一种聚乙烯塑料片材的表面改性方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚乙烯塑料片材的表面改性方法，包括以下步骤,聚乙烯塑料片材经过电浆处理后涂覆粘接组分,60～70℃加热处理10～15分钟后,涂覆改性组分,室温至50℃放置28～35小时,完成聚乙烯塑料片材的表面改性；所述粘接组分由丙烯酸酯预聚体、三甲基硅氧基硅酸酯、亚磷酸二乙酯、四唑以及丙三醇混合得到；所述丙烯酸酯预聚体由丙烯酸正丁酯与苯乙烯制备得到；所述改性组分由环氧树脂、胺类固化剂、羟胺钾、双酚A二酐、丙酮混合得到。本发明中，所述聚乙烯是超高分子量聚乙烯；超高分子量聚乙烯的重均分子量是600万至800万。由水滴角度量测仪测试得到具有小于40度的接触角；拉伸测试仪测试改性层剥离强度大于80kgf/cm。
【专利说明】
一种聚乙烯塑料片材的表面改性方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种表面改性的塑料片材，具体涉及一种聚乙烯塑料片材的表面改性方法。
【背景技术】
[0002]塑料制品日益增多，充斥着人们的日常生活，像聚丙烯/聚乙烯这些塑料产品随处可见。超高分子量聚乙烯是一种非极性的塑胶材料，不仅重量轻且又具有防水性、良好抗化学腐蚀性、高耐冲击性、高耐磨性，以及在极端温度(-1lOtC?120°C)条件下的良好抗脆化性;但是超高分子量聚乙烯与常见的聚四氟乙烯材料相似，其表现出极强的疏水性与极低的粘着性，特别是对于印刷产品，很难将图案印刷到HDPE表面，这正是高密度聚乙烯材料应用受限的最大原因；所以很多研究者着力改善该状况。比如将一个高分子材料在真空下进行电浆处理可以增加其表面键结能，以改善该高分子材料的粘着性、润湿性与印刷性能，常见的胶粘剂是硅系、丙烯酸系；然而，电浆处理后可以立即增加该高分子材料的表面键结能，但随着暴露于大气环境中的时间，该高分子材料的表面键结能将会逐渐衰减，因此，利用电浆处理虽然可以在一定时间内增加该高分子材料的粘着性，但对于该高分子材料的储存以及后续处理相当不便。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种可以克服高密度聚乙烯片材表面活性低的缺陷，便于后续加工的表面改性方法。
本发明公开了一种聚乙烯塑料片材的表面改性方法，包括以下步骤，聚乙烯塑料片材经过电浆处理后涂覆粘接组分，60?70°C加热处理10?15分钟后，涂覆改性组分，室温至50°C放置28?35小时，完成聚乙烯塑料片材的表面改性；
所述粘接组分由丙烯酸酯预聚体、三甲基硅氧基硅酸酯、亚磷酸二乙酯、四唑以及丙三醇混合得到;所述丙烯酸酯预聚体由丙烯酸正丁酯与苯乙烯制备得到；
所述改性组分由环氧树脂、胺类固化剂、羟胺钾、双酸A 二酐、丙酮混合得到。本发明中，所述聚乙稀是超高分子量聚乙烯;超高分子量聚乙烯的重均分子量是600万至800万。
[0004]本发明中，丙烯酸酯预聚体、三甲基硅氧基硅酸酯、亚磷酸二乙酯、四唑以及丙三醇的质量比为 1:0.2?0.5:0.1?0.15:0.001 ?0.0012:1.5?2。
本发明中，所述丙烯酸正丁酯与苯乙烯的摩尔比为I.I。
本发明中，环氧树脂、胺类固化剂、羟胺钾、双酚A 二酐、丙酮的质量比为1:0.5?0.8:0.001?0.0012:0.3?0.45:5?8。
本发明中，环氧树脂为双酚F环氧树脂;胺类固化剂为间苯二甲胺。
本发明中，表面改性的塑料片材包含一层粘着层，该粘着层接合改性高分子膜，从而该改性高分子膜粘着高分子基材。通过该改性高分子组分提供足够量的极性官能机团以增加高密度聚乙烯基材的表面活性；同时通过粘接层增加改性层与基材的电浆处理表面的粘着力。
[0005]本发明公开的粘接剂不仅能够与改性组分发生反应，更能够与聚乙烯基材粘接，处理后提升聚乙烯的表面自由能维持而不衰减，因而克服了现有技术上高密度聚乙烯基材与其他物料接合粘着力不高的缺点。
