技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工與高分子材料交叉科學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯水性分散物，同時(shí)還涉及該水性分散物的制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

聚丙烯與聚乙烯、聚氯乙烯并稱三大通用熱塑性樹(shù)脂，其價(jià)格低廉，用途廣泛；與聚乙烯相比，聚丙烯的強(qiáng)度、硬度、熱變形溫度更高；與聚氯乙烯相比，由于不含有氯，因而高溫?zé)岱€(wěn)定性更好。

對(duì)于受力較大的應(yīng)用領(lǐng)域，聚丙烯的強(qiáng)度、剛度等仍然不足，不能與工程熱塑性樹(shù)脂，諸如尼龍、聚碳酸酯等相比，但通過(guò)玻纖、顆粒等增強(qiáng)后，聚丙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能可以與尼龍、聚碳酸酯等相媲美，而價(jià)格卻較低，這些內(nèi)容通常稱為通用樹(shù)脂工程化，該領(lǐng)域已經(jīng)成為行業(yè)中的熱點(diǎn)，文獻(xiàn)[張曉明、劉雄亞。纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料及其應(yīng)用。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007年]詳細(xì)說(shuō)明各種纖維增強(qiáng)聚丙烯的內(nèi)容，如SFT-PP、LFT-PP、CFT-PP、GMT-PP、NMT-PP等，它們分別是短玻纖、長(zhǎng)玻纖、連續(xù)玻纖、玻纖氈、天然纖維氈增強(qiáng)聚丙烯，顆粒增強(qiáng)聚丙烯方面包括云母、滑石粉、碳酸鈣增強(qiáng)等，此外還有納米增強(qiáng)等。

聚丙烯屬于非極性和疏水性材料，不含極性基團(tuán)，表面電阻高，從而限制其在親水性、抗靜電性的應(yīng)用；聚丙烯材料抗沖擊能力較低，需要增韌改性以提高其抗沖擊能力。

本發(fā)明的MAH-g-PP水性分散物適應(yīng)于上述領(lǐng)域，以改善相關(guān)的性能，在前人的研究中，雖然對(duì)各方面都有涉及，但沒(méi)有一種產(chǎn)品可以適應(yīng)上述多種領(lǐng)域，下面分別說(shuō)明。

在纖維、云母增強(qiáng)聚丙烯材料方面：采用MAH-g-PP水性分散物（必要時(shí)結(jié)合氨基硅烷偶聯(lián)劑）預(yù)先處理纖維、云母，使得增強(qiáng)材料與MAH-g-PP形成良好的界面粘結(jié)，然后將經(jīng)過(guò)處理的增強(qiáng)材料與聚丙烯復(fù)合，改善增強(qiáng)材料在聚丙烯基體分散，復(fù)合材料性能相應(yīng)提高。

在聚丙烯材料親水性、抗靜電性方面：采用MAH-g-PP水性分散物（必要時(shí)添加碳黑和其他添加劑）涂覆在聚丙烯材料表面，采用加熱、加壓的方式，使得MAH-g-PP水性分散物和聚丙烯材料表面共熔融、共結(jié)晶，從而改善相關(guān)性能。

在聚丙烯材料增韌改性提高其抗沖擊能力方面：將MAH-g-PP水性分散物充分脫水干燥成為粉狀物，將此粉狀物與聚丙烯樹(shù)脂共混，然后熔融擠出造粒，改善其抗沖擊能力。

MAH-g-PP水性分散物部分應(yīng)用的方式和效果見(jiàn)[趙科。功能性聚丙烯乳液及其應(yīng)用，第十三屆表面工程創(chuàng)新與實(shí)用技術(shù)交流會(huì)論文集P128-133，2010年河南開(kāi)封；袁勇耀、趙科。功能化聚丙烯乳液制備方法研究進(jìn)展。粘接，2011，4：81-83；http://www.cnfrp.net/ns/echo.php?id=40119]相關(guān)的報(bào)道。

上述內(nèi)容都涉及幾個(gè)問(wèn)題：（一）聚丙烯和MAH-g-PP分子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性、分子量，（二）聚丙烯水性分散物及其制備方法，（三）MAH-g-PP水性分散物平均粒徑與其應(yīng)用的關(guān)系。

（一）聚丙烯和MAH-g-PP分子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性、分子量：

聚丙烯的分子結(jié)構(gòu)如下

n代表聚合度，碳主鏈上含有側(cè)支鏈甲基－CH3，從分子結(jié)構(gòu)方面看，根據(jù)甲基所處的位置，聚丙烯存在四種結(jié)構(gòu)，等規(guī)→甲基處于一側(cè)（等規(guī)聚丙烯）、間規(guī)→甲基交替處于兩側(cè)（間規(guī)聚丙烯）、無(wú)規(guī)→甲基無(wú)規(guī)律處于兩側(cè)（無(wú)規(guī)聚丙烯），此外，還存在分子鏈上同時(shí)具備上述兩種結(jié)構(gòu)的聚丙烯，如茂金屬聚丙烯。

從分子結(jié)構(gòu)看，等規(guī)聚丙烯由于分子中的甲基在一側(cè)排列，規(guī)整性最好，最容易結(jié)晶，且結(jié)晶度較高，因而材料的強(qiáng)度和剛度最高。

等規(guī)聚丙烯是丙烯單體在一定溫度、壓力下，由齊格-納塔催化劑催化聚合而成；此外，丙烯-乙烯之間可以形成共聚物，當(dāng)采用齊格-納塔催化劑，共聚合含少量乙烯單體，形成共聚聚丙烯時(shí)，該共聚物仍然具有一定的結(jié)晶能力；但相比等規(guī)聚丙烯而言，分子量接近時(shí)，材料的強(qiáng)度和剛度相對(duì)下降，但沖擊韌性增加。

對(duì)于等規(guī)聚丙烯而言，由于主鏈上叔碳?xì)漭^活潑，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因而也容易被接枝或空氣氧化；對(duì)于共聚聚丙烯而言，也容易發(fā)生相似的化學(xué)反應(yīng)。

MAH-g-PP（MaleicAnhydridegraftedpolypropylene），即馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯，是以等規(guī)聚丙烯為基體接枝馬來(lái)酸酐后形成的等規(guī)聚丙烯化學(xué)改性物。

從分子量方面看，只有等規(guī)聚丙烯、共聚聚丙烯能夠達(dá)到較高的分子量，它們可以作為材料使用，也可以被增強(qiáng)材料增強(qiáng)；等規(guī)聚丙烯熱降解為等規(guī)聚丙烯蠟，其本質(zhì)是n下降，且被空氣氧化而帶酸性基團(tuán)；共聚聚丙烯熱降解，形成的共聚聚丙烯蠟，也被空氣氧化而帶酸性基團(tuán)；而間規(guī)、無(wú)規(guī)聚丙烯分子量不高，常稱為間規(guī)聚丙烯蠟、無(wú)規(guī)聚丙烯蠟，它們不含有酸性基團(tuán)。

茂金屬聚丙烯是一類新開(kāi)發(fā)的聚丙烯，當(dāng)分子量不高時(shí)，稱為茂金屬聚丙烯蠟，與等規(guī)聚丙烯蠟相比，甲基在一側(cè)排列的規(guī)整性下降，結(jié)晶能力相對(duì)下降，且不含有酸性基團(tuán)。

通常意義上的聚丙烯蠟包括：等規(guī)聚丙烯蠟、共聚聚丙烯蠟、間規(guī)聚丙烯蠟、無(wú)規(guī)聚丙烯蠟、茂金屬聚丙烯蠟，由于分子量不高，它們一般作為添加劑、界面處理劑使用。

（二）聚丙烯水性分散物及其制備方法：

對(duì)于某些特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，需要將聚丙烯分散在水中以微小顆粒的形式再使用，此過(guò)程稱為聚丙烯的水性化。從水性化難易角度看，根據(jù)“相似相容”原理，聚丙烯極性越高，則越容易水性化，而其結(jié)晶性卻使得聚丙烯微粒趨向生長(zhǎng)成更大的結(jié)晶粒子而從水相中析出，并且分子量越大則越不利于水性化，結(jié)晶性、分子量、極性是三類主要影響因素，高分子量的等規(guī)聚丙烯、共聚聚丙烯，因?yàn)榉肿恿枯^大而難以水性化；當(dāng)分子量在一定范圍內(nèi)，由于接枝有馬來(lái)酸酐，則MAH-g-PP有可能水性化；聚丙烯蠟，其重均分子量在10000以下，且含有一定的極性基團(tuán)，則相對(duì)容易水性化。

如果五種聚丙烯蠟（等規(guī)聚丙烯蠟、共聚聚丙烯蠟、間規(guī)聚丙烯蠟、無(wú)規(guī)聚丙烯蠟、茂金屬聚丙烯蠟）分子量、極性相近，則無(wú)規(guī)聚丙烯蠟不能結(jié)晶而最容易水性化，而等規(guī)聚丙烯蠟結(jié)晶能力最強(qiáng)而最難以水性化，共聚聚丙烯蠟、間規(guī)聚丙烯蠟、茂金屬聚丙烯蠟處于中間位置。

目前市場(chǎng)上存在兩類聚丙烯蠟乳液，一類是以無(wú)規(guī)聚丙烯蠟為原料，通過(guò)接枝極性基團(tuán)（如馬來(lái)酸酐、（甲基）丙烯酸等）或氧化，提高無(wú)規(guī)聚丙烯蠟的極性、親水性，在常壓下加入表面活性劑而乳化無(wú)規(guī)聚丙烯蠟，這類產(chǎn)品主要應(yīng)用于裝飾類，賦予材料美觀；另一類是以茂金屬聚丙烯蠟為原料，通過(guò)溶液方式接枝極性基團(tuán)（如馬來(lái)酸酐、（甲基）丙烯酸等），然后將接枝物提純后再溶解在有機(jī)溶劑中，在常壓下加入表面活性劑而乳化接枝后的茂金屬聚丙烯蠟，最后再脫除有機(jī)溶劑，這類產(chǎn)品主要應(yīng)用于聚丙烯材料的表面涂層、油墨等，以改善聚丙烯的染色性、印刷性；此外，還有一類以茂金屬聚丙烯蠟為原料，經(jīng)過(guò)相似的處理工藝，生產(chǎn)出的茂金屬聚丙烯蠟乳液，用于玻纖浸潤(rùn)處理，該玻纖用于LFT-PP、GMT-PP，此乳液的代表是DSM公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。

目前市場(chǎng)上的兩類聚丙烯蠟乳液是否可以用于本發(fā)明的應(yīng)用目的？有何不足？

（1）無(wú)規(guī)聚丙烯蠟乳液中，其乳膠粒直徑可以達(dá)到0.1-1μm，其主要原料無(wú)規(guī)聚丙烯蠟是一種類似橡膠的柔軟性物質(zhì)且不能結(jié)晶，用這種乳液處理增強(qiáng)材料，則由于增強(qiáng)材料-聚丙烯界面處難以結(jié)晶，因而會(huì)降低增強(qiáng)材料-聚丙烯界面結(jié)合能力，而增強(qiáng)材料-聚丙烯界面是將聚丙烯承擔(dān)的荷載傳遞到增強(qiáng)材料的紐帶，故增強(qiáng)材料的增強(qiáng)效果會(huì)下降；在其他方面，由于無(wú)規(guī)聚丙烯蠟不能結(jié)晶，也限制其的應(yīng)用。

（2）茂金屬聚丙烯蠟乳液（見(jiàn)中國(guó)專利CN1649954A和CN1798802A）中，其主要原料茂金屬聚丙烯蠟與等規(guī)聚丙烯、共聚聚丙烯在分子結(jié)構(gòu)方面存在一定差異，會(huì)影響到茂金屬聚丙烯蠟與等規(guī)聚丙烯、共聚聚丙烯共結(jié)晶性，改善增強(qiáng)材料-聚丙烯界面結(jié)合能力不夠強(qiáng)。

（3）茂金屬聚丙烯蠟乳液制造過(guò)程中，需要先采用溶液法接枝極性基團(tuán)并提純、凈化，然后將接枝物溶解在有機(jī)溶劑中，乳化后再脫除有機(jī)溶劑，此方法有機(jī)溶劑一般難以完全脫除干凈，因而影響到應(yīng)用。

（4）茂金屬聚丙烯蠟價(jià)格較高、原料購(gòu)買具有較大難度，并且，茂金屬聚丙烯蠟乳液的制造過(guò)程復(fù)雜，成本較高，因而使其應(yīng)用受到了限制。

(5)增強(qiáng)材料的表面處理與乳液中的顆粒直徑具有密切關(guān)系。茂金屬聚丙烯蠟乳液顆粒直徑通常在1μm左右，比較適于在連續(xù)玻纖拉絲中作為浸潤(rùn)劑成份試用，對(duì)于其他豐富多樣的增強(qiáng)材料，該乳液并不能滿足需求。

