一种可交联聚乙烯组合物、增强交联聚乙烯制品及制备方法和制品技术

技术编号:17793934 阅读:66 留言:0更新日期:2018-04-25 17:25
本发明专利技术涉及交联聚乙烯增强领域,公开了一种可交联聚乙烯组合物、增强交联聚乙烯制品及制备方法和制品。该可交联聚乙烯组合物包含聚乙烯、玻璃纤维、交联剂、加工改进剂,以及任选的交联助剂、稳定剂和弹性体;所述加工改进剂选自甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸酐、马来酸酐、马来酸酐单酯、琥珀酸酐、琥珀酸酐单酯、富马酸酐和富马酸酐单酯中的至少一种。可以实现交联聚乙烯中有效填充玻璃纤维,获得增强交联聚乙烯。

Crosslinkable polyethylene composition, reinforced crosslinked polyethylene product, preparation method and product thereof

The invention relates to the field of cross-linked polyethylene reinforcement, and discloses a cross-linked polyethylene composition, an enhanced crosslinked polyethylene product, a preparation method and a product. The crosslinkable polyethylene composition consists of polyethylene, glass fiber, crosslinker, processing modifier, and optional crosslinking additives, stabilizers and elastomers. The processing modifiers are selected from methacrylic anhydride, glycidyl methacrylate, acrylic anhydride, maleic anhydride, maleic anhydride, succinic anhydride, amber, amido, amber, amber, amber, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic anhydride, succinic acid, succinic anhydride, succinic anhydride At least one of the mono esters of peracetic anhydride, fumaric anhydride and fumaric anhydride. The crosslinked polyethylene can be effectively filled with glass fiber and reinforced crosslinked polyethylene can be obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种可交联聚乙烯组合物、增强交联聚乙烯制品及制备方法和制品
本专利技术涉及交联聚乙烯增强领域,具体地,涉及一种可交联聚乙烯填充玻璃纤维组合物,由该可交联聚乙烯填充玻璃纤维组合物进行交联而得的玻璃纤维增强交联聚乙烯制品,以及该玻璃纤维增强交联聚乙烯制品的制备方法和一种包含的组件中至少一个为该玻璃纤维增强交联聚乙烯制品的制品。
技术介绍
聚乙烯是广泛应用于多种领域的重要的高聚物材料。填充增强材料可以改进聚乙烯的性能。CN103627057A公开了一种连续纤维增强聚乙烯预浸带,由包含以下重量份的组分制成:聚乙烯基体100份,增韧剂5-8份,相容剂3-5份,抗氧剂0.6-1.2份,玻璃纤维40-60份。此专利技术所提供的一种增韧剂连续玻璃纤维增强聚乙烯预浸带。此种聚乙烯预浸带柔软度优异,可以和管道的基材形成良好的界面结合,解决了作为管道增强材料与基体树脂结合不好的问题。但该专利技术没有涉及交联聚乙烯的增强,且玻纤未经过表面处理,除了管道的爆破压力外,未见其它机械性能的报告。CN102691832A公开了一种玻纤增强HDPE双壁缠绕管,由玻纤增强HDPE塑料管经螺旋缠绕并用塑料热熔胶焊接而成,其中的玻纤增强HDPE塑料管为长玻纤的重量百分比含量在5%-40%之间的中空矩形玻纤增强HDPE塑料管,所述玻纤增强HDPE双壁缠绕管的径向断面结构包括玻纤增强HDPE塑料管和连接在相邻玻纤增强HDPE塑料管之间的收率熔融胶焊接层。其中聚乙烯选用高密度聚乙烯,熔指范围为0.2-5g/10min,选用乙烯基类硅烷偶联剂处理长玻纤,未公开管材的力学性能及其它性能。CN103254482A公开了一种抗蠕变连续玻璃纤维增强聚乙烯预浸带,由包含以下重量份的组分制成:聚乙烯基体100份,抗蠕变改性剂10-30份,相容剂3-5份,抗氧剂0.6-1.2份和玻璃纤维40-60份。