本发明属于化工材料制备领域，尤其涉及一种PAA-PP复合塑料的制备方法。
背景技术：
水资源紧缺已经成为全球大多数国家面临的一个重大难题，海水淡化和海水利用技术是解决水资源短缺的有效途径之一。但是在海水淡化处理中，由于钙和镁的碳酸盐形成矿物结垢，黏附在处理设备表面，造成管道堵塞，产能下降，严重影响了海水淡化效率。目前，工业上常用的阻垢方法是化学阻垢，即向水中加入某些阻垢剂防止结垢。该方法较其他方法具有易于操作、处理效果好的优点。许多化学药品和阻垢剂已被用于减轻结垢，这些阻垢剂一般是酸性物质，常用的有磷系阻垢剂如磷酸三钠、六偏磷酸钠、羟基乙叉二膦酸(HEDP)等。但水体中过量使用酸性阻垢剂会使水体酸化，对运输管道和设备等造成腐蚀。
国内外对阻垢防污材料的研究大多集中于阻垢防污涂料以及材料改性睇。通过改性开发良好的阻垢防污涂料尽管取得很好的阻垢效果，但是材料制备过程复杂，价格昂贵，有些防污阻垢涂料如含锌、锡的有机金属化合物防污涂料会造成环境污染。在海水淡化产业中，金属、陶瓷等材料制成的传统处理设备及管道除了存在易腐蚀、易结垢等不足，还存在着易碎、能耗较高和效率低等缺点。
技术实现要素：
本发明旨在解决上述问题，提供一种PAA-PP复合塑料的制备方法。
本发明的技术方案：
一种PAA-PP复合塑料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将聚丙烯母粒在60-70℃温度下干燥6h，除去水分；聚丙烯酸在70-80℃下干燥24h，用球磨机球磨粉碎为聚丙烯酸粉末；
（2）将聚丙烯母粒与聚丙烯酸、增塑剂、润滑剂倒人高速混炼机共混，得到共混物；
（3）再将步骤（2）所得共混物倒入双向螺杆挤出机进行挤出、造粒、压片制得宽度为100mm、厚度为0.5mm的PAA-PP复合塑料。
本发明所述的PAA-PP复合塑料的制备方法，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
本发明所述的PAA-PP复合塑料的制备方法，所述润滑剂为十八醇。
本发明所述的PAA-PP复合塑料的制备方法，所述球磨机的工作时间为12h-15h。
本发明所述的PAA-PP复合塑料的制备方法，所述聚丙烯酸粉末为2000目。
本发明所述的PAA-PP复合塑料的制备方法，所述聚丙烯烯酸的分子量800-1000。
本技术方案的技术效果：
本发明所述的，通过对原有工艺的改进，采用低分子量聚丙烯酸PAA共混改性聚丙烯PP制得一种具有阻垢效果的聚丙烯酸-聚丙烯复合塑，PAA-PP复合塑料具有良好的阻垢效果，不容易正常成核生长且规则有序地在其表面排列，且操作简单，易于推广。
具体实施方式
实施例1
一种PAA-PP复合塑料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将聚丙烯母粒在60℃温度下干燥6h，除去水分；聚丙烯酸在70℃下干燥24h，用球磨机球磨粉碎为聚丙烯酸粉末；
（2）将聚丙烯母粒与聚丙烯酸、增塑剂、润滑剂倒人高速混炼机共混，得到共混物；
（3）再将步骤（2）所得共混物倒入双向螺杆挤出机进行挤出、造粒、压片制得宽度为100mm、厚度为0.5mm的PAA-PP复合塑料。
本发明所述的PAA-PP复合塑料的制备方法，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
本发明所述的PAA-PP复合塑料的制备方法，所述润滑剂为十八醇。
本发明所述的PAA-PP复合塑料的制备方法，所述球磨机的工作时间为12h。
本发明所述的PAA-PP复合塑料的制备方法，所述聚丙烯酸粉末为2000目。
本发明所述的PAA-PP复合塑料的制备方法，所述聚丙烯烯酸的分子量800。选取水温为25℃，在各种不同搅拌速率下(0，50，100，200，300，400，500，600r／rain)搅拌1h，测定不同搅拌速率下单位面积增重量m。并且，选取m值最大时对应的搅拌速率、水温25℃为条件，测定不同搅拌时间下的单位面积增重量m。
选取转速为200r／min、搅拌时间为2h，考察PAA-PP复合塑料在不同温度下(25，35，45，60，80，100℃)的阻垢效果。为更直观表示PAA-PP复合塑料的阻垢率，用去离子水分别将烘干后的三组试样上的碳酸钙垢洗涤数次后再用0.1mol／L的稀盐酸充分溶解，以络合滴定法滴定钙离子溶度，以不含PAA的1。试样为空白对照试样，测定PAA-PP复合塑料阻垢率。
加入PAA的复合塑料表面有典型的胞状结构，而未加入PAA的聚丙烯塑料表面没有这种结构。并且PAA加入量不同，胞粒数量和分布规律也不相同，胞粒较多、胞状结构分布较为均匀，因为PAA加入量较小。纯PP塑料和PAA—PP复合塑料的力学延伸性能良好。材料的应力和伸长量随着PAA含量的增加而减小。
