīng)溫度為310~340°C，反應(yīng)時(shí)間為6~8h ;第3)步中初步熱降解的尼龍6粉料與聚苯乙烯粉料的質(zhì)量比為100~180:100 ;第4)步中熱降解反應(yīng)溫度為300~310°C，反應(yīng)時(shí)間為40~80min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聚苯乙烯制品表面親水改性母料的制備方法，其特征在于該方法中所述的尼龍6和聚苯乙烯為工業(yè)生產(chǎn)的新料或回收的舊料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚苯乙烯制品表面親水改性母料的制備方法，其特征在于該方法中所述的尼龍6和聚苯乙烯均為工業(yè)生產(chǎn)或回收舊料。
6.一種聚苯乙烯制品表面親水改性母料，其特征在于該母料中降解尼龍6和聚苯乙烯的質(zhì)量比為100~200:100,降解尼龍6的粘均分子量為2300~7800，降解尼龍6在其紅外光譜譜圖3300cm-1處出現(xiàn)有胺基特征吸收峰。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚苯乙烯制品表面親水改性母粒，其特征在于該母粒中降解尼龍6在聚苯乙烯制品含量為5%時(shí)，聚苯乙烯制品表面的水接觸角至少減小13%，表面能極性分量增加至少140%。
【文檔編號(hào)】C08L25/06GK103897205SQ201410132443
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】謝邦互, 徐甲明, 楊偉, 尹波, 楊鳴波 申請(qǐng)人:四川大學(xué)