（6）在其他方面，由于茂金屬聚丙烯蠟乳液的特點(diǎn)，也限制相關(guān)的應(yīng)用。

選擇無(wú)規(guī)聚丙烯蠟、茂金屬聚丙烯蠟先接枝或氧化，提高極性、親水性，降低乳化的難度，對(duì)于化學(xué)改性后的無(wú)規(guī)聚丙烯蠟，可在常壓下直接乳化；而對(duì)于化學(xué)改性后的茂金屬聚丙烯蠟，則由于其分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，需要將其溶解在有機(jī)溶劑中，然后再乳化，最后再脫除有機(jī)溶劑，但這樣的生產(chǎn)工藝會(huì)帶來(lái)有機(jī)溶劑的系列問(wèn)題；根據(jù)發(fā)明人的研究，茂金屬聚丙烯蠟乳液的制作工藝不能用于生產(chǎn)MAH-g-PP水性分散物，這是因?yàn)镸AH-g-PP具有更強(qiáng)的結(jié)晶性，且極性更低、疏水性更強(qiáng)、分子量更大。

（三）MAH-g-PP水性分散物平均粒徑與其應(yīng)用的關(guān)系：

從MAH-g-PP分子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性、分子量方面看，MAH-g-PP與聚丙烯分子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性方面幾乎是相同或高度相似的，當(dāng)分子量在一定范圍，并由于含有馬來(lái)酸酐增加其極性，因而使得MAH-g-PP可以水性化，以用于多種領(lǐng)域，但這些領(lǐng)域的應(yīng)用與MAH-g-PP水性分散物平均粒徑存在密切關(guān)系，下面說(shuō)明。

MAH-g-PP水性分散物平均粒徑與表面活性劑的使用量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性，即表面活性劑量越大，則平均粒徑越小，水性分散物相對(duì)越穩(wěn)定，MAH-g-PP水性分散物成膜后的吸水性越大；在存放過(guò)程中，MAH-g-PP水性分散物顆粒逐漸上浮而聚并，平均粒徑會(huì)逐漸增大，因而制備的MAH-g-PP水性分散物產(chǎn)品需要在盡量短的時(shí)間內(nèi)使用；MAH-g-PP水性分散物在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，需要相應(yīng)的平均粒徑，下面說(shuō)明。

在纖維、云母增強(qiáng)聚丙烯材料方面：改善增強(qiáng)材料-聚丙烯界面有效成分是MAH-g-PP，表面活性劑以及其他添加劑對(duì)此則是不利的；當(dāng)用于玻纖浸潤(rùn)處理，要求水性分散物穩(wěn)定性很高，MAH-g-PP水性分散物平均粒徑接近1μm最好，但表面活性劑、其他添加劑等相對(duì)量較多；對(duì)于其他的應(yīng)用，MAH-g-PP水性分散物平均粒徑需要在適當(dāng)范圍，但不宜超過(guò)50μm，而表面活性劑、其他添加劑等相對(duì)量較少；此外，增強(qiáng)材料形式、預(yù)處理方式與工藝，對(duì)MAH-g-PP水性分散物平均粒徑要求不同。

在聚丙烯材料親水性、抗靜電性方面：MAH-g-PP、表面活性劑、其他添加劑等都有利于改善聚丙烯材料親水性、抗靜電性，但作用原理不同，MAH-g-PP能夠與聚丙烯共熔融、共結(jié)晶，因而起粘接劑的作用，當(dāng)其含量過(guò)少時(shí)，聚丙烯材料親水性、抗靜電性難以維持長(zhǎng)久；表面活性劑、其他添加劑等對(duì)聚丙烯材料親水性、抗靜電性影響很大；此外，改性工藝影響到聚丙烯材料親水性、抗靜電性能；這些內(nèi)容都與MAH-g-PP水性分散物平均粒徑有關(guān)，平均粒徑在1-50μm之間，且能夠控制平均粒徑，可以滿足各種要求。

在聚丙烯材料增韌改性提高其抗沖擊能力方面：MAH-g-PP、表面活性劑、其他添加劑等影響到對(duì)聚丙烯材料增韌改性提高其抗沖擊能力的效果，其中MAH-g-PP起到相容劑的作用；表面活性劑、其他添加劑等會(huì)影響到等規(guī)聚丙烯的結(jié)晶能力等；此外，改性工藝影響其效果；這些內(nèi)容都與MAH-g-PP水性分散物平均粒徑有關(guān)，平均粒徑在1-50μm之間，且能夠控制平均粒徑，可以滿足各種要求。

如果在一套設(shè)備中，通過(guò)控制MAH-g-PP水性分散物平均粒徑在1-50μm之間，能夠控制平均粒徑大小，且不含有機(jī)溶劑，以適應(yīng)多種多樣的應(yīng)用，則此方法具有一定的優(yōu)勢(shì)。這正是發(fā)明者從事此項(xiàng)發(fā)明的動(dòng)機(jī)，前人對(duì)此并未涉及。

前人水性化聚丙烯工作總結(jié)：

高分子量功能化聚丙烯（重均分子量在20000以上）難被水性化是由于它們的高分子量、高熔融粘度、低的熔體流動(dòng)指數(shù)（MFR）或熔融流動(dòng)指數(shù)（MFI）、高的疏水性以及相對(duì)較低的極性。而等規(guī)的高分子量功能化聚丙烯由于其更高的結(jié)晶趨勢(shì)更難被水性化，下面從分子量角度分析前人在此方面的工作。

（一）前人水性化聚丙烯蠟

從二十世紀(jì)五十年代各種功能化聚烯烴的水性分散物開(kāi)始用于商業(yè)用途，開(kāi)發(fā)出水性化低分子量聚烯烴（重均分子量低于10000）的方法，并應(yīng)用于許多領(lǐng)域。

美國(guó)專利No.5290954公開(kāi)了一種190℃下熔融粘度為1000cP-5000cP馬來(lái)酸化聚丙烯蠟，在高于聚丙烯蠟熔融點(diǎn)的溫度下，與少量的表面活性劑，以及一定量的水，混合足夠長(zhǎng)的時(shí)間，制備馬來(lái)酸化聚丙烯蠟水性分散物的方法。該產(chǎn)品主要應(yīng)用于地板涂飾領(lǐng)域，且需要聚丙烯蠟預(yù)先馬來(lái)酸化，這將會(huì)導(dǎo)致原本較低分子量的聚丙烯蠟進(jìn)一步降解，該方法制造出的水性分散物具有很好的透光性，但難以適應(yīng)本發(fā)明的多種應(yīng)用領(lǐng)域的要求。

美國(guó)專利No.4240944以及No.4283322闡述了一種用作處理玻璃纖維的膠料的粘合劑組合物的制備方法。該粘合劑為水性分散物，含有重均分子量小于10000的等規(guī)馬來(lái)酸化聚丙烯蠟和無(wú)規(guī)馬來(lái)酸化聚丙烯蠟、堿以及表面活性劑，加入無(wú)規(guī)馬來(lái)酸化聚丙烯蠟有助于等規(guī)羧酸化聚丙烯蠟的水性化，但難以適應(yīng)本發(fā)明的多種應(yīng)用領(lǐng)域的要求。

中國(guó)專利CN1133055A和CN1639315A與本發(fā)明的多種應(yīng)用領(lǐng)域的要求相距甚遠(yuǎn)。

中國(guó)專利CN1649954A和CN1798802A涉及茂金屬聚丙烯蠟的合成、茂金屬聚丙烯蠟溶液接枝改性、茂金屬聚丙烯蠟乳液的制備等，相關(guān)的內(nèi)容在前面已經(jīng)說(shuō)明，此種乳液難以適應(yīng)本發(fā)明的多種應(yīng)用領(lǐng)域的要求。

由于聚丙烯分子量、結(jié)晶性、極性對(duì)其水性化影響很大，采用上述方法是不能水性化MAH-g-PP。

（二）前人水性化MAH-g-PP、氯化聚丙烯

研究發(fā)現(xiàn)，使用有機(jī)溶劑使聚丙烯及化學(xué)改性物溶解，用溶液乳化法可以水性化高分子量的聚丙烯，如法國(guó)專利No.2588263、日本專利JP2005036076等，但有機(jī)溶劑的采用對(duì)其應(yīng)用帶來(lái)很多的負(fù)面效果，難以適應(yīng)本發(fā)明應(yīng)用目的。

不使用有機(jī)溶劑的直接熔融乳化法具有很大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，而這種方法又根據(jù)具體操作過(guò)程的復(fù)雜程度分為“兩步法”和“一步法”兩種。再根據(jù)是否加入低分子量的聚丙烯作為乳化組分將“一步法”分為兩種。

(1)以下為“兩步法”制備高分子量功能化聚丙烯水性分散物：

英國(guó)專利No.2326164、美國(guó)專利No.6166118、No.5389440和5242969提出了一種水性化功能化聚丙烯的“兩步法”，該工藝分為兩步，即需要在乳化過(guò)程中（有一定壓力條件下）加入熱水、水蒸氣、中和堿等內(nèi)容，該方法對(duì)設(shè)備的要求很高，制造出的功能化聚丙烯水性分散物平均顆粒直徑接近1μm，但難以做到控制其水性分散物平均顆粒直徑，難以適應(yīng)本發(fā)明的應(yīng)用要求。

(2)加入聚丙烯蠟作為乳化組分的“一步法”制備高分子量功能化聚丙烯水性乳液：

美國(guó)專利No.5585192、20040260008、No.6674181、2006/0106151及No.7691935在制備高分子量聚丙烯水乳液的過(guò)程中都加入了低分子量的聚丙烯作為乳化組分即第二聚烯烴，起到降低混合物熔融粘度，從而降低高分子量聚丙烯乳化難度的作用。而且第二聚烯烴還含羧酸或酸酐官能團(tuán)，與第一聚烯烴相容性較好，高溫乳化時(shí)有化學(xué)穩(wěn)定性。制造出的功能化聚丙烯水性分散物平均顆粒直徑接近1μm，但難以做到控制其水性分散物平均顆粒直徑，難以適應(yīng)本發(fā)明的應(yīng)用要求。

(3)“一步法”制備高分子量功能化聚丙烯水性乳液：

國(guó)際專利WO2004031246、WO2006/039462、美國(guó)專利2006/0069187介紹了一種“一步直接法”制備高分子量功能聚丙烯水乳液的方法，制造出的功能化聚丙烯水性分散物平均顆粒直徑接近1μm，但難以做到控制其水性分散物平均顆粒直徑，難以適應(yīng)本發(fā)明的應(yīng)用要求。

上述這些專利都是以乳液中的顆粒越小越好為目標(biāo)，制造出的乳液顆粒平均粒徑多在1μm左右，靜置穩(wěn)定性很好，比較適合用作連續(xù)玻纖拉絲浸潤(rùn)劑，但卻不合適其它方面的應(yīng)用，這些專利不能滿足本發(fā)明人提到的應(yīng)用背景要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供了一種馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯（MAH-g-PP）水性分散物，提供其相應(yīng)的制備方法和用途是本發(fā)明的另外兩個(gè)目的。

基于上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：

馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯水性分散物，其原料組成為：重均分子量為20000-60000的馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯5～35wt%、非離子表面活性劑0.5～20wt%、羧酸輔助表面活性劑0.5～20wt%，按照中和馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯和羧酸輔助表面活性劑酸值總和的0～120%添加堿，其余為水；所述水性分散物中顆粒平均粒徑為1～50μm。

所述馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯的重均分子量為30000；非離子表面活性劑的用量為原料總重的3～10wt%；羧酸輔助表面活性劑的用量為原料總重的3～10wt%。

所述非離子表面活性劑由兩種以上組成，選自Brij系列表面活性劑或者選自Brij系列表面活性劑和吐溫、司盤、OP系列表面活性劑（也即是說(shuō)，非離子表面活性劑可以都選自Brij系列，也可以先從該系列表面活性劑中選取一種以上，再?gòu)耐聹?、司盤、OP系列表面活性劑中選取一種以上組合使用）；所述羧酸輔助表面活性劑由C12－C24的脂肪酸和/或脂環(huán)族羧酸組成。

所述Brij系列表面活性劑占非離子表面活性劑總重的50wt%以上。

所述吐溫系列表面活性劑為吐溫20、吐溫21、吐溫40、吐溫60、吐溫61、吐溫65、吐溫80、吐溫81或吐溫85；所述司盤系列表面活性劑為司盤20、司盤40、司盤60、司盤65、司盤80或司盤85；所述OP系列表面活性劑為OP-4、OP-7、OP-9、OP-10、OP-13、OP-15、OP-20、OP-30、OP-40或OP-50；所述Brij系列表面活性劑為Brij-30、Brij-35、Brij-38、Brij-52、Brij-56、Brij-58、Brij-58P、Brij-72、Brij-721、Brij-76、Brij-78、Brij-90、Brij-92、Brij-92V、Brij-93、Brij-93V、Brij-96、Brij-96V、Brij-97、Brij-98、Brij-98V或Brij-99；所述羧酸輔助表面活性劑選自硬脂酸、軟脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、植物脂肪酸、混合脂肪酸、松香、氫化松香、松香酸中的兩種以上。

