本发明专利技术涉及交联聚乙烯领域，公开了一种可交联聚乙烯组合物以及交联聚乙烯及制备方法、制品和应用。该组合物含有聚乙烯，其中，该组合物的90℃三氯苯溶解析出物质量分数为49～83％；该组合物经180～200℃加热10～20min进行交联所得产物的凝胶含量小于20重量％。本发明专利技术提供的可交联聚乙烯组合物可以得到具有高刚性同时显著提升冲击性能的交联聚乙烯，且该交联聚乙烯可以在聚合物焊接中应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交联聚乙烯领域，具体地，涉及一种可交联聚乙烯组合物，一种交联聚乙烯及其制备方法和含有该交联聚乙烯为组件的制品，以及该交联聚乙烯在聚合物焊接中的应用。该交联聚乙烯可以用于制备高抗冲击、高刚性、高耐环境应力的聚乙烯制品，明显改善交联聚乙烯的焊接性能。
技术介绍
聚乙烯是广泛应用于各个领域的最重要的有机材料之一，可以通过如挤塑、吹塑、注塑、膜塑、滚塑等成型方法加工成各种不同形状制品。然而，单纯的聚乙烯材料无法满足许多应用对高抗冲击、高刚性且耐高温的要求。CN101652417A公开一种可交联聚乙烯组合物，包含：聚乙烯组分；交联剂，其中所述交联剂是有机过氧化物；和共交联剂，其中所述共交联剂是包含至少两个封端碳-碳双键的链二烯、链三烯或链四烯化合物。对聚乙烯树脂没有明确的限制和要求。CN1974650A公开了一种交联聚乙烯组合物粉末，由如下组分组成：1)70-90重量份的低密度聚乙烯，其中，d＝0.910-0.925g/cm3，MI＝2-30g/10min；2)5-16重量份的线型低密度聚乙烯接枝物，其中，d＝0.910-0.930g/cm3，MI＝5-20g/10min；3)1-10重量份的高密度聚乙烯，其中，d＝0.940-0.960g/cm3，MI＝0.5-10g/10min；4)0.1-1重量份的抗氧剂；5)0.1-3重量份的交联剂及助交联剂。该组合物具有低温加工性能和附着力好的特点，用作涂料。CN1523052A公开了一种滚塑成型用交联聚乙烯专用料，含有如下组份(以线性低密度聚乙烯及低密度聚乙烯的总重量计)：A.线性低密度聚乙烯，70-90％；B.低密度聚乙烯，10-30％；C.交联剂，0.5-5％；D.抗氧剂，0.1-1％。CN103435904A公开了一种抗静电高刚性的滚塑聚乙烯组合物，包括100重量份的线性低密度聚乙烯，0.1～1.5重量份的抗静电剂，0.1～1重量份的表面改性纳米碳纤维，0.05～1重量份的抗氧剂和0.05～0.1重量份的流变改性剂。该方法以纳米碳纤维协同改性聚乙烯抗静电性能，提供一种抗静电性能突出持久和刚韧平衡性较好的抗静电高刚性滚塑聚乙烯组合物。但弯曲模量均不大于550MPa。WO2016/055959A1公开了一种可交联组合物，含有(a)80-98重量％的至少一种HDPE；(b)2-20重量％的至少一种LLDPE；(c)相对于100重量份的(a)+(b)，0.2-1.5重量份的选自有机过氧化物的至少一种交联剂；(d)相对于100重量份的(a)+(b)，0.2-2.5重量份的选自丙烯基化合物的至少一种共交联剂。该组合物改善了断裂伸长率，缺口冲击和耐环境应力。高密度聚乙烯树脂不仅具有显著的耐溶剂性，而且具有较高的刚性，但是聚乙烯树脂组合物中高密度聚乙烯比例增加会明显降低组合物的冲击性能，极难满足高端产品刚韧平衡的需求。事实上，高密度聚乙烯树脂与线形低密度聚乙烯的共混研究一直继续，但随着高密度聚乙烯含量增加而导致冲击性能降低的挑战一直未得到很好克服，另一方面交联聚乙烯的热熔焊接一直是技术挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有聚乙烯材料不能同时具备可焊接、高抗冲击、高刚性和高耐环境应力的缺陷，提供了一种可交联聚乙烯组合物以及交联聚乙烯及制备方法、制品和应用。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，该组合物含有聚乙烯，其中，该组合物的90℃三氯苯溶解析出物质量分数为49～83％；该组合物经180～200℃加热10～20min进行交联所得产物的凝胶含量小于20重量％。本专利技术还提供了一种交联聚乙烯，其中，所述交联聚乙烯的凝胶含量小于20重量％；所述交联聚乙烯的90℃三氯苯溶解析出物质量分数为55～85％；所述交联聚乙烯的缺口冲击性能为40kJ/m2以上，所述交联聚乙烯的弯曲模量为850MPa以上，所述交联聚乙烯的耐环境应力F50为1000h以上。本专利技术还提供了一种本专利技术的交联聚乙烯的制备方法，包括：将100重量份的聚乙烯、0.01～0.03重量份的交联剂和0.05～0.2重量份的交联助剂进行混合为可交联聚乙烯组合物，再经180～200℃加热10～20min进行交联；其中，所述聚乙烯包含25～55重量份的线性低密度聚乙烯和45～75重量份的高密度聚乙烯。本专利技术还提供了一种制品，所述制品包含的组件中至少一个为本专利技术的交联聚乙烯。本专利技术还提供了一种本专利技术的交联聚乙烯在聚合物焊接中的应用。本专利技术提供的交联聚乙烯，通过控制凝胶含量小于20重量％，且具有90℃三氯苯溶解析出物质量分数的约束特征，从而使得到的交联聚乙烯具有高刚性的同时显著提升冲击性能，并具有高耐环境应力和可热熔焊接的特点。