【具体实施方式】
[0006]
实施例一
将摩尔比为1.1的丙烯酸正丁酯与苯乙烯加入甲苯中，混合后加入碘化钾；回流反应2小时，旋蒸除去溶剂，然后经过柱层析制备得到丙烯酸酯预聚体;将10g丙烯酸酯预聚体加入甲苯中，然后加入20g三甲基娃氧基娃酸酯、1g亚磷酸二乙酯、0.1g四卩坐以及150g丙三醇，50°C加热处理35分钟，得到粘接组分;将10g双酚F环氧树脂、50g间苯二甲胺、0.1g羟胺钾、30g双酚A 二酐、500g丙酮混合得到改性组分。超高分子量聚乙烯塑料片材经过电浆处理后涂覆粘接组分，60°C加热处理10分钟后，涂覆改性组分，室温放置28小时，得到表面改性的聚乙烯塑料片材。由水滴角度量测仪测试得到具有小于40度的接触角;拉伸测试仪测试改性层剥离强度为80.9kgf/cm。超高分子量聚乙烯的重均分子量是600万至800万；电浆处理是以氢气为反应气体，射频频率在22KHZ?14KHZ，输入功率在lKW?10KW，腔压0.001bar?1.0bar0
[0007]实施例二
将摩尔比为1.1的丙烯酸正丁酯与苯乙烯加入甲苯中，混合后加入碘化钾；回流反应2小时，旋蒸除去溶剂，然后经过柱层析制备得到丙烯酸酯预聚体;将10g丙烯酸酯预聚体加入甲苯中，然后加入20g三甲基娃氧基娃酸酯、1g亚磷酸二乙酯、0.1g四卩坐以及150g丙三醇，50°C加热处理35分钟，得到粘接组分;将10g双酚F环氧树脂、50g间苯二甲胺、0.1g羟胺钾、30g双酚A 二酐、500g丙酮混合得到改性组分。超高分子量聚乙烯塑料片材经过电浆处理后涂覆粘接组分，70°C加热处理15分钟后，涂覆改性组分，50°C放置35小时，得到表面改性的聚乙烯塑料片材。由水滴角度量测仪测试得到具有小于40度的接触角;拉伸测试仪测试改性层剥离强度为80.6kgf/cm。超高分子量聚乙烯的重均分子量是600万至800万；电浆处理是以氢气为反应气体，射频频率在22KHz?14KHz，输入功率在IKw?10Kw，腔压0.0Olbar?1.0bar。
[0008]实施例三
将摩尔比为1.1的丙烯酸正丁酯与苯乙烯加入甲苯中，混合后加入碘化钾；回流反应2小时，旋蒸除去溶剂，然后经过柱层析制备得到丙烯酸酯预聚体;将10g丙烯酸酯预聚体加入甲苯中，然后加入20g三甲基娃氧基娃酸酯、1g亚磷酸二乙酯、0.1g四卩坐以及150g丙三醇，50°C加热处理35分钟，得到粘接组分;将10g双酚F环氧树脂、50g间苯二甲胺、0.1g羟胺钾、30g双酚A 二酐、500g丙酮混合得到改性组分。超高分子量聚乙烯塑料片材经过电浆处理后涂覆粘接组分，600C加热处理10分钟后，涂覆改性组分，50°C放置35小时，得到表面改性的聚乙烯塑料片材。由水滴角度量测仪测试得到具有小于40度的接触角;拉伸测试仪测试改性层剥离强度为80.8kgf/cm。超高分子量聚乙烯的重均分子量是600万至800万；电浆处理是以氢气为反应气体，射频频率在22KHZ?14KHZ，输入功率在lKW?10KW，腔压0.001bar?1.0bar0
[0009]实施例四
将摩尔比为1.1的丙烯酸正丁酯与苯乙烯加入甲苯中，混合后加入碘化钾；回流反应2小时，旋蒸除去溶剂，然后经过柱层析制备得到丙烯酸酯预聚体;将10g丙烯酸酯预聚体加入甲苯中，然后加入20g三甲基娃氧基娃酸酯、1g亚磷酸二乙酯、0.1g四卩坐以及150g丙三醇，50°C加热处理35分钟，得到粘接组分;将10g双酚F环氧树脂、50g间苯二甲胺、0.1g羟胺钾、30g双酚A 二酐、500g丙酮混合得到改性组分。超高分子量聚乙烯塑料片材经过电浆处理后涂覆粘接组分，70°C加热处理15分钟后，涂覆改性组分，室温放置28小时，得到表面改性的聚乙烯塑料片材。由水滴角度量测仪测试得到具有小于40度的接触角;拉伸测试仪测试改性层剥离强度为80.lkgf/cm。超高分子量聚乙烯的重均分子量是600万至800万；电浆处理是以氢气为反应气体，射频频率在22KHZ?14KHZ，输入功率在lKW?10KW，腔压0.001bar?1.0bar0