所述堿為嗎啉、咪唑、1-甲基咪唑、吡唑、吡啶、乙酰替二苯胺、苯替二甲胺、亞硝基二甲胺、三乙胺、苯乙胺、對(duì)羥基苯乙胺、乙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、苯胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、芐胺、甲酰胺、丙烯酰胺、甲替乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、己內(nèi)酰胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲硝胺、2-氨基-2-甲基丙醇、N,N-二甲基乙醇胺、氨水、NaOH或KOH。

所述馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯水性分散物的制備方法，步驟包括：將各原料按比例混勻后于170～200℃攪拌保溫0.5～2h，然后冷卻至室溫即得。

所述制備方法中，采用以下措施效果較好：各原料按比例混勻后，先升溫至150℃，然后按照0.5～3℃/min的升溫速率使溫度從150℃升溫到170～200℃；保溫后再以0.5～4℃/min的冷卻速率使溫度從170～200℃降溫至150℃；當(dāng)溫度處于150℃到170～200℃時(shí)，攪拌轉(zhuǎn)速為800～1000rpm，當(dāng)溫度低于150℃時(shí)，攪拌轉(zhuǎn)速為200～400rpm。

將所述馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯水性分散物用作聚丙烯材料的表面處理劑，以改善聚丙烯材料表面的親水性、抗靜電性；或?qū)⑺鲴R來(lái)酸酐接枝聚丙烯水性分散物用作聚丙烯用增強(qiáng)材料（例如纖維、云母等）的表面處理劑，以改善增強(qiáng)材料與聚丙烯之間的界面結(jié)合性能。

將所述馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯水性分散物用作聚丙烯材料的增韌改性劑，以提高聚丙烯材料的抗沖擊性能。

本發(fā)明以MAH-g-PP為主要原料，通過(guò)采用熔融乳化工藝制備得到MAH-g-PP水性分散物，該水性分散物中顆粒平均直徑在1～50μm之間，品質(zhì)好、用途廣。

其相應(yīng)的制備方法能夠在同一臺(tái)壓力攪拌釜中一次完成，其步驟簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)；分散物中顆粒粒徑可通過(guò)調(diào)整配方和工藝參數(shù)來(lái)控制，靈活便捷。

下面就本發(fā)明的相關(guān)內(nèi)容作詳細(xì)說(shuō)明：

目前，市場(chǎng)上有專門供試驗(yàn)研究用的小型壓力攪拌反應(yīng)釜，采用這些釜可以從事多種試驗(yàn)，本發(fā)明水性化MAH-g-PP時(shí)采用的就是這種小型壓力攪拌反應(yīng)釜。在更大規(guī)模的研究和工程應(yīng)用中，則需要根據(jù)目前的試驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)帶攪拌裝置的壓力釜，以更適應(yīng)直接水性化MAH-g-PP的要求。

采用加壓乳化方式直接水性化在技術(shù)上是非常困難的。設(shè)備、配方、工藝配合得當(dāng)，方能構(gòu)筑水性化MAH-g-PP的理想條件，其中設(shè)備方面主要涉及加壓攪拌釜的類型、攪拌槳的形式、真空系統(tǒng)、帶壓條件下的加料裝置、加熱裝置、冷卻裝置、擋板等；配方方面主要涉及原料總量及配比、羧酸輔助表面活性劑的類型及用量、非離子表面活性劑的類型與用量、中和堿的類型與用量等；工藝方面主要涉及升溫速率、降溫速率、乳化溫度、攪拌速度、攪拌時(shí)間、是否抽真空等。

本發(fā)明的一個(gè)特色是需要控制MAH-g-PP水性分散物中顆粒的大小，以適應(yīng)多種多樣的應(yīng)用。雖然水性分散物顆粒直徑與表面活性劑用量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性，即表面活性劑用量越大，則水性分散物顆粒直徑越小，但還需要結(jié)合工藝參數(shù)才能控制水性分散物顆粒直徑，這是因?yàn)楸景l(fā)明涉及的MAH-g-PP有很強(qiáng)的結(jié)晶性，并由于熔融水性化工藝的復(fù)雜性和特殊性，需要通過(guò)系統(tǒng)的試驗(yàn)研究確定出控制MAH-g-PP水性分散物中顆粒大小的技術(shù)，下面分別敘述相關(guān)內(nèi)容。

MAH-g-PP水性分散物顆粒大小與其的應(yīng)用存在密切關(guān)系，在本發(fā)明的背景技術(shù)說(shuō)明中，介紹無(wú)規(guī)聚丙烯和茂金屬聚丙烯蠟乳液中，其乳膠粒的直徑可以達(dá)到0.1-1μm之間，但MAH-g-PP分子量更大、結(jié)晶性更強(qiáng)，因而水性化更困難，根據(jù)發(fā)明人的研究，MAH-g-PP水性分散物平均顆粒直徑難以達(dá)到0.1-1μm之間，只能接近1μm，所以本發(fā)明的MAH-g-PP水性分散物的平均顆粒直徑在1-50μm之間。

與MAH-g-PP分子結(jié)構(gòu)非常相似的是等規(guī)聚丙烯蠟及其接枝改性物，兩者及其水性化的差異表現(xiàn)如下：1、MAH-g-PP中的馬來(lái)酸酐是采用接枝方式實(shí)現(xiàn)的，包括熔融、溶液、固相、懸浮接枝等工藝，不同的接枝方式，對(duì)接枝率和接枝的均勻性有很大的影響，而等規(guī)聚丙烯蠟是采用等規(guī)聚丙烯熱降解而制造的；2、MAH-g-PP的重均分子量通常在20000以上，而等規(guī)聚丙烯蠟的重均分子量在10000以下；3、MAH-g-PP與等規(guī)聚丙烯蠟相比，在價(jià)格方面更具有優(yōu)勢(shì)，這主要是因?yàn)閮烧咴诩庸囟?、工藝方面存在很大的差異，等?guī)聚丙烯熱降解需要在300℃以上進(jìn)行，并且是在間歇反應(yīng)釜中間斷進(jìn)行，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加較多，而MAH-g-PP在200℃左右，采用單、雙螺桿擠出機(jī)連續(xù)生產(chǎn)。

由于分子量較小，等規(guī)聚丙烯蠟更容易水性化，在發(fā)明人的另一項(xiàng)等規(guī)聚丙烯蠟水性分散物的發(fā)明中，也涉及水性分散物顆粒直徑的控制問(wèn)題，其范圍是0.1-50μm之間，按照相關(guān)的理論，能夠水性化等規(guī)聚丙烯蠟配方，也應(yīng)該能夠水性化MAH-g-PP，但事實(shí)并非如此，能夠水性化低分子量的等規(guī)聚丙烯蠟的方法，對(duì)MAH-g-PP水性化并不一定有效，水性化MAH-g-PP的配方需要專門研究。

如在發(fā)明人的另一項(xiàng)等規(guī)聚丙烯蠟水性分散物的發(fā)明中，采用選擇吐溫、司盤和OP系列作為非離子表面活性劑，采用復(fù)配的方式形成復(fù)合乳化劑，并結(jié)合羧酸輔助表面活性劑，水性化等規(guī)聚丙烯蠟，其顆粒平均直徑可控制在0.1-50μm之間，但用于MAH-g-PP水性化，則只能得到較大的顆粒，其直徑遠(yuǎn)大于50μm；通過(guò)發(fā)明人的研究，如果需要控制MAH-g-PP水性分散物的顆粒平均直徑在50μm以內(nèi)，尤其是需要得到平均粒徑非常小的MAH-g-PP水分散物，優(yōu)選Brij系列的非離子形表面活性劑組合或Brij系列與吐溫、司盤和OP系列非離子形表面活性劑組合，而B(niǎo)rij系列的非離子形表面活性劑價(jià)格較高，下面分別敘述相關(guān)內(nèi)容。

MAH-g-PP原料選擇：當(dāng)其他條件不變時(shí)，MAH-g-PP的重均分子量和接枝率對(duì)其水性分散物顆粒大小影響很大，重均分子量越大，接枝率越低，則制備水性分散物顆粒越大，反之則越?。坏鼐肿恿吭酱?，MAH-g-PP水性分散物成膜強(qiáng)度越高，相關(guān)的應(yīng)用效果越好；因而需要綜合考慮多從因素的影響，比較合適的重均分子量是在30000-60000之間，接枝率在0.5-1.5wt%之間，由市場(chǎng)購(gòu)買的MAH-g-PP，其重均分子量和接枝率通常作為產(chǎn)品的重要指標(biāo)已經(jīng)給出，本發(fā)明研究重均分子量為30000的MAH-g-PP水性化過(guò)程及其改善聚丙烯材料表面的親水性、抗靜電性、不銹鋼絲網(wǎng)表面增強(qiáng)聚丙烯材料；MAH-g-PP重均分子量與熔體粘度關(guān)系密切，熔體粘度從動(dòng)力學(xué)方面影響到水性分散物顆粒大小，MAH-g-PP的接枝率與界面張力關(guān)系密切，其值越大，則顆粒(熔體)-水之間的界面張力越小，界面張力從熱力學(xué)方面影響到水性分散物顆粒大小，動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)對(duì)水性分散物顆粒大小的影響在下面說(shuō)明。

表面活性劑：表面活性劑是指具有固定的親水親油基團(tuán)，在溶液的表面能定向排列，并具有表面活性能使表面張力顯著下降的物質(zhì)。表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)具有兩親性：一端為親水基團(tuán)，另一端為憎水基團(tuán)；親水基團(tuán)常為極性的基團(tuán)，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其鹽，也可是羥基、酰胺基、醚鍵等；而憎水基團(tuán)常為非極性烴鏈，如8個(gè)碳原子以上烴鏈。表面活性劑分為陰離子、陽(yáng)離子、非離子、兩性等。MAH-g-PP水性化就是要求以MAH-g-PP為分散相，水為連續(xù)相形成的一種分散體系。表面活性劑就是在MAH-g-PP/水界面形成定向的吸附層，降低MAH-g-PP/水界面張力，使不相溶的MAH-g-PP和水兩相形成水性分?jǐn)?shù)物，該水性分散物具有一定的穩(wěn)定期。

如果僅從能否水性化MAH-g-PP角度考慮，陰離子、陽(yáng)離子、非離子表面活性劑以及它們之間的組合都可采用，此外還包括兩性表面活性劑及一些特殊表面活性劑，本發(fā)明的MAH-g-PP水性分散物應(yīng)用目的較多，選擇非離子表面活性劑可滿足要求。

在MAH-g-PP水性化過(guò)程中，通常需要加入羧酸輔助表面活性劑，這種表面活性劑可以與非離子表面活性劑復(fù)合而形成復(fù)雜的乳化體系，當(dāng)加入中和堿時(shí)，羧酸輔助表面活性劑的羧酸被中和，成為陰離子表面活性劑，非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑復(fù)合通常具有比各自單一成分更好的乳化能力。

非離子型表面活性劑在水中以分子狀態(tài)存在，所以其穩(wěn)定性高，這類表面活性劑分子的親油基一般是長(zhǎng)鏈烷基或帶有苯環(huán)的長(zhǎng)鏈烷基，親水基主要是羥基（—OH）、醚基（—O—）、酰胺基(—CONH2)、氧乙烯基（—CH2CH2O—）和多醇類。分子中無(wú)酸性基團(tuán)和堿性基團(tuán)，所以這種乳化劑的應(yīng)用效果不易受溶液酸、堿和無(wú)機(jī)鹽的影響，與離子型表面活性劑無(wú)不良反應(yīng)，可以混合使用而改善其功能，且相容性好。非離子表面活性劑的親水性是由于親水基上的氧原子或羥基（—OH）與水分子之間能形成氫鍵。非離子表面活性劑尤其適合同陰離子型乳化劑配合使用，所以用途極為廣泛。

本發(fā)明優(yōu)選Brij系列的非離子形表面活性劑組合或Brij系列與吐溫、司盤和OP系列非離子形表面活性劑組合作為乳化劑使用，并結(jié)合羧酸輔助表面活性劑，形成更為復(fù)雜的乳化體系，試驗(yàn)表明，乳化體系對(duì)MAH-g-PP水性分散物的性能起重要作用，直接影響到水性分散物的顆粒大小。

