交联聚乙烯用组合物和交联聚乙烯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及交联聚乙烯制品领域，具体涉及交联聚乙烯用组合物和交联聚乙烯及其制备方法。该组合物含有：待交联聚乙烯、废旧交联聚乙烯、交联剂、交联助剂和添加剂，其中，所述待交联聚乙烯的含量为40‑90重量％，所述废旧交联聚乙烯的含量为10‑55重量％，所述交联剂的含量为0.2‑1.5重量％，所述交联助剂的含量为0.3‑2重量％；所述废旧交联聚乙烯的凝胶含量为20‑60重量％。本发明专利技术为废旧交联聚乙烯提供一种新型的应用途径，既减少环境污染，节约资源，又可以以废旧交联聚乙烯为增韧体系、低成本地制得具有优异的力学性能的交联聚乙烯制品。

Crosslinked polyethylene composition and crosslinked polyethylene and preparation method thereof

The invention relates to the field of cross-linked polyethylene products, in particular to crosslinked polyethylene composition and crosslinked polyethylene and the preparation method thereof. The composition contains: pending polyethylene, waste crosslinked polyethylene, crosslinker, crosslinking agent and additive, in which the content of the pending polyethylene is 40, 90 weight%, the content of the waste crosslinked polyethylene is 10, 55 weight%, the content of the crosslinker is 0.2, 1.5 weight%, and the cross-linking agent is contained. The amount of the waste crosslinked polyethylene is 0.3% 2 weight%, and the gel content of the waste cross-linked polyethylene is 20 60 60%. The invention provides a new application way for waste crosslinked polyethylene. It can reduce environmental pollution, save resources, and use waste crosslinked polyethylene as toughening system and low local production of cross-linked polyethylene with excellent mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
交联聚乙烯用组合物和交联聚乙烯及其制备方法
本专利技术涉及交联聚乙烯制品领域，具体涉及交联聚乙烯用组合物和交联聚乙烯及其制备方法。
技术介绍
交联聚乙烯是由线型分子聚乙烯经过交联形成的具有热固型的三维网状结构的聚乙烯制品。此种热固性塑料物质，遇热不会熔融，也难溶于有机溶剂。通常，交联聚乙烯在化工、建筑、电力、包装等领域都具有广泛的用途，然而在应用过程中不可避免的会产生大量的废旧交联聚乙烯，例如废旧电线电缆、交联滚塑制品。对于废旧交联聚乙烯的处理方法一般是埋掉或做为燃料烧掉，不能再回收利用使之成为新的塑料制品。近年来，国外曾进行过采用高温高压甲醇超临界萃取回收废旧交联聚乙烯的实验方法，但因工艺复杂，成本过高而无实际意义。CN104385485A公开了一种废弃交联聚乙烯回收材料及其回收方法，该方法是先将废弃交联聚乙烯粉碎成0.5-2cm的粒料，然后置于固相力化学反应器中进行碾磨，碾磨过程中控制冷却循环水温为5～30℃，碾磨压力为10～50MPa，碾磨转速10～1000rpm，碾磨次数为5-30次。该方法将废弃交联聚乙烯粉碾磨成粉体，其粒度为100-500目，且通过索氏提取装置测试的凝胶含量＜60％。该方法能够选择性地切断废弃交联聚乙烯中的C—O键和Si—O键，将其三维交联结构的交联键断开，改变其原有的不溶不熔的特性，提高材料的热可塑性和熔融流动性，重新赋予了废弃交联聚乙烯回收材料热塑加工性，使其获得的回收材料能够通过挤出、压延等常规的热塑加工方法制备性能优异的高值化回收材料及制品。