[0010]实施例五
将摩尔比为1.1的丙烯酸正丁酯与苯乙烯加入甲苯中，混合后加入碘化钾；回流反应2小时，旋蒸除去溶剂，然后经过柱层析制备得到丙烯酸酯预聚体;将10g丙烯酸酯预聚体加入甲苯中，然后加入20g三甲基娃氧基娃酸酯、1g亚磷酸二乙酯、0.1g四卩坐以及150g丙三醇，50°C加热处理35分钟，得到粘接组分;将10g双酚F环氧树脂、50g间苯二甲胺、0.1g羟胺钾、30g双酚A 二酐、500g丙酮混合得到改性组分。超高分子量聚乙烯塑料片材经过电浆处理后涂覆粘接组分，65°C加热处理12分钟后，涂覆改性组分，40°C放置30小时，得到表面改性的聚乙烯塑料片材。由水滴角度量测仪测试得到具有小于40度的接触角;拉伸测试仪测试改性层剥离强度为80.3kgf/cm。超高分子量聚乙烯的重均分子量是600万至800万；电浆处理是以氢气为反应气体，射频频率在22KHZ?14KHZ，输入功率在lKW?10KW，腔压0.001bar?1.0bar0
[0011]实施例六
将摩尔比为1.1的丙烯酸正丁酯与苯乙烯加入甲苯中，混合后加入碘化钾；回流反应2小时，旋蒸除去溶剂，然后经过柱层析制备得到丙烯酸酯预聚体;将10g丙烯酸酯预聚体加入甲苯中，然后加入50g三甲基硅氧基硅酸酯、15g亚磷酸二乙酯、0.12g四唑以及200g丙三醇，50°C加热处理35分钟，得到粘接组分;将10g双酚F环氧树脂、SOg间苯二甲胺、0.12g羟胺钾、45g双酸A 二酐、SOOg丙酮混合得到改性组分。超高分子量聚乙烯塑料片材经过电浆处理后涂覆粘接组分，60°C加热处理10分钟后，涂覆改性组分，室温放置28小时，得到表面改性的聚乙烯塑料片材。由水滴角度量测仪测试得到具有小于40度的接触角;拉伸测试仪测试改性层剥离强度为80.6kgf/cm。超高分子量聚乙烯的重均分子量是600万至800万；电浆处理是以氢气为反应气体，射频频率在22KHz?14KHz，输入功率在IKw?10Kw，腔压0.0Olbar?1.0bar。
[0012]实施例七
将摩尔比为1.1的丙烯酸正丁酯与苯乙烯加入甲苯中，混合后加入碘化钾；回流反应2小时，旋蒸除去溶剂，然后经过柱层析制备得到丙烯酸酯预聚体;将10g丙烯酸酯预聚体加入甲苯中，然后加入50g三甲基硅氧基硅酸酯、15g亚磷酸二乙酯、0.12g四唑以及200g丙三醇，50°C加热处理35分钟，得到粘接组分;将10g双酚F环氧树脂、SOg间苯二甲胺、0.12g羟胺钾、45g双酸A 二酐、800g丙酮混合得到改性组分。超高分子量聚乙烯塑料片材经过电浆处理后涂覆粘接组分，70°C加热处理15分钟后，涂覆改性组分，50°C放置35小时，得到表面改性的聚乙烯塑料片材。由水滴角度量测仪测试得到具有小于40度的接触角;拉伸测试仪测试改性层剥离强度为80.5kgf/cm。超高分子量聚乙烯的重均分子量是600万至800万；电浆处理是以氢气为反应气体，射频频率在22KHz?14KHz，输入功率在IKw?1Kw，腔压
0.0Olbar?1.0bar0
[0013]实施例八
将摩尔比为1.1的丙烯酸正丁酯与苯乙烯加入甲苯中，混合后加入碘化钾；回流反应2小时，旋蒸除去溶剂，然后经过柱层析制备得到丙烯酸酯预聚体;将10g丙烯酸酯预聚体加入甲苯中，然后加入50g三甲基硅氧基硅酸酯、15g亚磷酸二乙酯、0.12g四唑以及200g丙三醇，50°C加热处理35分钟，得到粘接组分;将10g双酚F环氧树脂、SOg间苯二甲胺、0.12g羟胺钾、45g双酸A 二酐、SOOg丙酮混合得到改性组分。超高分子量聚乙烯塑料片材经过电浆处理后涂覆粘接组分，70°C加热处理15分钟后，涂覆改性组分，室温放置28小时，得到表面改性的聚乙烯塑料片材。由水滴角度量测仪测试得到具有小于40度的接触角;拉伸测试仪测试改性层剥离强度为80.2kgf/cm。超高分子量聚乙烯的重均分子量是600万至800万；电浆处理是以氢气为反应气体，射频频率在22KHz?14KHz，输入功率在IKw?10Kw，腔压