在發(fā)明應(yīng)用背景說(shuō)明中，將MAH-g-PP水性化為不同粒徑，以適應(yīng)不同的應(yīng)用目的，水性化原理（攪拌狀態(tài)）：MAH-g-PP熔體在剪應(yīng)力的作用下，球型熔體發(fā)生剪切應(yīng)變而被拉長(zhǎng)成圓柱型，隨著直徑的減少和長(zhǎng)度的增加，細(xì)長(zhǎng)的圓柱型熔體斷裂成數(shù)段，在此過(guò)程中表面活性劑包裹在熔體表面，阻礙熔體相互之間聚并，隨著溫度的下降，再結(jié)晶成微小顆粒形式固定（在我們研究中，通過(guò)顯微鏡觀察，可以明確原理）；水性化工藝（攪拌狀態(tài)）：常溫-升溫-保溫-降溫-常溫，對(duì)應(yīng)MAH-g-PP狀態(tài)是：結(jié)晶態(tài)（固體）-熔融態(tài)（熔體）-再結(jié)晶態(tài)（乳膠粒），技術(shù)難度可從動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)方面分析。

動(dòng)力學(xué)因素：MAH-g-PP熔融狀態(tài)下，能否被分散成細(xì)微的顆粒是關(guān)鍵，外部因素是剪應(yīng)力和相應(yīng)的剪應(yīng)變，內(nèi)部因素是熔體的粘度和相應(yīng)的流變特性，只有從降低熔體粘度和增大剪應(yīng)力的角度才能制造出具有一定顆粒分布的水性分散物。

熱力學(xué)因素：MAH-g-PP熔體或顆粒之間的聚并是向熱力學(xué)有利方向發(fā)展，表面活性劑的作用一方面是通過(guò)降低界面張力因而有助于顆粒直徑的減少（相應(yīng)界面積增大），另一方面通過(guò)靜電和立體排斥而增大熔體或顆粒之間的聚并的阻力，因而能夠保持熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)長(zhǎng)時(shí)間存在；不同溫度、不同狀態(tài)（熔體、固體）、攪拌速度（高速、中速、靜止），表面活性劑吸附和解吸，以及自身狀態(tài)變化影響到界面張力，進(jìn)而影響到顆粒直徑。表面活性劑的作用原理說(shuō)明，表面活性劑的用量與顆粒直徑存在負(fù)相關(guān)性。

動(dòng)力學(xué)因素和熱力學(xué)因素集中反映在設(shè)備、配方、工藝三方面，三方面相互協(xié)調(diào)，便能制造出符合本發(fā)明應(yīng)用背景的水性分散物。

加入羧酸輔助表面活性劑，如硬酯酸，從動(dòng)力學(xué)因素看，硬酯酸的加入降低MAH-g-PP熔體的粘度，因而有助于顆粒直徑的減少，其前提是硬酯酸與MAH-g-PP熔體共混均勻，部分硬酯酸會(huì)吸附在熔體表面，成為表面活性劑的一種；從熱力學(xué)因素看，硬酯酸由于在水中溶解性比較低，吸附在熔體表面的部分可以認(rèn)為是非離子表面活性劑，由于其分子結(jié)構(gòu)與MAH-g-PP比較相似，因而能夠進(jìn)入MAH-g-PP熔體內(nèi)部而降低其粘度，當(dāng)加入堿中和，則由于硬酯酸被堿中和，其水溶性增大，成為陰離子表面活性劑，一部分分散在水中，一部分吸附在熔體表面，而此時(shí)，由于其難以進(jìn)入熔體內(nèi)部，降低MAH-g-PP熔體粘度的作用就下降；在水性化工藝的不同階段加入中和堿、堿的類型和用量等，對(duì)動(dòng)力學(xué)因素和熱力學(xué)因素的影響是不同的，進(jìn)而影響到MAH-g-PP水性分散物的粒徑，目前的相關(guān)理論對(duì)此方面的解釋只能是定性的，并不能給出定量的指導(dǎo)性意見(jiàn)，只能通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定出加入羧酸輔助表面活性劑的類型、用量、中和堿等與MAH-g-PP水性分散物的粒徑之間的關(guān)系。

上述內(nèi)容表明，動(dòng)力學(xué)因素和熱力學(xué)因素共同影響到MAH-g-PP水性分散物的粒徑，但如果需要作到MAH-g-PP水性分散物平均顆粒粒徑控制技術(shù)，則主要通過(guò)控制羧酸輔助表面活性劑種類和用量、非離子表面活性劑種類和用量、羧酸輔助表面活性劑用量/非離子表面活性劑用量、（羧酸輔助表面活性劑+非離子表面活性劑）總量/MAH-g-PP來(lái)實(shí)現(xiàn)的，此前提是原料方面、工藝方面、攪拌方面保持不變，這三方面只要有所變動(dòng)，都會(huì)影響到MAH-g-PP水性分散物平均顆粒粒徑。

下面的說(shuō)明絕大多數(shù)是基于試驗(yàn)的結(jié)論，可以從動(dòng)力學(xué)因素和熱力學(xué)因素給出定性的解釋，但難以定量預(yù)測(cè)與指導(dǎo)。

對(duì)于確定的小型壓力攪拌反應(yīng)釜而言，攪拌速度越高，往往水性分散物的粒徑越小，穩(wěn)定性越好，但通用的小型壓力攪拌反應(yīng)釜，其攪拌速度存在極限，接近極限的攪拌速度，容易損壞設(shè)備中的軸承等配件，且容易生產(chǎn)較嚴(yán)重的震動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間操作，容易導(dǎo)致壓力容器等出現(xiàn)疲勞破壞而出現(xiàn)安全隱患，因此攪拌速度需要控制在適當(dāng)?shù)姆秶?，并且在升溫、保溫乳化、降溫過(guò)程中，攪拌速度是變化的，攪拌速度對(duì)水性分散物的粒徑影響很大；攪拌漿的形式也是影響水性分散物粒徑的重要因素，雖然對(duì)攪拌漿的形式有相關(guān)的理論可以解釋，但試驗(yàn)表明，這些理論并不是有效果的；攪拌速度、攪拌漿的形式共同影響水性分散物顆粒粒徑。

比較理想的攪拌條件是：在150℃到170～200℃之間，轉(zhuǎn)速為800－1000rpm，當(dāng)溫度低于150℃時(shí)，轉(zhuǎn)速為200－400rpm，這是因?yàn)樵?50℃左右，MAH-g-PP共混物發(fā)生熔融轉(zhuǎn)變，即由固體到熔體（升溫）、熔體再結(jié)晶（降溫），在150℃到170～200℃之間，是熔融水性化的關(guān)鍵區(qū)間，此時(shí)的攪拌速度在設(shè)備的許可范圍內(nèi)，越大越好，本發(fā)明將攪拌速度限定在800－1000rpm之間，可以兼顧多方面內(nèi)容；當(dāng)溫度低于150℃時(shí)，還需要一定的攪拌速度，轉(zhuǎn)速為200－400rpm可滿足要求。

保溫條件下水性化時(shí)間在0.5－2小時(shí)之間，低于0.5小時(shí)，則難以形成穩(wěn)定的水性分散物，高于2小時(shí)，浪費(fèi)時(shí)間、能耗高，比較理想的時(shí)間是1－1.5小時(shí)。

水性化溫度必需高于MAH-g-PP共混物熔點(diǎn)的20－50度，即170～200℃度之間，溫度低，則水性分散物的粒徑偏大，而溫度高，則MAH-g-PP容易發(fā)生氧化降解甚至變色，導(dǎo)致分子量進(jìn)一步下降，比較理想的溫度是180－190℃之間，并根據(jù)MAH-g-PP分子量調(diào)節(jié)。

通常認(rèn)為升溫速度和降溫速度對(duì)水性化影響很小，但本發(fā)明研究表明，升溫速度和降溫速度對(duì)水性分散物的品質(zhì)是有相當(dāng)?shù)挠绊懀貏e是以150℃為界限，其原因目前還不清楚，從150℃升溫到170～200℃，升溫速度0.5～3℃/min，比較理想的是1.7～1.9℃/min，從170～200℃降溫到150℃，冷卻速率為0.5～4℃/min，比較理想的是2.5~3.0℃/min，當(dāng)溫度低于150℃時(shí)，可以更快的速度升溫或降溫。

物料總量應(yīng)該為壓力釜容積的1/2～3/4之間，過(guò)低的物料導(dǎo)致水性化不能進(jìn)行，而過(guò)高的物料也導(dǎo)致水性化不完全，比較理想是2/3左右。

水性分散物的MAH-g-PP含量范圍在5～35wt%之間變化，非離子表面活性劑含量范圍在0.5～20wt%之間變化，比較理想是在3～10wt%之間；羧酸輔助表面活性劑含量范圍在0.5～20wt%之間變化，比較理想是在3～10wt%之間；中和堿的用量是足以中和MAH-g-PP和羧酸輔助表面活性劑總酸度的0～120%所需要的量。

本試驗(yàn)采用將MAH-g-PP、非離子表面活性劑、羧酸輔助表面活性劑、中和堿等添加劑共混后投入到壓力攪拌釜，按照一定的工藝生產(chǎn)MAH-g-PP水性分散物。

在MAH-g-PP水性化過(guò)程中，較多內(nèi)容涉及MAH-g-PP水性分散物氧化問(wèn)題，為了解決此方面的問(wèn)題，按照原理采用試驗(yàn)前抽真空是比較有效，但發(fā)明人的系統(tǒng)試驗(yàn)表明，抽真空對(duì)MAH-g-PP水性分散物變色影響不大，或許是某些物質(zhì)高溫就變色，或許是總存在少量的氧氣難以完全抽干凈，在本發(fā)明中，是否抽真空并沒(méi)有作為必須的內(nèi)容。

雖然MAH-g-PP水性化是一種以物理過(guò)程為主的工藝行為，但此過(guò)程會(huì)發(fā)生某種可能的化學(xué)反應(yīng)，如壓力容器內(nèi)殘余氧氣與MAH-g-PP充分接觸而進(jìn)一步氧化MAH-g-PP，非離子表面活性劑和羧酸輔助表面活性劑可能發(fā)生氧化，中和堿可能的高溫分解或氧化等復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)，使得MAH-g-PP水性化的顆粒大小依賴設(shè)備、配方、工藝三方面，MAH-g-PP水性分散物由下列物質(zhì)組成：MAH-g-PP顆粒、水性化的羧酸輔助表面活性劑、水溶性添加劑、水相中的表面活性劑、水、中和堿等，水性化的羧酸輔助表面活性劑以微小粒子的形式（0.1-1μm之間）存在于水中，比較穩(wěn)定，而MAH-g-PP顆粒（其包括MAH-g-PP、羧酸輔助表面活性劑、表面活性劑、中和堿）不穩(wěn)定，其上浮速度與顆粒直徑、水性分散物粘度有關(guān)。

部分羧酸輔助表面活性劑會(huì)被表面活性劑乳化而存在于液相中，而水相中的羧酸輔助表面活性劑、表面活性劑對(duì)分散和減少M(fèi)AH-g-PP顆粒直徑是無(wú)效的，只有吸附在MAH-g-PP顆粒表面或進(jìn)入到其內(nèi)部的羧酸輔助表面活性劑、表面活性劑、中和堿對(duì)減少M(fèi)AH-g-PP顆粒的直徑是有效的，因此并不能簡(jiǎn)單通過(guò)增加羧酸輔助表面活性劑、表面活性劑、中和堿的量來(lái)減少或控制MAH-g-PP顆粒的直徑，而需要綜合研究設(shè)備、配方、工藝三方面對(duì)顆粒大小的影響，對(duì)于本發(fā)明而言，主要是通過(guò)配方的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)MAH-g-PP顆粒大小的控制，下面說(shuō)明此方面的內(nèi)容，重點(diǎn)是各種成分所起作用，選擇的依據(jù)等。

羧酸輔助表面活性劑由C12－C24的脂肪酸和/或脂環(huán)族羧酸組成，其作用：1、由于分子鏈結(jié)構(gòu)與MAH-g-PP相似，因而在熔融條件下，羧酸輔助表面活性劑能夠與MAH-g-PP混融，降低熔體粘度，因而有助于MAH-g-PP水性化；2、由于分子鏈結(jié)構(gòu)帶羧酸，部分帶羥基，因而具有一定的乳化功能；3、當(dāng)加入中和堿時(shí)，由于分子鏈結(jié)構(gòu)的羧酸被中和，因而乳化性能發(fā)生改變，成為陰離子表面活性劑，在前面的介紹中，較詳細(xì)說(shuō)明由非離子表面活性劑與陰離子表面活性劑組成的復(fù)合乳化體系具有比單一乳化劑更好的乳化能力；4、飽和或不飽和脂肪酸：液態(tài)或固態(tài)，線型或帶支鏈結(jié)構(gòu)，含酸、酸酐、酯的改性脂肪混合物，脂肪酸的用途為可以在不降解前提下，除了降低MAH-g-PP的熔融粘度，還可以在玻纖處理中起到潤(rùn)滑劑的作用；5、脂肪酸提供了一種類似于聚丙烯的結(jié)構(gòu)，提高了玻璃纖維在復(fù)合材料中的分散性，以及纖維和樹(shù)脂基體在冷卻過(guò)程中的相容性，因?yàn)橹舅崮軌蛱峁┦谷橐撼惺茏兓乃岫纫约叭榛到y(tǒng)所需的不同的HLB值，同時(shí)還可以作為一種乳化組分，所以脂肪酸作為乳化劑可單獨(dú)使用或與其他組分組合，應(yīng)用于多種乳化系統(tǒng)。

