[发明专利]一种聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法

说明书

一种聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法，包含以下处理工艺：用聚烯烃箱体在成型过程中的余热进行第一次臭氧的选择性表面预处理，在表面喷涂含有不饱和键的多官能团表面改性液，在紫外光催化下进行二次臭氧氧化处理，完成表面改性剂的接枝与固化。本发明通过臭氧氧化与紫外氧化技术连用，极大的缩短了产品生产周期；且第一次臭氧预处理后的废气收集后，用于制造紫外光照射时气体环境，既提高了紫外线催化处理效果，期间产生的少量臭氧可进行二次臭氧氧化，大幅改善了箱体的表面改性效果；整个处理过程无废弃物排放，降低了生产成本；同时，也不需要对箱体结构进行二次加热，彻底避免了由于加热导致箱体薄壁变形问题。

技术领域

本发明涉及臭氧-紫外连用氧化技术领域，具体为一种聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法。

背景技术

聚烯烃，即由乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烃以及某些环烯烃单独聚合或共聚合而得到的一类热塑性树脂的总称。由于原料丰富，价格低廉，容易加工成型，综合性能优良，因此是一类产量最大，应用十分广泛的高分子材料。其中以聚乙烯、聚丙烯最为重要。主要品种有聚乙烯以及以乙烯为基础的一些共聚物，如乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-丙烯酸或丙烯酸酯的共聚物，还有聚丙烯和一些丙烯共聚物、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、环烯烃聚合物。聚烯烃材料通过滚塑、中空吹塑、模压与注塑成型等方式，可以制备出满足不同使用要求的中空型箱体产品。

聚乙烯是非极性材料，表面对于极性物质呈现疏水性，界面间粘结作用差，为满足某些使用场景的特殊性能要求，通常需要对箱体进行表面选择性功能化改性处理，使箱体产品只在某些表面呈现特殊的功能性。在高分子材料改性中通用的化学接枝、共聚、共混挤出改性，由于聚烯烃基体材料整体结构发生改变，导致生产的箱体产品的内外表面呈现相同的功能化处理效果，因此在箱体表面改性的应用中难以广泛推广。

对材料表面进行选择性处理方法主要有等离子处理、紫外光处理、臭氧处理、激光处理、电晕处理、电镀、瞬时火焰处理、刻蚀与化学氧化处理等方式。由于聚烯烃箱体特殊的性能要求与结构的不规则性，电晕、电镀、化学刻蚀等方法的实际应用也受到极大限制。

目前，国内暂时没有针对聚烯烃中空型箱体结构件的表面处理文献报道。专利号：CN201510762453 公开了“一种亲水性超高分子量聚乙烯粉末的组合制备方法”对臭氧对超高分子量聚乙烯粉末进行表面改性进行介绍，但也存在最终制品内外表面同时功能化问题，无法满足不同表面选择性处理要求。

专利号：CN200410062258 公开了“超高分子量聚乙烯微孔滤膜表面的亲水化改性方法”介绍了臭氧处理超高分子量聚乙烯膜的技术，但工艺复杂，处理耗时长，处理过程中存在多次加热与溶剂浸泡操作，而聚烯烃中空型箱体结构件由于具有薄壁、不耐热的特点，在加热过程中极易发生变形。

专利申请号201610183903.7公开了一种尼龙增韧剂、制备方法及应用，将聚烯烃置于等离子体反应装置中，抽真空后，通入气体，利用低温等离子体对聚烯烃进行表面处理，使其表面产生羟基、羧基等活性基团，从而得到表面改性的聚烯烃，然后通过与极性化合物和抗氧剂反应得到极性化合物接枝改性的聚烯烃，即为尼龙增韧剂。与本发明相比，区别技术点在于：利用真空条件下等离子技术对聚烯烃颗粒进行表面改性，再通过熔融共混挤出的方式，制备得到接枝改性聚烯烃粒子，该粒子主要应用与塑料增韧改性。

专利申请号201610947788.6公开了一种增韧尼龙及尼龙增韧剂和制备方法，首先利用低温等离子体技术制备聚烯烃接枝物作为增韧剂：将聚烯烃置于等离子体反应装置中，通入二氧化碳或者二氧化碳与其它气体的混合气，对聚烯烃进行表面处理，得到表面含有羧基和羰基极性基团接枝的聚烯烃。然后将尼龙、聚烯烃接枝物、抗氧剂按照重量份进行称量、混合均匀，放入挤出机中进行反应，挤出物经过牵引、冷却、干燥、切粒，得到增韧尼龙颗粒。与本发明相比，区别技术点在于：利用等离子技术在聚烯烃颗粒表面进行接枝改性，将该功能化的聚烯烃粒子再通过挤出机共混挤出，制备得到增韧尼龙颗粒。