一种聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法技术

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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法
本专利技术涉及臭氧-紫外连用氧化
，具体为一种聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法。
技术介绍
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。与本专利技术相比，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。与本专利技术相比，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。专利申请号201310158626.0公开了一种用于难粘的聚烯烃基木塑复合材料的协同表面处理的方法，与本专利技术相比，区别技术点在于：本专利技术涉及表面处理的方法，综合了偶联剂涂覆和等离子体处理的优势，改善了两种方法存在的不足，提高了聚烯烃基木塑复合材料的胶接强度和耐水性，实现了难粘聚烯烃基木塑复合材料具有良好胶接耐水性的快速无缝连接，本专利技术用于难粘的聚烯烃基木塑复合材料的表面处理。专利“有机聚合物材料的表面处理方法”公开了一种通过等离子体表面处理在基材表面上形成包括SiOx基团的涂层的方法，其中该基材包括有机聚合物材料和基本上不与该有机聚合物材料混溶的含有机硅添加剂的共混物。有机聚合物材料优选包括聚烯烃，含有机硅添加剂优选包括聚二甲基硅氧烷，α，ω－二羟基－聚二甲基硅氧烷、α，ω－二乙烯基聚二甲基硅氧烷，或聚二甲基硅氧烷与聚乙烯的共聚物。等离子体处理可包括含氧气体等离子体处理。将基材优选在等离子体处理期间加热和等离子体脉冲。本方法可增强基材的表面阻挡性能、抗氧和/或粘结性能。综上，上述公开的在先资料可知，使用等离子设备对聚烯烃材料表面进行提高可粘性处理已是公知技术，但臭氧-紫外联用技术对聚烯烃材料箱体表面的处理未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法，缩短了产品生产周期，改善了箱体的表面改性效果，降低了生产成本，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法，包括以下步骤：S1：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；S2：在表面喷涂含有不饱和键的多官能团表面改性液；S3：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。优选的，所述聚烯烃箱体包含通过滚塑、中空吹塑、模压与注塑成型方式制备的聚烯烃箱体及其他形状的中空型结构薄壁制品。优选的，所述步骤S1中进行第一次臭氧选择性处理时的箱体余温控制在45-90℃，且第一次臭氧选择性处理时的所使用臭氧混合气体来源于臭氧发生器，其中混合气体流速3-50L/min，臭氧占混合气体质量分数的2-8%，处理时间1-15min，臭氧后的废气经收集后作为气源供下一步紫外光催化氧化时使用。优选的，所述步骤S2中表面喷涂的不饱和键的多官能团表面改性液包含有不饱和多官能团表面接枝剂、紫外光催化剂、自由基聚合催化剂、黏度调整剂，改性液在聚烯烃箱体表面喷涂厚度0.05-0.7mm。优选的，所述不饱和多官能团表面接枝剂主要含有不饱和双键的多官能团化合物，包含有丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酰胺、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚苯乙烯接枝马来酸酐低聚物、聚乙烯接枝马来酸酐低聚物、三烯丙基异氰脲酸酯中至少两种，添加量占改性液质量分数的92-98%。优选的，所述紫外光催化剂包含锐钛型纳米级二氧化钛颗粒，粒径10-200nm，添加量占改性液质量分数的0.1-3%。优选的，所述自由基聚合催化剂包含有偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯中至少一种，添加量占改性液质量分数的0.05-1.5%。优选的，所述黏度调节剂包含有氧化石蜡、亚乙基双硬脂酸酰胺、松香树脂、聚α-甲基苯乙烯树脂中至少一种，添加量占改性液质量分数的0.5-5%。优选的，所述步骤S3中紫外光波长范围280-400nm，紫外光照射时间3-15min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：侧重臭氧和紫外连用技术对聚烯烃箱体表面进行处理，没有采用等离子技术。1、本聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法，通过臭氧氧化与紫外氧化技术连用，弥补单一方法处理效率低，耗时长，极大的缩短了产品生产周期。2、本聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法，第一次臭氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法，包括以下步骤：S1：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；S2：在表面喷涂含有不饱和键的多官能团表面改性液；S3：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。

【技术特征摘要】
1.一种聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法，包括以下步骤：S1：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；S2：在表面喷涂含有不饱和键的多官能团表面改性液；S3：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。2.如权利要求1所述的一种聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法，其特征在于，所述聚烯烃箱体包含通过滚塑、中空吹塑、模压与注塑成型方式制备的聚烯烃箱体及其他形状的中空型结构薄壁制品。3.如权利要求1所述的一种聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法，其特征在于，所述步骤S1中进行第一次臭氧选择性处理时的箱体余温控制在45-90℃，且第一次臭氧选择性处理时的所使用臭氧混合气体来源于臭氧发生器，其中混合气体流速3-50L/min，臭氧占混合气体质量分数的2-8%，处理时间1-15min，臭氧后的废气经收集后作为气源供下一步紫外光催化氧化时使用。4.如权利要求1所述的一种聚烯烃箱体表面的持久性功能化处理方法，其特征在于，所述步骤S2中表面喷涂的不饱和键的多官能团表面改性液包含有不饱和多官能团表面接枝剂、紫外光催化剂、自由基聚合催化剂、黏度调整剂，改性液在聚烯烃箱体表面喷涂厚度0.05-0.7mm。5.如权利要求4所述的一种聚烯烃...

【专利技术属性】
技术研发人员：甄智勇，王翠珍，朱永祥，吴浪，杜慧娟，
申请(专利权)人：广东聚航新材料研究院有限公司，广州宏大塑料制品有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44