0.0Olbar?1.0bar0
[0014]实施例九
将摩尔比为1.1的丙烯酸正丁酯与苯乙烯加入甲苯中，混合后加入碘化钾；回流反应2小时，旋蒸除去溶剂，然后经过柱层析制备得到丙烯酸酯预聚体;将10g丙烯酸酯预聚体加入甲苯中，然后加入50g三甲基硅氧基硅酸酯、15g亚磷酸二乙酯、0.12g四唑以及200g丙三醇，50°C加热处理35分钟，得到粘接组分;将10g双酚F环氧树脂、SOg间苯二甲胺、0.12g羟胺钾、45g双酸A 二酐、SOOg丙酮混合得到改性组分。超高分子量聚乙烯塑料片材经过电浆处理后涂覆粘接组分，60°C加热处理10分钟后，涂覆改性组分，50°C放置35小时，得到表面改性的聚乙烯塑料片材。由水滴角度量测仪测试得到具有小于40度的接触角;拉伸测试仪测试改性层剥离强度为80.5kgf/cm。超高分子量聚乙烯的重均分子量是600万至800万；电浆处理是以氢气为反应气体，射频频率在22KHz?14KHz，输入功率在IKw?lOKw，腔压
0.0Olbar?1.0bar0
[0015]实施例十
将摩尔比为1.1的丙烯酸正丁酯与苯乙烯加入甲苯中，混合后加入碘化钾；回流反应2小时，旋蒸除去溶剂，然后经过柱层析制备得到丙烯酸酯预聚体;将10g丙烯酸酯预聚体加入甲苯中，然后加入50g三甲基硅氧基硅酸酯、15g亚磷酸二乙酯、0.12g四唑以及200g丙三醇，50°C加热处理35分钟，得到粘接组分;将10g双酚F环氧树脂、SOg间苯二甲胺、0.12g羟胺钾、45g双酸A 二酐、SOOg丙酮混合得到改性组分。超高分子量聚乙烯塑料片材经过电浆处理后涂覆粘接组分，65 0C加热处理12分钟后，涂覆改性组分，40 0C放置30小时，得到表面改性的聚乙烯塑料片材。由水滴角度量测仪测试得到具有小于40度的接触角;拉伸测试仪测试改性层剥离强度为80.5kgf/cm。超高分子量聚乙烯的重均分子量是600万至800万；电浆处理是以氢气为反应气体，射频频率在22KHz?14KHz，输入功率在IKw?lOKw，腔压
0.0Olbar?1.0bar0
【主权项】
1.一种聚乙烯塑料片材的表面改性方法，包括以下步骤，聚乙烯塑料片材经过电浆处理后涂覆粘接组分，60?70 °C加热处理10?15分钟后，涂覆改性组分，室温至50 °C放置28?35小时，完成聚乙烯塑料片材的表面改性； 所述粘接组分由丙烯酸酯预聚体、三甲基硅氧基硅酸酯、亚磷酸二乙酯、四唑以及丙三醇混合得到;所述丙烯酸酯预聚体由丙烯酸正丁酯与苯乙烯制备得到； 所述改性组分由环氧树脂、胺类固化剂、羟胺钾、双酸A 二酐、丙酮混合得到。2.根据权利要求1所述的聚乙烯塑料片材的表面改性方法，其特征在于:所述聚乙烯是超高分子量聚乙稀。3.根据权利要求1所述的聚乙烯塑料片材的表面改性方法，其特征在于:丙烯酸酯预聚体、三甲基硅氧基硅酸酯、亚磷酸二乙酯、四唑以及丙三醇的质量比为1: 0.2?0.5: 0.1?0.15:0.001?0.0012:1.5?2。4.根据权利要求1所述的聚乙烯塑料片材的表面改性方法，其特征在于:所述丙烯酸正丁酯与苯乙烯的摩尔比为1.1。5.根据权利要求1所述的聚乙烯塑料片材的表面改性方法，其特征在于:环氧树脂、胺类固化剂、羟胺钾、双酚A 二酐、丙酮的质量比为1: 0.5?0.8:0.001?0.0012:0.3?0.45: 5?8ο6.根据权利要求2所述的聚乙烯塑料片材的表面改性方法，其特征在于:环氧树脂为双酚F环氧树脂;胺类固化剂为间苯二甲胺。7.根据权利要求2所述的聚乙烯塑料片材的表面改性方法，其特征在于:超高分子量聚乙烯的重均分子量是600万至800万。
【文档编号】C08J7/04GK105820363SQ201610367205
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】李明华
【申请人】金宝丽科技（苏州）有限公司