该方法主要是利用特定的力化学反应器，多次碾磨，使得废旧交联聚乙烯能够再次具有热可塑性；该方法破坏了废旧交联聚乙烯原本的性质，并没有有效利用废旧交联聚乙烯自身的性能特征。CN102898768B公开了一种利用废弃交联聚乙烯电缆料生产的阻燃热塑性弹性体及其制备方法，按重量份计包含以下组份：废弃交联聚乙烯电缆料200～400份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物300～500份、填充油10～100份、硅烷偶联剂1～20份、膦酸酯阻燃剂100～200份、其他助剂0～10份。该方法利用废弃交联聚乙烯电缆料生产的阻燃热塑性弹性体为废弃交联聚乙烯电缆料的循环利用提供了途径，可以降低成本，减少环境污染，节约资源。所制备的阻燃热塑性弹性体具有优越的阻燃型且其它性能均符合标准。但该方法是以废旧交联聚乙烯为基体加以阻燃剂，改善体系阻燃性能，仅涉及废旧交联聚乙烯利用的一方面，并未公开作为增韧体系用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种从废旧交联聚乙烯低成本地制得具有优异力学性能的交联聚乙烯的交联聚乙烯用组合物和交联聚乙烯及其制备方法。本专利技术的专利技术人研究发现，当选取具有一定凝胶含量的废旧交联聚乙烯与本专利技术的组合物的其他成分配合使用下，能够使得聚乙烯及其共混物交联获得更高力学性能的交联聚乙烯制品，由此完成了本专利技术。由此，本专利技术一方面提供一种交联聚乙烯用组合物，该组合物含有：待交联聚乙烯、废旧交联聚乙烯、交联剂、交联助剂和添加剂，其中，所述待交联聚乙烯的含量为40-90重量％，所述废旧交联聚乙烯的含量为10-55重量％，所述交联剂的含量为0.2-1.5重量％，所述交联助剂的含量为0.3-2重量％；所述废旧交联聚乙烯的凝胶含量为20-60重量％。本专利技术第二方面提供了由上述组合物制得的交联聚乙烯。本专利技术第三方面提供一种交联聚乙烯的制备方法，该方法包括：(1)将第一待交联聚乙烯和废旧交联聚乙烯进行混合并进行第一挤出造粒，得到母粒A；其中，所述废旧交联聚乙烯的凝胶含量为20-60重量％；(2)将第二待交联聚乙烯、交联剂、交联助剂和添加剂进行混合并进行第二挤出造粒，得到母粒B；(3)将母粒A和母粒B混合并进行第三挤出造粒，得到母粒C；(4)将母粒C进行交联成型，得到交联聚乙烯；其中，母粒A和母粒B的用量使得母粒C中，待交联聚乙烯的含量为40-90重量％，所述废旧交联聚乙烯的含量为10-55重量％，所述交联剂的含量为0.2-1.5重量％，所述交联助剂的含量为0.3-2重量％。本专利技术第四方面提供由上述方法制得的交联聚乙烯。本专利技术为废旧交联聚乙烯提供一种新型的应用途径，既减少环境污染，节约资源，又可以以废旧交联聚乙烯为增韧体系、低成本地制得具有优异的力学性能的交联聚乙烯制品。具体实施方式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。本专利技术一方面提供一种交联聚乙烯用组合物，该组合物含有：待交联聚乙烯、废旧交联聚乙烯、交联剂、交联助剂和添加剂，其中，所述待交联聚乙烯的含量为40-90重量％，所述废旧交联聚乙烯的含量为10-55重量％，所述交联剂的含量为0.2-1.5重量％，所述交联助剂的含量为0.3-2重量％；所述废旧交联聚乙烯的凝胶含量为20-60重量％。根据本专利技术，通过采用具有特定凝胶含量的废旧交联聚乙烯用于与本专利技术的组合物中的其他组分配合，能够低成本地制得具有优异的力学性能的交联聚乙烯制品。其中，所述废旧交联聚乙烯的凝胶含量为20-60重量％，为了获得力学性能更为优良的交联聚乙烯制品，优选地，所述废旧交联聚乙烯的凝胶含量为30-60重量％。根据本专利技术，所述废旧交联聚乙烯通常指的是在交联聚乙烯形成具体应用产品时，例如交联聚乙烯滚塑制品、电缆材料而被切割下来的边角料，由此形成的粉体。为了能够促进废旧交联聚乙烯与其他组分的均匀接触，优选地，所述废旧交联聚乙烯为废旧交联聚乙烯粉体，其粒度为30-400目，优选为30-100目。根据本专利技术，尽管本专利技术的组合物可以使得本领域的各种待交联聚乙烯或其共混物进行力学性能有所提高的交联聚乙烯，这样的待交联聚乙烯可以是高密度聚乙烯(密度为0.94-0.97g/cm3)，也可以是低密度聚乙烯(密度为0.92g/cm3至小于0.94g/cm3)，但是本专利技术的组合物更适用于密度为0.92-0.97g/cm3，熔融指数为2-25g/10min。优选地，所述待交联聚乙烯的数均分子量为10,000-40,000。作为这样的待交联聚乙烯例如可以是聚乙烯8007、聚乙烯7042、聚乙烯8320等聚乙烯或其共混物。