硅烷交联聚乙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及有机化学领域，原料组成以重量百分比计包括：母料：熔融指数范围在２～５ｇ／１０ｍｍ之间的高密度聚乙烯树脂９５％～９８％、酚类抗氧剂１％～４％、有机氟类润滑剂０．１％～１％、硬脂酸酰胺类润滑剂０．０１％～０．５％；母液：甲氧基硅烷与乙氧基硅烷中的一种或者两者的混合物９２％～９８％、过氧化物类引发剂２％～８％；Ａ料：熔融指数范围在２～５ｇ／１０ｍｍ之间的高密度聚乙烯树脂６０％～７５％、熔融指数范围在１５～２０ｇ／１０ｍｍ之间的高密度聚乙烯树脂２０％～３５％、前述母液１％～４％、母料１％～４％；Ｂ料：熔融指数范围在２～５ｇ／１０ｍｍ之间的高密度聚乙烯树脂９２％～９８％、金属盐类催化剂１％～３％、酚类抗氧剂０．５％～３％、亚磷酸酯类或者硫代酯类抗氧剂０．５％～３％。本发明专利技术中配方分为三部分，各部分单独生产或配制，最后一起使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机化学领域，具体地说是一种两步法。
技术介绍
我们知道，在建筑内给水管道中，交联聚乙烯管是重要的一个品种。交联聚乙烯管主要用于建筑内的热水管道，比如生活热水管，采暖管，低温地板采暖管等等。目前在我国交联聚乙烯管每年大概有3亿米的市场，由于近几年来我国低温地板采暖发展比较快，因此交联聚乙烯管的生产仍然一直处于上升的状态。我国的交联聚乙烯管生产主要分为硅烷交联聚乙烯管和过氧化物交联聚乙烯管。硅烷交联聚乙烯管为三维立体网状结构，具有比过氧化物交联聚乙烯管更优异的性能，在国外广泛使用。硅烷交联聚乙烯管由于配方比较严格，一直是国内交联聚乙烯管的高端产品。用来生产交联聚乙烯管的材料为硅烷交联聚乙烯，按其在加工成管材时候的方式分为一步法硅烷交联聚乙烯和两步法硅烷交联聚乙烯。两步法硅烷交联聚乙烯分为A料和B料，分别生产，生产管材时A料与B料以相应的比例配合使用。现有的两步法硅烷交联聚乙烯材料流动性能差，表面光亮度及力学性能差，并且生产成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是生产两步法硅烷交联聚乙烯，通过材料选择，配方优化，工艺调整，使材料有适当的流动性能，表面光亮，力学性能优异同时成本较低。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是硅烷交联聚乙烯材料，包括采用熔融指数范围在2～5g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂、酚类抗氧剂、有机氟类润滑剂、硬脂酸酰胺类润滑剂为原料，通过加温混合均匀、挤出、水冷、切粒制备母料，甲氧基硅烷与乙氧基硅烷中的一种或者两者的混合物、过氧化物类引发剂为原料，通过混合均匀制备母液，熔融指数范围在2～5g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂、熔融指数范围在15～20g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂、前述母液、母料为原料，通过加温混合均匀、挤出、水冷、切粒制备A料，熔融指数范围在2～5g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂、金属盐类催化剂、酚类抗氧剂、亚磷酸酯类或者硫代酯类抗氧剂为原料，通过加温混合均匀、挤出、水冷、切粒制备B料，A料与B料混合加温注塑成型；其技术特征是，原料组成以重量百分比计包括母料熔融指数范围在2～5g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂95％～98％、酚类抗氧剂1％～4％、有机氟类润滑剂0.1％～1％、硬脂酸酰胺类润滑剂0.01％～0.5％；母液甲氧基硅烷与乙氧基硅烷中的一种或者两者的混合物92％～98％、过氧化物类引发剂2％～8％；A料熔融指数范围在2～5g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂60％～75％、熔融指数范围在15～20g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂20％～35％、前述母液1％～4％、母料1％～4％；B料熔融指数范围在2～5g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂92％～98％、金属盐类催化剂1％～3％、酚类抗氧剂0.5％～3％、亚磷酸酯类或者硫代酯类抗氧剂0.5％～3％；硅烷交联聚乙烯材料A料94％～96％、B料4％～6％。一种制造前述硅烷交联聚乙烯材料的制备方法，它可以用下述方法得到母液配制将甲氧基硅烷与乙氧基硅烷中的一种或者两者的混合物92％～98％和过氧化物类引发剂2％～8％搅拌2～5分钟，混合均匀，待用；母料生产将熔融指数范围在2～5g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂95％～98％、酚类抗氧剂1％～4％、有机氟类润滑剂0.1％～1％、硬脂酸酰胺类润滑剂0.01％～0.5％高速混合机混合均匀，将混合好的原料加入双螺杆挤出机中共混挤出，共混加工温度为180-220℃，螺杆转速为200-400r/min，产物经过水冷，切粒，待用； A料生产将熔融指数范围在2～5g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂60％～75％、熔融指数范围在15～20g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂20％～35％、前述母液1％～4％、母料1％～4％高速混合机中混合均匀，加入双螺杆挤出机中共混挤出，共混加工温度为180-220℃，螺杆转速为200-400r/min，产物经过水冷，切粒；B料生产熔融指数范围在2～5g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂92％～98％、金属盐类催化剂1％～3％、酚类抗氧剂0.5％～3％、亚磷酸酯类或者硫代酯类抗氧剂0.5％～3％高速混合机中混合均匀，加入双螺杆挤出机中共混挤出，共混加工温度为180-210℃，螺杆转速为200-400r/min，产物经过水冷，切粒；硅烷交联聚乙烯材料将前述生产出的A料和B料按照A料94％～96％、B料4％～6％的比例混合均匀，然后在注塑机上加温注塑成型。