在不开动搅拌时，即转速为0r／min时，1 号和2 号试样表面碳酸钙的量基本上没有差别，分别为0．6lmg和0．63mg，而3 号试样只有0．25mg；在转速为50～200r／min时，3种试样的m值均随转速的增大而增大，但在200～600r／min时，m却随转速的增大而减小，这可能是由于转速增大，经过试样表面的水流速率加快，在试样表面上形成的水流剪切力增大，将附着在试样表面上的碳酸钙垢冲落下来。在转速为200r／min时，3种试样的单位面积增重量均达到最大值，分别为7.6，4.71，0.52mg，不含PAA的空白1 号试样的结垢量是3号试样的14倍。在这一过程中发现，不论是在哪个转速条件下(转速为0r／min时除外)，1 号空白试样上的碳酸钙结垢量总是比2 号和3号试样大得多。然而，目前并未发现它们之间存在有一定的比例关系，这可能是因为流体流速以及材料表面自身特性等多个因素所导致。转速为200r／min、25℃条件下，PAA-PP复合塑料在不同搅拌时间下的单位面积增重量。3种试样上碳酸钙结垢量均随着搅拌时间的增加而增大。值得注意的是，在搅拌时间为0-2h时，3种试样上的碳酸钙结垢量剧烈增加，但是在搅拌时间为3～10h时碳酸钙的增量很小。
第一阶段为结垢粒子直接在材料表面上结晶成核生长；第二阶段为溶液中的结垢粒子在完成结晶生长及晶体形状转变后黏附到材料表面。在这两个过程中部分已经结晶成核的结垢粒子又会重新溶解到溶液中，再次结晶。第一阶段产生结垢粒子黏附性强，结构紧密而结实，第二阶段黏附到表面上的结晶粒子排列松散，容易在水流的作用下从表面脱落到溶液中。因此，在搅拌时间为3-10h时，碳酸钙增加量变小，结垢速率明显降低。
PAA-PP复合塑料具有良好的阻垢效果，特别是1．55％PAA含量的3 号试样，温度在80度之前试样的阻垢率为92％左右，最高阻垢率可达92.77％。两组试样在温度大于80℃时，阻垢率均有所下降，这是因为温度大于80℃时水中碳酸钙。结垢倾向更加明显，并且在有碳酸钙。晶种存在条件下，水中碳酸钙。结垢速率加快。结垢物质的形成分为晶核的形成和生长，在晶核形成的初始阶段，一般是处于一个不稳定的动态交换平衡的过程中，有的可能分裂成为更小的粒子或者重新溶解，有的则继续生长，即结垢过程中存在一个“沉淀一溶解一再次沉淀”的平衡过程。液体温度越高，“沉淀速率”大于“溶解速率”，因而“结垢速率”随着温度增加而增大。
实施例2
一种PAA-PP复合塑料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将聚丙烯母粒在70℃温度下干燥6h，除去水分；聚丙烯酸在80℃下干燥24h，用球磨机球磨粉碎为聚丙烯酸粉末；
（2）将聚丙烯母粒与聚丙烯酸、增塑剂、润滑剂倒人高速混炼机共混，得到共混物；
（3）再将步骤（2）所得共混物倒入双向螺杆挤出机进行挤出、造粒、压片制得宽度为100mm、厚度为0.5mm的PAA-PP复合塑料。
本发明所述的PAA-PP复合塑料的制备方法，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
本发明所述的PAA-PP复合塑料的制备方法，所述润滑剂为十八醇。
本发明所述的PAA-PP复合塑料的制备方法，所述球磨机的工作时间为15h。所述聚丙烯酸粉末为2000目。所述聚丙烯烯酸的分子量1000。
在有碳酸钙。晶种存在的条件下，水中碳酸钙。结垢速率明显加快，品种存在可以降低溶液体系的过饱和值，在这种体系环境条件下，碳酸钙。的沉积速率显著增加[1 6I。故复合塑料的阻垢率有所下降。在固一液体系中，PAA不仅对水垢粒子在溶液中的稳定性和分子在固体表面的吸附有影响，而且还对晶体生长的速率和晶体形状都有着重要的调控作用。
在固一液体系中，PAA不仅对水垢粒子在溶液中的稳定性和分子在固体表面的吸附有影响，而且还对晶体生长的速率和晶体形状都有着重要的调控作用。在转速为200r／rain、搅拌时间为2h、实验温度为45℃条件下于高浓度硬水中结垢， 分为1号，2号，3号试样， 3 号试样上的碳酸钙晶粒大小不一、晶体排列疏松，呈多孔状，且3 号PAA-PP复合塑料上的碳酸钙。晶体比1号和2号试样上的小得多。晶体呈多孔状结构，晶体形状不规则。与1号试样相比，PAA-PP复合阻垢塑料改变了垢样晶形的大小，碳酸钙。晶体难以在塑料表面长大，PAA-PP复合阻垢塑料的表面特性使碳酸钙。晶核在其表面的生长受到抑制，碳酸钙。晶体不容易黏附，从而使水垢容易在水相中悬浮而随水流冲走。
一般来说，碳酸钙水垢晶核的形成和生长，分别是固一液界面的形成和扩展的过程，一个材料表面的成核位置是有限的，微米或纳米结构的表面微凸体，即胞状、圆锥状或伞状结构，能够减少碳酸钙晶粒与表面的接触面积，从而减少了与成核位置的接触，使碳酸钙晶体不能正常结晶生长。如果晶体在一个特定的结构表面限制生长，那么晶体的实际表面接触面积减少、表面黏附减少，并且这些晶体很容易在水流的剪切力下冲走。PAA-PP复合塑料表面的胞状结构改变了碳酸钙。晶体的成核生长，使其无法形成完整的“方解石”晶形。多L状、排列疏松的碳酸钙。晶体在溶液水流的剪切力作用下容易脱离复合塑料表面进入溶液体系，从而达到良好的塑料表面阻垢效果。