羧酸輔助表面活性劑由硬脂酸、軟脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、植物脂肪酸、混合脂肪酸、松香、氫化松香、松香酸組成，優(yōu)選多種羧酸輔助表面活性劑組合，其用量為水性分散物質(zhì)量的0.5-20wt%，優(yōu)選用量為3-10wt%。

植物脂肪酸、混合脂肪酸是由不同種類的C12－C24的飽和與不飽和脂肪酸以及脂環(huán)族羧酸組成，并以商品方式銷售，因而可以在市場(chǎng)上購(gòu)買到。

松香是一種由松樹(shù)采集來(lái)的樹(shù)脂狀物質(zhì)，以此為原料，可以進(jìn)一步加工成氫化松香、松香酸，顏色也隨之變淺，即由黃色或棕色的松香，變成白色的氫化松香、松香酸，松香、氫化松香、松香酸都可以做為羧酸輔助表面活性劑使用，當(dāng)需要淺色水性分散物時(shí)，擬采用氫化松香、松香酸。松香、氫化松香、松香酸可以在市場(chǎng)上購(gòu)買到。

脂肪酸分為飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、以及多不飽和脂肪酸，在MAH-g-PP水性化過(guò)程中，由于高溫和氧氣的存在，脂肪酸可能發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致其乳化功能下降，并且顏色加深，為了得到較淺顏色的MAH-g-PP水性分散物，優(yōu)選飽和脂肪酸作為羧酸輔助表面活性劑。

在發(fā)明人的研究中，羧酸輔助表面活性劑的品種和用量對(duì)MAH-g-PP水性分?jǐn)?shù)物顆粒的大小有很大的影響，優(yōu)選兩種以上羧酸輔助表面活性劑的組合，單一的羧酸輔助表面活性劑效果不如兩種以上的組合。

非離子表面活性劑類型對(duì)于MAH-g-PP水性化起到關(guān)鍵作用，本發(fā)明中的非離子表面活性劑由吐溫20、吐溫21、吐溫40、吐溫60、吐溫61、吐溫65、吐溫80、吐溫81、吐溫85、司盤20、司盤40、司盤60、司盤65、司盤80、司盤85、OP-4、OP-7、OP-9、OP-10、OP-13、OP-15、OP-20、OP-30、OP-40、OP-50、Brij-30、Brij-35、Brij-38、Brij-52、Brij-56、Brij-58、Brij-58P、Brij-72、Brij-721、Brij-76、Brij-78、Brij-90、Brij-92、Brij-92V、Brij-93、Brij-93V、Brij-96、Brij-96V、Brij-97、Brij-98、Brij-98V、Brij-99等組成，這些同系物非離子表面活性劑，結(jié)構(gòu)十分相近，有相同親水基，疏水基的結(jié)構(gòu)亦相同，僅有鏈長(zhǎng)的差別，同一系列非離子表面活性劑，從疏水到親水，相應(yīng)的HLB值變化范圍很大，在發(fā)明人的研究中，研究過(guò)同一系列和不同系列之間非離子表面活性劑組合對(duì)MAH-g-PP水性分散物顆粒大小的影響，結(jié)果表明Brij系列非離子表面活性劑的組合效果最好，但由于Brij系列價(jià)格較高，從降低成本角度考慮，可以采用其他系列的非離子表面活劑與Brij系列復(fù)合，Brij系列非離子形表面活性劑需要占非離子形表面活性劑總量的50wt%以上，非離子形表面活性劑用量為水性分散物質(zhì)量的0.5-20wt%，優(yōu)選3-10wt%；Brij系列的采用和用量是MAH-g-PP水性化的特點(diǎn)，發(fā)明人的等規(guī)聚丙烯蠟水性化內(nèi)容中沒(méi)有使用Brij系列。

基于HLB值是表面活性劑分子特有的指定值，故混合表面活性劑的HLB值具有加和性，即可按其組成的各個(gè)表面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)加以計(jì)算：

HLBA,B=HLBA·A%+HLBB·B%

如Brij-30的HLB值=9.5，Brij-72的HLB值=4.9，如混合非離子表面活性劑中Brij-30占60%，Brij-72占40%，即可求得混合表面活性劑HLB值為7.7。在本發(fā)明中，MAH-g-PP水性化所需的HLB值范圍在5.5～9.3之間，優(yōu)選7～8之間。

上述HLB值的計(jì)算并沒(méi)有反映羧酸輔助表面活性劑、中和堿的影響，事實(shí)上不同種類的羧酸輔助表面活性劑和用量、不同種類的中和堿和用量對(duì)HLB值是有影響的，但卻沒(méi)有相關(guān)理論可以計(jì)算。

非離子表面活性劑和羧酸輔助表面活性劑在MAH-g-PP水性化過(guò)程中，都起到乳化MAH-g-PP的作用，并對(duì)MAH-g-PP水性分散物的品質(zhì)，水性分散物的顆粒大小影響很大。

在MAH-g-PP原料、工藝、攪拌保持不變的前提下，如果需要作到MAH-g-PP水性分散物平均顆粒粒徑控制技術(shù)，則主要通過(guò)控制羧酸輔助表面活性劑種類和用量、非離子表面活性劑種類和用量、羧酸輔助表面活性劑用量/非離子表面活性劑用量、（羧酸輔助表面活性劑+非離子表面活性劑）總量/MAH-g-PP來(lái)實(shí)現(xiàn)的，非離子表面活性劑種類和用量可以通過(guò)HLB值的計(jì)算確定，而羧酸輔助表面活性劑種類和用量則需要通過(guò)試驗(yàn)確定。

在制備水性分散物過(guò)程中，中和堿的作用不僅僅限于中和劑，用來(lái)調(diào)節(jié)水性分散物的pH值。中和堿與脂肪酸可以在油水界面上生成作為表面活性劑的脂肪酸鹽，這層牢固的界面復(fù)合膜有利于改進(jìn)水性分散物的穩(wěn)定性。此外，中和堿的加入有時(shí)對(duì)水性分散物的粘度也有較大的影響，而水性分散物的粘度也是影響水性分散物穩(wěn)定的重要因素；但發(fā)明人的研究表明，有時(shí)可以不加入中和堿，同樣可以得到高品質(zhì)水性分散物。

常用的中和用堿有嗎啉、咪唑、1-甲基咪唑、吡唑、吡啶、乙酰替二苯胺、苯替二甲胺、亞硝基二甲胺、三乙胺、苯乙胺、對(duì)羥基苯乙胺、乙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、苯胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺、芐胺、甲酰胺、丙烯酰胺、甲替乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基丙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、己內(nèi)酰胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲硝胺、2-氨基-2-甲基丙醇、N,N-二甲基乙醇胺、氨水，有時(shí)可使用NaOH和KOH等，中和堿的加入量足以中和水性分散物各成分酸值總和的0～120%。

中和堿的加入方式（乳化前加入、乳化過(guò)程中帶壓加入、乳化結(jié)束后加入、不加）都會(huì)影響到水性分散物的性能，本試驗(yàn)采用乳化前加入中和堿的方式。

在發(fā)明人的系統(tǒng)研究中，中和堿的類型與MAH-g-PP水性分散物的顏色有一定的關(guān)系，對(duì)于用于玻纖拉絲的MAH-g-PP水性分散物，顏色是很重要的因素，需要認(rèn)真挑選中和堿。

在制備MAH-g-PP水性分散物過(guò)程中，MAH-g-PP熔融水性化過(guò)程中可能發(fā)生氧化反應(yīng)，其他的添加劑，如非離子表面活性劑、羧酸輔助表面活性劑、中和堿等也可以發(fā)生氧化反應(yīng)，該反應(yīng)有時(shí)會(huì)對(duì)MAH-g-PP水性分散物的顏色產(chǎn)生不良的后果，并給該產(chǎn)品的應(yīng)用帶來(lái)問(wèn)題，有時(shí)還會(huì)影響到水性分散物顆粒的大小，為了減少M(fèi)AH-g-PP高溫變色，有時(shí)需要添加抗氧化劑，包括水溶性、油溶性抗氧化劑，通常應(yīng)用于PP的油溶性抗氧劑可以采用，而對(duì)于本發(fā)明多樣的增強(qiáng)材料和多樣的應(yīng)用，抗氧化劑并不是試驗(yàn)必須添加的成分。

與抗氧化劑類似，顏色調(diào)節(jié)劑也是只用于玻纖拉絲的MAH-g-PP水性分散物，如焦亞硫酸鈉等，是為了使水性分散物的顏色能夠更好。但是通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，添加劑的加入與否以及加入量的多少，對(duì)水性分散物顏色的影響不明顯，其原因不明。

消泡劑的作用是為了減少M(fèi)AH-g-PP水性分散物生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的泡沫，如辛醇等就是經(jīng)常采用的消泡劑，該泡沫對(duì)生產(chǎn)的穩(wěn)定性、生產(chǎn)結(jié)束后的設(shè)備清理有影響，但是通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，消泡劑的加入與否以及加入量的多少，對(duì)水性分散物泡沫的影響不明顯，其原因不明，因此消泡劑并不是一定需要添加的成分。

防腐蝕劑的作用是為了延長(zhǎng)MAH-g-PP水性分散物的使用時(shí)間，減少空氣中的微生物溶解在MAH-g-PP水性分散物中，而導(dǎo)致水性分散物的腐蝕變質(zhì)，常用的苯甲酸鈉等都可以采用，但由于本發(fā)明生產(chǎn)出的產(chǎn)品很快就被使用，因而防腐蝕劑并不是必須的添加成分。

增稠劑的作用是為了提高M(jìn)AH-g-PP水性分散物的粘度，減少M(fèi)AH-g-PP的上浮速度，使得水性分散物穩(wěn)定性更好，如羥甲基纖維素等，但由于本發(fā)明生產(chǎn)出的產(chǎn)品很快就被使用，因而增稠劑并不是必須的添加成分。

對(duì)于不能水性化的MAH-g-PPW，它們通常粘附在攪拌漿和釜壁上，可以采用通常的方法使之脫離，采用通常的設(shè)備，如膠體磨、乳化機(jī)等將這些物質(zhì)粉碎和均質(zhì)化，使其平均粒徑在50μm以下，用于玻纖針刺氈（玻纖表面氈）、天然纖維針刺（天然纖維表面氈）等；相對(duì)直接粉碎MAH-g-PP而言，此條件下的不能水性化的MAH-g-PP，更容易粉碎，這是由于其經(jīng)過(guò)再結(jié)晶時(shí)，表面活性劑等與MAH-g-PP形成共混物的緣故，其強(qiáng)度、硬度、顆粒直徑均有較大程度的下降。

MAH-g-PP水性分散物性能需要通過(guò)測(cè)試分析以評(píng)價(jià)，性能測(cè)試包括：直觀和水性分散物顆粒形態(tài)觀察、顏色、靜置穩(wěn)定性、收率、殘?jiān)?、表觀粘度、透光度、粒徑及分布、MAH-g-PP水性化前后硬度變化，總品質(zhì)等。

直觀和水性分散物顆粒形態(tài)觀察：待水性化完成，從壓力釜中倒出物料后，采用目測(cè)法大體觀察其水性分散物形態(tài)，最好為MAH-g-PP本色均一的牛奶狀水性分散物，較差的為只有一部分被水性化，存在大部分固體顆粒；采用光學(xué)顯微鏡觀察水性分散物中顆粒的形態(tài)，顆粒的形狀越接近球型，則穩(wěn)定性越好。

顏色：在MAH-g-PP和其它各種非離子表面活性劑、羧酸輔助表面活性劑、堿等組成的復(fù)雜的混合體系經(jīng)過(guò)加壓熔融乳化過(guò)程后，顏色外觀可能發(fā)生變化，而顏色有可能對(duì)后續(xù)的水性分散物應(yīng)用帶來(lái)影響，采用目測(cè)法觀察水性分散物顏色。

靜置穩(wěn)定性：作為水性分散物的一項(xiàng)重要的性能參數(shù)，水性分散物的靜置穩(wěn)定性的測(cè)試方法為將6ml-8ml水性分散物倒入15ml試管中，在室溫下垂直放置，觀察其分層狀態(tài)。靜置穩(wěn)定性以室溫下水性分散物能穩(wěn)定放置的時(shí)間（以天計(jì)）進(jìn)行表征。