本专利技术具有较高的交联度、优良的力学性能及良好的加工性能，并且生产成本低表面光亮度好。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述实施例一1.原材料干燥聚乙烯(PE)80-90℃干燥4小时，水分含量保证在0.02％以下。2.母液配制将95千克的甲氧基硅烷，如乙烯基三甲氧基硅烷，5千克的过氧化物类引发剂，如过氧化苯甲酰，搅拌2分钟，混合均匀，待用。3.母料生产将96千克熔融指数范围在2～5g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂、1.377千克的酚类抗氧剂，如β-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸十八碳醇酯等、0.2千克的有机氟类润滑剂，如有机氟类润滑剂PPA-FX5911等，和0.03千克的硬脂酸酰胺类润滑剂，如乙撑双硬脂酸酰胺(EBS)，高速混合机混合均匀，将混合好的原料加入双螺杆挤出机中共混挤出。共混加工温度为180-220℃，螺杆转速为200-400r/min，产物经过水冷，切粒，待用。4.A料生产将70千克熔融指数范围在2～5g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂、23千克的熔融指数范围在15～20g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂、3.5千克的配制好的母液和3.5千克生产好的母料高速混合机中混合均匀，加入双螺杆挤出机中共混挤出。共混加工温度为180-220℃，螺杆转速为200-400r/min，产物经过水冷，切粒。5.B料生产将95千克熔融指数范围在2～5g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂，1千克的金属盐类有机物等，如有机锡催化剂、1重量分数的酚类抗氧剂，如β-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸十八碳醇酯等和3千克的亚磷酸酯类抗氧剂，如亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯，高速混合机中混合均匀，加入双螺杆挤出机中共混挤出。共混加工温度为180-210℃，螺杆转速为200-400r/min，产物经过水冷，切粒。6.将生产出的A料和B料按照95∶5的比例混合均匀，然后在注塑机上注塑成型。注塑压力50-80Mpa，料筒温度190-200℃，模具温度30-50℃，注塑周期20-40s。样条的力学性能按照相关国家标准进行。交联度按照GB/T18474-2001标准进行。测试结果为熔融指数拉伸强度弯曲强度伸长率(％)交联度(％)(g/10min) (MPa) (MPa)1.1521.6 13.7 441.268.8实施例二1.原材料干燥聚乙烯(PE)80-90℃干燥4小时，水分含量保证在0.02％以下。2.母液配制将98重量分数的乙氧基硅烷，如乙烯基三乙氧基硅烷等，2重量分数的过氧化物类引发剂，如过氧化二异丙苯等，搅拌2分钟，混合均匀，待用。3.母料生产将95重量分数的熔融指数范围在2～5g/10mm之间的高密度聚乙烯树脂、3.5重量分数的酚类抗氧剂，如β-(3，5-二叔丁基-4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅烷交联聚乙材料，包括采用熔融指数范围在２～５ｇ／１０ｍｍ之间的高密度聚乙烯树脂、酚类抗氧剂、有机氟类润滑剂、硬脂酸酰胺类润滑剂为原料，通过加温混合均匀、挤出、水冷、切粒制备母料，甲氧基硅烷与乙氧基硅烷中的一种或者两者的混合物、过氧化物类引发剂为原料原料，通过混合均匀制备母液，熔融指数范围在２～５ｇ／１０ｍｍ之间的高密度聚乙烯树脂、熔融指数范围在１５～２０ｇ／１０ｍｍ之间的高密度聚乙烯树脂、前述母液、母料为原料，通过加温混合均匀、挤出、水冷、切粒制备Ａ料，熔融指数范围在２～５ｇ／１０ｍｍ之间的高密度聚乙烯树脂、金属盐类催化剂、酚类抗氧剂、亚磷酸酯类或者硫代酯类抗氧剂为原料，通过加温混合均匀、挤出、水冷、切粒制备Ｂ料，Ａ料与Ｂ料混合加温注塑成型；其技术特征是：原料组成以重量百分比计包括：母料： 熔融指数范围在２～５ｇ／１０ｍｍ之间的高密度聚乙烯树脂９５％～９８％、酚类抗氧剂１％～４％、有机氟类润滑剂０．１％～１％、硬脂酸酰胺类润滑剂０．０１％～０．５％；母液：甲氧基硅烷与乙氧基硅烷中的一种或者两者的混合物９２％～９８％、过 氧化物类引发剂２％～８％；Ａ料：熔融指数范围在２～５ｇ／１０ｍｍ之间的高密度聚乙烯树脂６０％～７５％、熔融指数范围在１５～２０ｇ／１０ｍｍ之间的高密度聚乙烯树脂２０％～３５％、前述母液１％～４％、母料１％～４％；Ｂ料：熔融指 数范围在２～５ｇ／１０ｍｍ之间的高密度聚乙烯树脂９２％～９８％、金属盐类催化剂１％～３％、酚类抗氧剂０．５％～３％、亚磷酸酯类或者硫代酯类抗氧剂０．５％～３％；硅烷交联聚乙烯材料：Ａ料９４％～９６％、Ｂ料４％～６％。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：兰浩，慕卫波，刘涛，刘福平，
申请(专利权)人：威海联桥新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]