制备方法如下:在高速混合机中依次加入100份聚乙烯基体、10-30份抗蠕变改性剂、3-5份相容剂和0.6-1.2份抗氧剂,混合速度为400-600r/min,混合时间为60-160s,混合均匀后密封;将得到的混合物挤出后,对经预热的40-60份玻璃纤维进行淋膜,将淋膜后的连续玻璃纤维带材进行冷却、定型,制得抗蠕变连续玻璃纤维增强聚乙烯预浸带。该专利技术没有涉及聚乙烯交联情况下的填料填充。上述方法均没有给出解决交联聚乙烯中添加玻璃纤维的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决能够在交联聚乙烯中有效填充玻璃纤维的问题,提供一种可交联聚乙烯组合物、增强交联聚乙烯制品及制备方法和制品。为了实现上述目的,本专利技术提供一种可交联聚乙烯组合物,其中,该组合物包含聚乙烯、玻璃纤维、交联剂、加工改进剂,以及任选的交联助剂、稳定剂和弹性体;所述加工改进剂选自甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸酐、马来酸酐、马来酸酐单酯、琥珀酸酐、琥珀酸酐单酯、富马酸酐和富马酸酐单酯中的至少一种。本专利技术还提供一种增强交联聚乙烯制品,其中,该增强交联聚乙烯制品的凝胶含量为20~85重量%,将该增强交联聚乙烯制品进行二甲苯溶剂抽提后,得到的凝胶部分含有玻璃纤维;在所述凝胶部分的红外谱图中,在1700~1800cm-1之间出现酸酐基团或酯基基团的红外吸收峰。本专利技术还提供一种制备本专利技术的增强交联聚乙烯制品的方法,包括:(1)将聚乙烯、玻璃纤维、交联剂、加工改进剂,以及任选的交联助剂、稳定剂和弹性体混合均匀,并在140~150℃下进行熔融共混5~10min,得到凝胶含量为0重量%的可交联聚乙烯组合物;(2)将步骤(1)得到的可交联聚乙烯组合物在加工温度为200~210℃下进行成型加工,经交联和接枝反应得到增强交联聚乙烯制品。本专利技术还提供一种制品,该制品包含的组件中至少一个本专利技术的增强交联聚乙烯制品。通过上述技术方案,本专利技术提供的可交联聚乙烯组合物,其中含有加工改进剂,可以参与聚乙烯的交联过程,发生交联和接枝反应,在制得的增强交联聚乙烯中含有酸酐基团或酯基基团,可以实现制得有效填充玻璃纤维的交联聚乙烯,获得增强交联聚乙烯。通过SEM观察,玻璃纤维与交联聚乙烯基体间可以有好的界面相容性,提高增强交联聚乙烯的力学性能。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术,但并不构成对本专利技术的限制。在附图中:图1是实施例3制得的增强交联聚乙烯制品的扫描电镜照片;图2是对比例3制得的增强交联聚乙烯制品的扫描电镜照片;图3是实施例3得到的交联接枝聚乙烯经二甲苯溶剂抽提所得到的凝胶的红外光谱图,其中有加入马来酸酐而出现的酸酐基团(1796cm-1);图4为对比例1得到的交联接枝聚乙烯的凝胶的红外光谱图;图5为对比例2得到的交联接枝聚乙烯的凝胶的红外光谱图;图6为马来酸酐的红外光谱图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术,并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供一种可交联聚乙烯组合物,其中,该组合物包含聚乙烯、玻璃纤维、交联剂、加工改进剂,以及任选的交联助剂、稳定剂和弹性体;所述聚乙烯在2.16kg载荷下190℃时的熔融指数为2g/10min~100g/10min;所述加工改进剂选自甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸酐、马来酸酐、马来酸酐单酯、琥珀酸酐、琥珀酸酐单酯、富马酸酐和富马酸酐单酯中的至少一种。本专利技术中,加入选自甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸酐、马来酸酐、马来酸酐单酯、琥珀酸酐、琥珀酸酐单酯、富马酸酐和富马酸酐单酯中的至少一种的所述加工改进剂,可以有效地实现所述可交联聚乙烯组合物进行加工,经历交联和接枝反应获得增强交联聚乙烯制品;在该制品中,玻璃纤维与交联聚乙烯基体之间有很好的界面相容性,起到良好的玻璃纤维填充增强交联聚乙烯的作用。本专利技术的可交联聚乙烯组合物中,可以选用多种聚乙烯,可以为共聚物和/或均聚物,也可以为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯。优选地,所述聚乙烯在2.16kg载荷下190℃时的熔融指数为2g/10min~100g/10min,优选为8.5g/10min~75g/10min。具体地,所述聚乙烯为已知物质,例如可以商购牌号为2650的线性低密度聚乙烯(天津联合石化公司,在2.16kg载荷下190℃时的熔融指数为73g/10min,密度为0.926g/cm3);商购DMDA8007高密度聚乙烯(神华包头,熔融指数为8.5g/10min,密度为0.963g/cm3)。根据本专利技术,所述加工改进剂可以参与所述可交联聚乙烯组合物进一步加工的过程,可以同时参与发生的交联和接枝反应,所述加工改进剂接枝到交联的聚乙烯部分的聚合物链中,帮助改进玻璃纤维在交联聚乙烯制品中与交联聚乙烯基体的结合。优选地,所述加工改进剂选自甲基丙烯酸酐、甲基本文档来自技高网
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一种可交联聚乙烯组合物、增强交联聚乙烯制品及制备方法和制品