收率：水性分散物的收率以加入壓力釜的物料總量減去殘?jiān)浚俪晕锪峡偭康玫?，以百分?jǐn)?shù)表示。水性分散物收率反映了水性化過(guò)程進(jìn)行的程度，數(shù)值越高，則進(jìn)入水性分散物的MAH-g-PP量越多。

殘?jiān)浚核曰^(guò)程結(jié)束后，對(duì)壓力釜內(nèi)殘存的固體物質(zhì)進(jìn)行稱量，統(tǒng)計(jì)未水性化的量。

表觀粘度：試驗(yàn)中采用上海同濟(jì)大學(xué)生產(chǎn)的NDJ-79型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定，它適用于各種牛頓液體的絕對(duì)粘度和非牛頓液體的表觀粘度的測(cè)定。測(cè)量時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)試樣的粘度的大致范圍選擇適當(dāng)?shù)娜萜骱团涮椎霓D(zhuǎn)子，盡量使讀數(shù)指針在刻度盤的20%-85%之間，確保讀數(shù)的精確性。在溫度為25℃下，記錄轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)1分鐘穩(wěn)定的指針讀數(shù)，可測(cè)定水性分散物粘度。

透光度：水性分散物的透光度是水性分散物性能的一項(xiàng)指標(biāo)。將1g水性分散物和99g去離子水混合稀釋為1%的水性分散物，用尤尼柯（上海）儀器有限公司生產(chǎn)的UV-2102PSC型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)設(shè)定波長(zhǎng)為600nm，測(cè)試其透光度。

粒徑及分布：水性分散物顆粒粒徑大小及其粒徑分布對(duì)水性分散物的穩(wěn)定性有決定性的影響，顆粒粒徑越小、粒徑分布范圍越窄越穩(wěn)定。用水將水性分散物稀釋至一定濃度，用LS-POP（Ⅵ）型激光粒度儀測(cè)定其粒徑和粒徑分布。

水分散物的硬度：將MAH-g-PP原料加熱到180度左右熔融成膜，采用上海研潤(rùn)光機(jī)科技有限公司生產(chǎn)的邵氏硬度儀測(cè)試硬度；將對(duì)應(yīng)MAH-g-PP水性分散物，先低溫脫除水分，然后在180度左右熔融成膜，采用邵氏硬度儀測(cè)試硬度，將此硬度與原料硬度對(duì)比。

總品質(zhì)：水性分散物總品質(zhì)根據(jù)水性分散物收率、殘?jiān)俊㈧o置穩(wěn)定性、粒徑綜合考慮得出的一項(xiàng)衡量水性分散物總體性能的指標(biāo)，將水性分散物從高到低分為四類：好、中、一般、差。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)施例1所得水性分散物的粒徑分布圖；

圖2是實(shí)施例2所得水性分散物的粒徑分布圖；

圖3是實(shí)施例3所得水性分散物的粒徑分布圖；

圖4是實(shí)施例1的比較例1所得水性分散物的粒徑分布圖；

圖5是實(shí)施例1的比較例2所得水性分散物的粒徑分布圖；

圖6是實(shí)施例4所得水性分散物的粒徑分布圖；

圖7是實(shí)施例4的重復(fù)例所得水性分散物的粒徑分布圖；

圖8是實(shí)施例5所得水性分散物的粒徑分布圖；

圖9是實(shí)施例6所得水性分散物的粒徑分布圖；

圖10是實(shí)施例7所得水性分散物的粒徑分布圖；

圖11是實(shí)施例4的比較例1所得水性分散物的粒徑分布圖；

圖12是實(shí)施例4的比較例2所得水性分散物的粒徑分布圖；

圖13是實(shí)施例4的比較例3所得水性分散物的粒徑分布圖；

圖14是實(shí)施例4的比較例4所得水性分散物的粒徑分布圖；

圖15是實(shí)施例5所得水性分散物經(jīng)80℃脫水后的紅外光譜圖；

圖16是實(shí)施例5所得水性分散物于175℃下干燥成膜后所做的紅外光譜圖；

圖17是實(shí)施例5所得水性分散物與與KH-550混合物的紅外光譜圖；

圖18是實(shí)施例4所得水性分散物的TGA、DTA曲線；

圖19是某商品化茂金屬聚丙烯蠟乳液的TGA、DTA曲線；

圖20是PP板經(jīng)MAH-g-PP2水性分散物或MAH-g-PP2水性分散物與環(huán)氧接枝物的混合物處理前后表面電阻ρs的變化曲線，圖中a-f表示：a-未處理的PP板，b-MAH-g-PP2水性分散物處理的PP板，c-MAH-g-PP2水性分散物與環(huán)氧接枝物按質(zhì)量比1:0.5混合處理的PP板，d-MAH-g-PP2水性分散物與環(huán)氧接枝物按質(zhì)量比1:1混合處理的PP板，e-MAH-g-PP2水性分散物與環(huán)氧接枝物按質(zhì)量比為1:1.5混合處理的PP板，f-MAH-g-PP2水性分散物與環(huán)氧接枝物按質(zhì)量比1:2混合物處理的PP板；

圖21是PP板經(jīng)MAH-g-PP2水性分散物或MAH-g-PP2水性分散物與炭黑的混合物處理前后表面電阻ρs的變化曲線，圖中a-g表示：a-未處理的PP板，b-MAH-g-PP2水性分散物處理PP板，c-MAH-g-PP2水性分散物+1%炭黑處理PP板，d-MAH-g-PP2水性分散物+2%炭黑處理PP板，e-MAH-g-PP2水性分散物+3%炭黑處理PP板，f-MAH-g-PP2水性分散物+4%炭黑處理PP板，g-MAH-g-PP2水性分散物+5%炭黑處理PP板；

圖22是不同PP板經(jīng)溶劑擦拭后的表面電阻ρs變化圖，圖中a-f表示：a-MAH-g-PP2水性分散物處理PP板，b-MAH-g-PP2水性分散物+1%炭黑處理PP板，c-MAH-g-PP2水性分散物+2%炭黑處理PP板，d-MAH-g-PP2水性分散物+3%炭黑處理PP板，e-MAH-g-PP2水性分散物+4%炭黑處理PP板，f-MAH-g-PP2水性分散物+5%炭黑處理PP板；

圖23是不同PP板對(duì)水的接觸角變化圖，圖中a-g表示：a-未處理的PP板，b-MAH-g-PP2水性分散物處理PP板，c-MAH-g-PP2水性分散物+1%炭黑處理PP板，d-MAH-g-PP2水性分散物+2%炭黑處理PP板，e-MAH-g-PP2水性分散物+3%炭黑處理PP板，f-MAH-g-PP2水性分散物+4%炭黑處理PP板，g-MAH-g-PP2水性分散物+5%炭黑處理PP板。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。

原料：MAH-g-PP1，接枝率為0.8wt%，熔融指數(shù)（2.16kg/230℃）＞50g/10min，重均分子量60000；MAH-g-PP2，接枝率為0.8-1.0wt%，熔融指數(shù)（2.16kg/190℃）40-60g/10min，重均分子量30000；MAH-g-PP1和MAH-g-PP2均是南京德巴化工有限公司產(chǎn)品。

設(shè)備：1升加壓攪拌釜。

下述各實(shí)施例采用的制備方法：將MAH-g-PP、水、羧酸輔助表面活性劑、表面活性劑、中和堿一次性加入到壓力攪拌釜內(nèi)，密閉壓力攪拌釜后，從常溫升溫到150℃，升溫速率為5℃/min以上；從150℃到180℃，升溫速率為1.8℃/min；到乳化溫度180℃后，保溫1.5小時(shí)；然后按照2.8℃/min的速率降溫，降至150℃以下后以5℃/min的速率降溫，到40℃以下出料。

從常溫升溫到150℃，攪拌速度是300rpm；從150℃-180℃之間，攪拌速度是1000rpm；在180℃保溫乳化，攪拌速度是1000rpm；從150℃降溫到常溫，攪拌速度是300rpm。

當(dāng)攪拌速度維持不變，工藝條件不變時(shí)，MAH-g-PP水性分散物平均顆粒粒徑控制技術(shù)：羧酸輔助表面活性劑種類和用量、非離子表面活性劑種類和用量、羧酸輔助表面活性劑用量/非離子表面活性劑用量、（羧酸輔助表面活性劑+非離子表面活性劑）總量/MAH-g-PP。

第Ⅰ類：原料為MAH-g-PP1水性分散物

實(shí)施例1：120g的MAH-g-PP1，水413ml，油酸27g，Brij-30：18.4g，Brij-72：8.6g，HLB值：8，N，N-二甲基乙醇胺：13g。所得水性分散物的指標(biāo)：收率：85%；殘?jiān)浚?0g；顏色：乳白；透光率：13.8%；靜置穩(wěn)定性：1天；表觀粘度16.4mPa.s；平均粒徑：44.3μm；最高分布粒徑56.6μm；水性分散物總品質(zhì)：中；水性分散物干燥后硬度/原料硬度=85%；粒徑分布如圖1所示。

實(shí)施例2：將實(shí)施例1中的油酸換成相同質(zhì)量的硬脂酸，其余不變。所得水性分散物的指標(biāo)：收率：88%；殘?jiān)浚?2g；顏色：乳白；透光率：12.9%；靜置穩(wěn)定性：1天；表觀粘度22.3mPa.s；平均粒徑：35.1μm；最高分布粒徑45.3μm；水性分散物總品質(zhì)：中；水性分散物干燥后硬度/原料硬度=75%；粒徑分布如圖2所示。

實(shí)施例3：將實(shí)施例1中的油酸換成油酸7.2g和松香酸10.8g，其余不變。所得水性分散物的指標(biāo)：收率：95%；殘?jiān)浚?0g；顏色：乳白；透光率：10.9%；靜置穩(wěn)定性：2天；表觀粘度20.4mPa.s；平均粒徑：25.7μm；最高分布粒徑34.6μm；水性分散物總品質(zhì)：中；水性分散物干燥后硬度/原料硬度=80%；粒徑分布見(jiàn)圖3。

實(shí)施例1的比較例1：將實(shí)施例1中的MAH-g-PP1降為30g。所得水性分散物的指標(biāo)：收率：98%；殘?jiān)浚?0g；顏色：乳白；透光率：23.8%；靜置穩(wěn)定性：＞200天；表觀粘度6.4mPa.s；平均粒徑：4.8μm；最高分布粒徑6.6μm；水性分散物總品質(zhì)：好；水性分散物干燥后硬度/原料硬度=70%；采用光學(xué)顯微鏡觀察水性分散物中顆粒的形態(tài)，顆粒的形狀接近球型，粒徑分布見(jiàn)圖4。

實(shí)施例1的比較例2：將實(shí)施例1中的MAH-g-PP1降為60g。所得水性分散物的指標(biāo)：收率：90%；殘?jiān)浚?4g；顏色：乳白；透光率：28.8%；靜置穩(wěn)定性：7天；表觀粘度12.4mPa.s；平均粒徑：16.3μm；最高分布粒徑20.6μm；水性分散物總品質(zhì)：中等；水性分散物干燥后硬度/原料硬度=80%；粒徑分布如圖5所示。

第Ⅱ類：原料為MAH-g-PP2水性分散物

實(shí)施例4：80g的MAH-g-PP2，水440ml，油酸27g，Brij-30：18.4g，Brij-72：8.6g，HLB值：8，N，N-二甲基乙醇胺：13g。所得水性分散物指標(biāo)：收率：98%；殘?jiān)浚?0g；顏色：乳白；透光率：18.8%；靜置穩(wěn)定性：＞200天；表觀粘度14.4mPa.s；平均粒徑：4.2μm；最高分布粒徑5.2μm；水性分散物總品質(zhì)：好；水性分散物干燥后硬度/原料硬度=73%；采用光學(xué)顯微鏡觀察水性分散物中顆粒的形態(tài)，顆粒的形狀接近球型，粒徑分布如圖6所示。

實(shí)施例4的重復(fù)例：配方、工藝等與例4完全相同，所得水性分散物的指標(biāo)如下：收率：98%；殘?jiān)浚?2g；顏色：乳白；透光率：20.8%；靜置穩(wěn)定性：＞200天；表觀粘度18.4mPa.s；平均粒徑：5.3μm；最高分布粒徑6.5μm；水性分散物總品質(zhì)：好；水性分散物干燥后硬度/原料硬度=72%；采用光學(xué)顯微鏡觀察水性分散物中顆粒的形態(tài)，顆粒的形狀接近球型，粒徑分布見(jiàn)圖7。