具体地，与已有的高密度交联聚乙烯组合物比，本专利技术提供的交联聚乙烯在相同交联度条件下具有明显提高的冲击性能；与传统的高密度聚乙烯与线形低密度聚乙烯组合物相比，本专利技术提供的交联聚乙烯具有明显提高的抗冲击性能、耐环境应力性能，可以用于聚合物焊接的加工方式。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。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，该组合物含有聚乙烯，该组合物的90℃三氯苯溶解析出物质量分数为49～83％；该组合物经180～200℃加热10～20min进行交联所得产物的凝胶含量小于20重量％。根据本专利技术，通过调控制备交联聚乙烯的可交联聚乙烯组合物的90℃三氯苯溶解析出物质量分数，可以选择合适的所述组合物，进一步经加热交联得到的交联聚乙烯材料可以具有合适的交联度，具有高冲击、高刚性且高耐环境应力的性能。优选组合物的90℃三氯苯溶解析出物质量分数为53～57％。本专利技术中，90℃三氯苯溶解析出物质量分数(HTA)可以通过结晶分析分级(CRYSTAF)方法测定，即在150℃下将本专利技术的可交联聚乙烯组合物作为样品溶于1,2,4-三氯苯中(1～2mg/mL)1h，并在110℃下稳定45min。然后以0.5℃/min的冷却速度将样品温度由110℃降到35℃，然后恒温30min，继续以1℃/min的升温速率将样品淋洗。降温过程中将溶液过滤取样，使用红外检测器测定样品中可溶部分的含量，得到在不同温度下可溶部分的含量得到在不同温度下可溶部分的含量，微分处理后得到归一化的不溶物含量，即CRYSTAF曲线90℃以上的积分面积百分数作为90℃三氯苯溶解析出物质量分数(HTA)。同样类似方法定义CRYSTAF曲线50℃以上小于90℃的积分面积百分数作为低温三氯苯溶解析出物质量分数(LTA)。根据本专利技术，优选情况下，所述聚乙烯可以包括线性低密度聚乙烯(LLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。根据本专利技术，优选情况下，所述组合物还可以含有交联剂和交联助剂。根据本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可交联聚乙烯组合物，该组合物含有聚乙烯，其特征在于，该组合物的90℃三氯苯溶解析出物质量分数为49～83％；该组合物经180～200℃加热10～20min进行交联所得产物的凝胶含量小于20重量％。
【技术特征摘要】
1.一种可交联聚乙烯组合物，该组合物含有聚乙烯，其特征在于，该组合物的90℃三氯苯溶解析出物质量分数为49～83％；该组合物经180～200℃加热10～20min进行交联所得产物的凝胶含量小于20重量％。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述聚乙烯包括线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯；优选地，所述组合物还含有交联剂和交联助剂。3.根据权利要求2所述的组合物，其中，以100重量份的所述聚乙烯为基准，所述组合物含有25～55重量份的线性低密度聚乙烯，45～75重量份的高密度聚乙烯，0.01～0.03重量份的交联剂和0.05～1.2重量份的交联助剂。4.根据权利要求2或3所述的组合物，其中，所述线性低密度聚乙烯的密度为0.91～0.925g/cm3，熔融指数为1～5g/10min；所述高密度聚乙烯的密度为0.94～0.96g/cm3，熔融指数为5～10g/10min；所述交联剂在所述组合物中提供的有效氧含量为10～100质量ppm。5.根据权利要求4所述的组合物，其中，所述高密度聚乙烯的熔融指数大于所述线性低密度聚乙烯的熔融指数。6.根据权利要求2-4中任意一项所述的组合物，其中，所述交联剂选自2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧基-3-己炔、过氧化二异丙苯、过氧化叔丁基异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷、3,3,5,7,7-五甲基-1,2,4-三氧庚环和1,4-双叔丁基过氧化异丙基苯中的一种或多种。7.根据权利要求2-4中任意一项所述的组合物，其中，所述交联助剂选自烯丙基类有机化合物；优选为三烯丙基氰脲酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。8.一种交联聚乙烯，其特征在于，所述交联聚乙烯的凝胶含量小于20重量％；所述交联聚乙烯的90℃三氯苯溶解析出物质量分数为55～85％；所述交联聚乙烯的缺口冲击性能...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈学连，梁文斌，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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