【技术保护点】
一种可交联聚乙烯组合物,其特征在于,该组合物包含聚乙烯、玻璃纤维、交联剂、加工改进剂,以及任选的交联助剂、稳定剂和弹性体;所述加工改进剂选自甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸酐、马来酸酐、马来酸酐单酯、琥珀酸酐、琥珀酸酐单酯、富马酸酐和富马酸酐单酯中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种可交联聚乙烯组合物,其特征在于,该组合物包含聚乙烯、玻璃纤维、交联剂、加工改进剂,以及任选的交联助剂、稳定剂和弹性体;所述加工改进剂选自甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸酐、马来酸酐、马来酸酐单酯、琥珀酸酐、琥珀酸酐单酯、富马酸酐和富马酸酐单酯中的至少一种。2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述聚乙烯在2.16kg载荷下190℃时的熔融指数为2g/10min~100g/10min,优选为8.5g/10min~75g/10min;优选地,所述加工改进剂选自甲基丙烯酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸酐、马来酸酐和琥珀酸酐中的至少一种;优选地,所述交联剂选自1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)-3-己炔、过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)、过氧化二(4-甲基苯甲酰)、二(叔丁基过氧异丙基)苯和过氧化二苯甲酰中的至少一种;优选地,所述玻璃纤维的平均直径为10~20μm,所述玻璃纤维的平均长度为10~30mm。3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,该组合物中,相对于100重量份的所述聚乙烯,所述玻璃纤维为10~60重量份,所述交联剂为0.3~1.5重量份,所述加工改进剂为1~5重量份,所述交联助剂为0~2重量份,所述稳定剂为0~0.8重量份,所述弹性体为0~20重量份。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物,其中,所述组合物经140~150℃熔融共混得到,所述组合物的凝胶含量为0重量%。5.一种增强交联聚乙烯制品,其特征在于,该增强交联聚乙烯制品的凝胶含量为20~85重量%,将该增强交联聚乙烯制品进行二甲苯溶剂抽提后,得到的凝胶部分含有玻璃纤维;在所述凝胶部分的红外谱图中,在1700~1800cm-1之间出现酸酐基团或酯基基团的红外吸收峰。6.根据权利要求5所述的增强交联聚乙烯制品,其中,以所述凝胶部分的总重量为基准,所述凝胶部分含有20~50重量%的玻璃纤维;优选地,所述凝胶部分含有0.5~5重量%的酸酐基团或酯基基团。7...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙小杰陈学连梁文斌孙苗苗赖世燿
申请(专利权)人:神华集团有限责任公司北京低碳清洁能源研究所
类型:发明
国别省市:北京,11

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