實(shí)施例5：將實(shí)施例4中的油酸換成相同質(zhì)量的硬脂酸，其余不變。所得水性分散物的指標(biāo)如下：收率：97%；殘?jiān)浚?5g；顏色：乳白；透光率：22.8%；靜置穩(wěn)定性：7天；表觀粘度26.4mPa.s；平均粒徑：17.9μm；最高分布粒徑23.4μm；水性分散物總品質(zhì)：好；水性分散物干燥后硬度/原料硬度=89%；采用光學(xué)顯微鏡觀察水性分散物中顆粒的形態(tài)，顆粒的形狀接近球型，粒徑分布如圖8所示。

實(shí)施例6：將實(shí)施例4中的油酸換成油酸7.2g和松香酸10.8g，其余不變。所得水性分散物的指標(biāo)：收率：97%；殘?jiān)浚?0g；顏色：乳白；透光率：25.8%；靜置穩(wěn)定性：5天；表觀粘度22.4mPa.s；平均粒徑：26.7μm；最高分布粒徑35.4μm；水性分散物總品質(zhì)：好；水性分散物干燥后硬度/原料硬度=81%；粒徑分布見(jiàn)圖9。

實(shí)施例7：將實(shí)施例4中的油酸換成硬脂酸7.2g和松香酸10.8g，其余不變。所得水性分散物的指標(biāo)：收率：96%；殘?jiān)浚?5g；顏色：乳白；透光率：28.8%；靜置穩(wěn)定性：2天；表觀粘度30.4mPa.s；平均粒徑：34.8μm；最高分布粒徑42.4μm；水性分散物總品質(zhì)：中；水性分散物干燥后硬度/原料硬度=82%；粒徑分布如圖10所示。

實(shí)施例4的比較例1：將實(shí)施例4中的MAH-g-PP2降為40g，其他參數(shù)不變。所得水性分散物的指標(biāo)：收率：99%；殘?jiān)浚?g；顏色：乳白；透光率：18.8%；靜置穩(wěn)定性：＞200天；表觀粘度14.4mPa.s；平均粒徑：1.3μm；最高分布粒徑1.7μm；水性分散物總品質(zhì)：好；水性分散物干燥后硬度/原料硬度=65%；采用光學(xué)顯微鏡觀察水性分散物中顆粒的形態(tài)，顆粒的形狀接近球型，粒徑分布如圖11所示。

實(shí)施例4的比較例2：將實(shí)施例4中的MAH-g-PP2增加到120g。所得水性分散物的指標(biāo)：收率：99%；殘?jiān)浚?g；顏色：乳白；透光率：18.8%；靜置穩(wěn)定性：7天；表觀粘度22.4mPa.s；平均粒徑：12.2μm；最高分布粒徑16.7μm；水性分散物總品質(zhì)：好；水性分散物干燥后硬度/原料硬度=72%；粒徑分布見(jiàn)圖12。

實(shí)施例4的比較例3：將實(shí)施例4中的MAH-g-PP2增加到180g，其他參數(shù)不變。所得水性分散物的指標(biāo)如下：收率：85%；殘?jiān)浚?03g；顏色：乳白；透光率：20.1%；靜置穩(wěn)定性：4天；表觀粘度34.4mPa.s；平均粒徑：21.5μm；最高分布粒徑29.0μm；水性分散物總品質(zhì)：中等；水性分散物干燥后硬度/原料硬度=85%；粒徑分布如圖13所示。

實(shí)施例4的比較例4：將實(shí)施例4中的MAH-g-PP2增加到260g，其他參數(shù)不變。所得水性分散物的指標(biāo)如下：收率：80%；殘?jiān)浚?53g；顏色：乳白；透光率：28.8%；靜置穩(wěn)定性：1天；表觀粘度54.4mPa.s；平均粒徑：44.1μm；最高分布粒徑58.0μm；水性分散物總品質(zhì)：中等；水性分散物干燥后硬度/原料硬度=90%；粒徑分布如圖14所示。

（一）原料為MAH-g-PP2的水性分散物基本物性

（1）MAH-g-PP2水性分散物紅外光譜分析

將實(shí)施例5的MAH-g-PP2水性分散物于80℃干燥2小時(shí)充分脫水后，與溴化鉀以一定比例混合，充分研磨后于70℃左右烘干0.5h，用壓片機(jī)制取兩平行樣品壓片，用WQF-510型傅里葉紅外光譜儀（北京瑞利分析儀器公司）進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定時(shí)以純溴化鉀作為背景，掃描次數(shù)為20次，分辨率1cm-1，掃描范圍4000cm-1~400cm-1，所得紅外光譜如圖15所示。

在MAH-g-PP2水性分散物制備過(guò)程中采用羧酸類乳化劑，非離子表面活性劑以及胺類的中和堿成鹽。其中3443.32cm-1為N-H伸縮振動(dòng)，1630.05cm-1為酰胺中C=O的變形振動(dòng)，1094.16cm-1C-N伸縮振動(dòng)，3000cm-1~2800cm-1之間所出現(xiàn)的2957.12cm-1，2921.72cm-1為甲基和亞甲基的C-H伸縮振動(dòng)峰，1459.46cm-1和1381.71cm-1為C-H的變形振動(dòng)峰。

取實(shí)施例5的MAH-g-PP2水性分散物，175℃干燥成膜后做紅外光譜分析，結(jié)果如圖16所示。

對(duì)比圖16和圖15可以看出，圖16中出現(xiàn)了1732.12cm-1處的羧基C=O峰，說(shuō)明在水性分散物高溫成膜中也出現(xiàn)了少量中和鹽熱解的現(xiàn)象。

（2）MAH-g-PP2水性分散物與KH-550混合后的紅外光譜分析

r-氨丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑（KH-550）：密度（25℃），946g/ml，沸點(diǎn)217oC，南京向前化工公司。偶聯(lián)劑（KH-550）、無(wú)水乙醇、蒸餾水按10：82：8比例配成10%的均勻溶液，當(dāng)把實(shí)施例5水性分散物滴加到10%的KH-550溶液中時(shí)，有明顯的凝膠現(xiàn)象出現(xiàn)。實(shí)施例5水性分散物與KH-550反應(yīng)的混合物175℃成膜后做紅外分析，所得譜圖如圖17所示。

將圖17與圖16對(duì)比，1732cm-1羧酸吸收峰消失，在1632cm-1附近吸收峰的形狀發(fā)生變化，這是因?yàn)樾纬甚０返奈辗?，圖17與圖16存在很大的差異，尤其在1100cm-1-400cm-1的范圍內(nèi)，說(shuō)明KH-550中的胺基與水性分散物中的羧基發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，形成比較強(qiáng)的化學(xué)結(jié)合，兩者的結(jié)合影響到其紅外光譜圖。

（3）MAH-g-PP2水性分散物熱重分析

將實(shí)施例4水性分散物在80℃干燥2小時(shí)充分脫水，利用日本Shimadzu公司制造的差熱-熱重分析儀（DTG-60）對(duì)MAH-g-PP2水性分散物在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行熱重（TGA）及差熱（DTA）分析。升溫速率為10℃/min，升溫范圍為室溫-300℃。所得TGA和DTA曲線見(jiàn)圖18。

由圖18可以看出，對(duì)于TGA曲線，MAH-g-PP2水性分散物在200℃以前整個(gè)系統(tǒng)未出現(xiàn)明顯的熱失重，只有少量殘留的水分蒸發(fā)，表明在這之前水性分散物的體系是熱穩(wěn)定的；當(dāng)溫度高于200℃時(shí)，由于MAH-g-PP2的熱分解揮發(fā)，導(dǎo)致失重速率明顯增加；對(duì)于DTA曲線，在145℃~160℃之間存在吸熱峰，這是MAH-g-PP2顆粒熔融所致，由于MAH-g-PP2是結(jié)晶性物質(zhì)，因此其水性分散物的成膜溫度應(yīng)不低于其熔融溫度，在測(cè)試水性分散物的成膜時(shí)間時(shí)，成膜溫度的設(shè)定應(yīng)不低于145℃。

（4）茂金屬聚丙烯蠟乳液熱重分析

選擇某公司生產(chǎn)的商品化的茂金屬聚丙烯蠟乳液做熱重分析，此乳液應(yīng)用于玻纖拉絲作為浸潤(rùn)劑成分使用，其平均直徑在0.1-1μm之間，80℃下干燥2小時(shí)使之充分脫水后，然后利用日本Shimadzu公司制造的差熱-熱重分析儀（DTG-60）對(duì)其在空氣氣氛中進(jìn)行熱重（TGA）及差熱（DTA）分析。升溫速率為10℃/min，升溫范圍為室溫-300℃。所得TGA和DTA曲線如圖19所示。

從圖19中可以看出該乳液在200℃以下時(shí)熱穩(wěn)定性是較好的，當(dāng)溫度超過(guò)200℃時(shí)，乳液體系開(kāi)始有少量熱失重，但最終的失重率明顯小于圖18；從DTA曲線中可以看出該乳液與圖18相比，在45-100℃時(shí)多出兩個(gè)吸收峰；茂金屬聚丙烯蠟分子結(jié)構(gòu)的特性使得其耐高溫氧化性能優(yōu)于MAH-g-PP2，因而表現(xiàn)在熱重分析圖中，熱失重率明顯減少，而吸熱峰明顯增多。

（二）MAH-g-PP2水性分散物改善聚丙烯的親水性、抗靜電性

聚丙烯PP屬于非極性和疏水性材料，不含極性基團(tuán)，表面電阻高，從而限制其在親水性、抗靜電性的應(yīng)用，下面說(shuō)明MAH-g-PP2水性分散物改善聚丙烯的親水性、抗靜電性內(nèi)容。

（1）實(shí)驗(yàn)原料及儀器

PP板（2mm厚，市售）；MAH-g-PP2水性分散物（實(shí)施例4，平均粒徑4.2μm，固含量20%）；環(huán)氧樹(shù)脂的接枝嵌段物（環(huán)氧樹(shù)脂與聚乙二醇4000的接枝嵌段物，自制）；ZC46A型高阻計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；JJC-1型潤(rùn)濕角接觸角測(cè)定儀（長(zhǎng)春市光學(xué)儀器總廠）。

（2）PP板的預(yù)處理

將PP板裁剪成大小為15×15cm的方形塊，然后將其放入丙酮溶液中清洗，以除去PP板表面的污物，接著用去離子水洗去PP板表面的丙酮，然后用乙醇清洗并浸泡10min，最后用去離子水沖洗干凈，室溫晾干備用。

3）PP板的表面處理

（1）MAH-g-PP2水性分散物均勻地涂覆在預(yù)處理過(guò)的PP板上，放入真空干燥箱中110℃烘干，然后在其表面施加一定壓力在190℃條件下放置1h，最后再放涼至室溫。

（2）MAH-g-PP2水性分散物與環(huán)氧樹(shù)脂的接枝嵌段物分別以質(zhì)量比1:0.5、1:1、1:1.5、1:2混合，然后按照步驟（1）用該混合物處理PP板。

（3）MAH-g-PP2水性分散物中加入一定量炭黑，炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1%、2%、3%、4%、5%，用混合后的物質(zhì)來(lái)按照步驟（1）處理聚丙烯板。

（4）處理后PP板的耐擦拭性

分別在去離子水、乙醇、丙酮三種溶劑中用脫脂棉擦拭經(jīng)表面處理過(guò)的PP板表面300次，然后測(cè)定PP板表面的電阻（相對(duì)濕度50%，溫度25℃）。

（5）測(cè)定表面電阻ρs

用ZC46A型高阻計(jì)測(cè)定經(jīng)不同表面處理的PP板的表面電阻s。

（6）測(cè)定PP板表面接觸角

以去離子水為測(cè)試液體，用JJC-1型潤(rùn)濕角測(cè)定儀測(cè)定處理后PP板表面與空氣界面的靜態(tài)接觸角，每個(gè)樣品測(cè)6個(gè)點(diǎn)（相鄰測(cè)點(diǎn)之間的間距不少于1cm），取6個(gè)點(diǎn)的算術(shù)平均值作為實(shí)驗(yàn)所得接觸角的值。

（7）MAH-g-PP2水性分散物對(duì)PP板的附著力

按照GB/T9286-98中的劃格法測(cè)定不同混合物對(duì)PP板的附著力。

（8）結(jié)果與討論

（8.1）MAH-g-PP2水性分散物與環(huán)氧接枝物復(fù)配使用表面改性聚丙烯

利用MAH-g-PP2水性分散物或MAH-g-PP2水性分散物與環(huán)氧接枝物的混合物對(duì)PP板進(jìn)行表面處理，測(cè)定處理前后PP板表面的電阻，研究不同表面處理劑對(duì)PP板表面電阻的影響，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖20。

從圖20可看出，未處理PP板的表面電阻為1014Ω，用MAH-g-PP2水性分散物單獨(dú)處理PP板后，PP板的表面電阻下降到1012Ω。這種現(xiàn)象的主要原因是MAH-g-PP2水性分散物中含有乳化劑、表面活性劑等親水性物質(zhì)，將MAH-g-PP2水性分散物涂覆在PP板表面110℃烘干除去其中的水分，而在190℃高溫下時(shí)MAH-g-PP2顆粒和PP板均達(dá)到熔點(diǎn)開(kāi)始熔融，由于MAH-g-PP2與PP之間的相容性，使得MAH-g-PP2顆粒向PP板表面遷移而表面活性劑和乳化劑的小分子向空氣界面遷移，表面活性劑的親水端又能夠吸收空氣中所存在的水分，從而PP板表面形成一層導(dǎo)電層，進(jìn)而使處理后PP板的表面電阻下降。向MAH-g-PP2水性分散物中加入不同質(zhì)量的環(huán)氧接枝物后，PP板表面電阻下降到1010Ω左右，而隨著環(huán)氧接枝物量的增加，改性后PP板表面電阻變化不大。

（8.2）MAH-g-PP2水性分散物與炭黑復(fù)配使用表面處理聚丙烯

圖21研究的是MAH-g-PP2水性分散物與不同用量的炭黑復(fù)配前后對(duì)PP板表面電阻的影響。從圖21可以看出，未處理的PP板的表面電阻為1014Ω，用MAH-g-PP2水性分散物單獨(dú)處理PP板后，PP板的表面電阻下降到1012Ω。將MAH-g-PP2水性分散物和炭黑共混使用處理PP板，結(jié)果發(fā)現(xiàn)起初隨著炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，改性后PP板的表面電阻緩慢下降至108.7Ω。但當(dāng)炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到4%時(shí)，改性后PP板的表面電阻急劇下降達(dá)到106Ω，而繼續(xù)增加炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，PP板的表面電阻變化不明顯。這種現(xiàn)象的原因可能是當(dāng)炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時(shí)，處理后PP板表面的炭黑粒子分布較為分散，炭黑粒子相互之間距離依然較大因而導(dǎo)電的效果并不好。隨著炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，相鄰的炭黑粒子間的距離慢慢減小，最終使處理后的PP板表面形成了導(dǎo)電的通路，使得表面電阻急劇下降。由于能夠?qū)щ姷耐芬呀?jīng)形成了，所以即使進(jìn)一步增加炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)改性后PP的表面電阻變化也不是很明顯。

（8.3）不同表面處理材料對(duì)PP板的附著力

采用劃格法測(cè)定MAH-g-PP2水性分散物及其與炭黑混合物對(duì)PP板的附著力，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1不同表面處理材料對(duì)PP板的附著力

表面處理材料類型MAH-g-PP2水性分散物MAH-g-PP2水性分散物+1%炭黑MAH-g-PP2水性分散物+2%炭黑MAH-g-PP2水性分散物+3%炭黑MAH-g-PP2水性分散物+4%炭黑MAH-g-PP2水性分散物+5%炭黑附著力/級(jí)000122

從表1可以看出，單獨(dú)使用MAH-g-PP2水性分散物處理PP板，水性分散物對(duì)PP板的附著力很好。這種現(xiàn)象的主要原因是：190℃時(shí)水性分散物中MAH-g-PP2顆粒與PP同時(shí)熔融，在熔融冷卻的過(guò)程中兩者之間存在一個(gè)共結(jié)晶的過(guò)程，該過(guò)程使得冷卻后兩者的粘結(jié)力很好。當(dāng)炭黑和MAH-g-PP2水性分散物共混使用且炭黑的含量較少時(shí)，共混物對(duì)PP板的附著力較好可以達(dá)到0級(jí)，當(dāng)炭黑的含量達(dá)到3%后附著力下降至1級(jí)。當(dāng)炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到4%后，附著力下降到2級(jí)而且處理后PP板表面粗糙度也明顯增加。

（8.4）不同表面處理材料對(duì)PP板表面耐擦拭性的影響

利用不同材料對(duì)PP板進(jìn)行表面處理，然后在不同溶劑中對(duì)PP板進(jìn)行表面擦拭，測(cè)定擦拭后PP板的表面電阻，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖22。：

從圖22可以看出，采用MAH-g-PP2水性分散物處理過(guò)的PP板經(jīng)不同溶劑擦拭后表面電阻沒(méi)有變化，表明用MAH-g-PP2水性分散物處理后PP板的耐擦拭性能很好。這種現(xiàn)象的主要原因是MAH-g-PP2水性分散物和PP板之間的共結(jié)晶過(guò)程使兩者間的粘結(jié)力強(qiáng)，因而受溶劑擦拭的影響較小。而經(jīng)水性分散物和炭黑混合物處理過(guò)的PP板的耐擦拭性能隨著炭黑含量的增加而變差。當(dāng)炭黑含量小于等于3%時(shí)，溶劑擦拭前后表面電阻變化不大，此時(shí)處理后PP板的耐擦拭性能尚可。而當(dāng)炭黑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到4%時(shí)，用3種溶劑擦拭后PP板的表面電阻明顯增大，耐擦拭性能下降。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是當(dāng)炭黑含量達(dá)到4%時(shí)表面涂覆物對(duì)PP板附著力下降，粗糙度增加，兩者之間的粘結(jié)強(qiáng)度下降，經(jīng)溶劑擦拭實(shí)驗(yàn)后，表面抗靜電組分受到損失，表面電阻增加。

（8.5）PP板經(jīng)不同材料表面處理后對(duì)水的接觸角

分別測(cè)定未處理PP板、MAH-g-PP2水性分散物處理PP板、MAH-g-PP2水性分散物與炭黑混合物處理PP板表面對(duì)水的接觸角，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖23。

從圖23可以看出，未經(jīng)處理的PP板表面接觸角為87o；經(jīng)MAH-g-PP2水性分散物單獨(dú)處理過(guò)的PP板，其對(duì)水的接觸角下降到了77o。MAH-g-PP2水性分散物處理能夠使PP板表面親水性增強(qiáng)，其主要原因是MAH-g-PP2水性分散物中含有表面活性劑、乳化劑等親水性小分子，190℃下PP板和MAH-g-PP2顆粒同時(shí)熔融，親水性小分子向空氣界面遷移使得處理后的PP板表面對(duì)水的接觸角下降。利用水性分散物與炭黑混合物對(duì)PP板進(jìn)行表面處理，處理后的PP板對(duì)水的接觸角隨炭黑的增加而降低，最低為45o左右；但當(dāng)炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到4%后，接觸角繼續(xù)下降的主要原因是PP板表面粗糙度的增加。

結(jié)論：

PP板表面電阻為1014Ω，與水接觸角87o；采用MAH-g-PP2水性分散物，并結(jié)合環(huán)氧接枝物、碳黑等，可將PP板表面電阻大幅度降低到106Ω左右，與水接觸角大幅度降低到45o左右，并且表面改性具有耐久性、耐擦洗性能，這是因?yàn)镸AH-g-PP2水性分散物能夠與PP共結(jié)晶的緣故。

（三）MAH-g-PP2水性分散物改善不銹鋼絲網(wǎng)表面增強(qiáng)聚丙烯材料

采用MAH-g-PP2水性分散物，并結(jié)合環(huán)氧接枝物、碳黑等，可將PP板表面電阻、與水接觸角大幅度降低，但這種方式受到一定限制，如碳黑顏色問(wèn)題，為使最終的制品接近PP板的原色，并降低PP板表面電阻，增加PP板表面親水性，采用不銹鋼絲網(wǎng)表面增強(qiáng)。

（1）實(shí)驗(yàn)原料及儀器

PP板（2mm厚，市售）；MAH-g-PP2水性分散物（實(shí)施例4，平均粒徑4.2μm，固含量20%）；不銹鋼絲網(wǎng)（直徑為0.24mm，網(wǎng)孔2×2mm，市售）。

（2）PP板的預(yù)處理

將PP板裁剪成大小為15×15cm的方形塊，然后將其放入丙酮溶液中清洗，以除去PP板表面的污物，接著用去離子水洗去PP板表面的丙酮，然后用乙醇清洗并浸泡10min，最后用去離子水沖洗干凈，室溫晾干備用。

（3）PP復(fù)合材料板的制備

A.將不銹鋼絲網(wǎng)（裁剪為15×15cm的方形）在PP薄板表面鋪展，然后置于預(yù)先升溫至190℃模壓機(jī)（北京富馬科技有限公司生產(chǎn)的FM-11型）中，壓片時(shí)，先預(yù)熱3min后，合模壓力3MPa壓制5min后，冷卻至40℃出料。

B.在不銹鋼絲網(wǎng)（裁剪為15×15cm的方形）上涂抹MAH-g-PP2水性分散物，常溫放置脫除水分后，按照A的方法制備復(fù)合材料。

（4）PP復(fù)合材料板力學(xué)性能測(cè)試

儀器：電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)CMT6104，深圳市新三思計(jì)量技術(shù)有限公司。

根據(jù)GB/T1040-92，拉伸試樣為135×10×2mm，標(biāo)距為50mm，拉伸速度為50mm/min；根據(jù)GB9341-88，彎曲試樣為120×10×2mm，標(biāo)距為64mm，彎曲速率為2mm/min。

（5）結(jié)果與討論

未經(jīng)過(guò)處理的不銹鋼絲網(wǎng)不能與PP復(fù)合；經(jīng)MAH-g-PP2水性分散物涂抹處理后的不銹鋼絲網(wǎng)與PP復(fù)合良好，下稱PP/不銹鋼絲網(wǎng)復(fù)合板。

（5.1）拉伸性能

對(duì)PP板和PP/不銹鋼絲網(wǎng)復(fù)合板進(jìn)行拉伸測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

表2：PP板、PP/不銹鋼絲網(wǎng)復(fù)合板的拉伸性能

試樣類型拉伸強(qiáng)度/MPa拉伸模量/MPaPP板34.01810.7PP/不銹鋼絲網(wǎng)復(fù)合39.41864.9

由表2可知，復(fù)合后拉伸強(qiáng)度有小幅度增加，拉伸模量基本不變。

（5.2）彎曲性能

對(duì)PP板和PP/不銹鋼絲網(wǎng)復(fù)合板進(jìn)行彎曲性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。

表3：PP板、PP板/不銹鋼絲網(wǎng)復(fù)合板的彎曲性能

試樣類型彎曲強(qiáng)度/MPa彎曲模量/MPaPP板19.91285.4PP板/不銹鋼絲網(wǎng)復(fù)合20.01600.0

由表3可知，復(fù)合板的彎曲模量增加，彎曲強(qiáng)度基本不變。

（5.3）外觀、親水性、表面電阻

外觀：PP/不銹鋼絲網(wǎng)復(fù)合板的顏色較淺，從表面可明顯看出不銹鋼絲網(wǎng)鑲嵌在PP板上，不銹鋼絲網(wǎng)與PP板結(jié)合能力較好，用機(jī)械方式加工測(cè)試樣條時(shí)，兩者不會(huì)分離。

親水性：PP/不銹鋼絲網(wǎng)復(fù)合板的親水性好于采用MAH-g-PP2水性分散物處理過(guò)的PP板，這是因?yàn)椴讳P鋼絲本身就是親水性的。

表面電阻：由于不銹鋼絲網(wǎng)具有良好的導(dǎo)電性，采用歐姆表測(cè)試時(shí)，復(fù)合板表面電阻幾乎為0。

結(jié)論：未經(jīng)過(guò)處理的不銹鋼絲網(wǎng)不能與PP復(fù)合，而經(jīng)MAH-g-PP2水性分散物涂抹處理后的不銹鋼絲網(wǎng)能夠與PP復(fù)合，這是因?yàn)镸AH-g-PP2水性分散物能夠與PP共結(jié)晶的緣故，兩者復(fù)合后的拉伸、彎曲性能有所提高，且親水性更好，表面電阻幾乎為0。

（四）MAH-g-PP2水性分散物其他性能與應(yīng)用

MAH-g-PP2水性分散物成膜特性見(jiàn)[劉凡，趙科.馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯乳液最佳成膜條件的研究[J]．現(xiàn)代涂裝與涂料，2013，16（1）：15-18；陶瑩瑩，黨敬川，趙科.馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯乳液的成膜特性研究[J]．鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，27（5）：30-33]。MAH-g-PP2水性分散物處理玻纖、誘導(dǎo)玻纖-聚丙烯界面出現(xiàn)橫晶內(nèi)容見(jiàn)[陶瑩瑩，趙科．PP-g-MAH乳液對(duì)PP/GF界面的影響[J]．化工時(shí)刊，2012,26（4）：11-15]，在纖維、云母處理的應(yīng)用見(jiàn)[趙科.功能性聚丙烯乳液及其應(yīng)用，第十三屆表面工程創(chuàng)新與實(shí)用技術(shù)交流會(huì)論文集P128-133，2010年開(kāi)封；http://www.cnfrp.net/news/echo.php?id=40119]。