根据本专利技术，所述待交联聚乙烯的尺寸可以在较宽范围内变动，为了能够与所述废旧交联聚乙烯更好地配合，所述待交联聚乙烯为待交联聚乙烯粉体，其粒度优选为30-400目，优选为30-100目。根据本专利技术，所述组合物中，以所述组合物的总重量为基准下，需要控制所述待交联聚乙烯的含量为40-90重量％，所述废旧交联聚乙烯的含量为10-55重量％，所述交联剂的含量为0.2-1.5重量％，所述交联助剂的含量为0.3-2重量％，这样做不仅可以使得交联更为平稳地进行，而且能够使得废旧交联聚乙烯发挥更好的增韧作用。优选地，所述待交联聚乙烯的含量为45-85重量％，所述废旧交联聚乙烯的含量为15-55重量％，所述交联剂的含量为0.5-1.5重量％，所述交联助剂的含量为0.5-2重量％。更优选地，所述待交联聚乙烯的含量为55-70重量％(优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交联聚乙烯用组合物，其特征在于，该组合物含有：待交联聚乙烯、废旧交联聚乙烯、交联剂、交联助剂和添加剂，其中，所述待交联聚乙烯的含量为40‑90重量％，所述废旧交联聚乙烯的含量为10‑55重量％，所述交联剂的含量为0.2‑1.5重量％，所述交联助剂的含量为0.3‑2重量％；所述废旧交联聚乙烯的凝胶含量为20‑60重量％。

【技术特征摘要】
1.一种交联聚乙烯用组合物，其特征在于，该组合物含有：待交联聚乙烯、废旧交联聚乙烯、交联剂、交联助剂和添加剂，其中，所述待交联聚乙烯的含量为40-90重量％，所述废旧交联聚乙烯的含量为10-55重量％，所述交联剂的含量为0.2-1.5重量％，所述交联助剂的含量为0.3-2重量％；所述废旧交联聚乙烯的凝胶含量为20-60重量％。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述废旧交联聚乙烯的凝胶含量为30-60重量％；优选地，所述废旧交联聚乙烯为粒度为30-400目的废旧交联聚乙烯粉体；优选地，所述待交联聚乙烯的密度为0.92-0.97g/cm3，熔融指数为2-25g/10min；优选地，所述待交联聚乙烯为粒度为30-400目的待交联聚乙烯粉体。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述待交联聚乙烯的含量为45-85重量％，所述废旧交联聚乙烯的含量为15-55重量％，所述交联剂的含量为0.5-1.5重量％，所述交联助剂的含量为0.5-2重量％；优选地，所述待交联聚乙烯的含量为55-70重量％，所述废旧交联聚乙烯的含量为25-45重量％，所述交联剂的含量为0.5-1.5重量％，所述交联助剂的含量为1-1.5重量％。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯、叔丁基过氧化氢、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷、2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化已-3-炔、过氧化二酰基物、过氧化二叔丁基、过氧化二月桂酰、过氧化甲乙酮和过氧化环己酮中的至少一种，所述交联助剂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至少一种。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其中，所述添加剂的含量为0.1-10重量％；优选地，所述添加剂为润滑剂、抗氧剂、聚烯烃弹性体和相容剂中的至少一种；更优选地，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁和硬脂酸中的至少一种；优选地，所述润滑剂的含量为0.1-3重量％；更优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂264和双酚A中的至少一种；优选地，所述抗氧剂的含量为0.1-3重量％；更优选地，所述聚烯烃弹性体为乙烯-C4-8烯烃共聚物、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶和乙烯醋酸乙烯共聚物中的至少一种，优选所述聚烯烃弹性体为三元乙丙共聚物和/或乙烯-辛烯共聚物；优选地，所述聚烯烃弹性体的含量为3-10重量％；更优选地，所述相容剂为马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物；优选地，所述相容剂的含量为1-5重量％。6.一种由权利要求1-5中任意一项所述的组合物制得的交联聚乙烯。7.一种交联聚乙烯的制备方法，其特征在于，该方法包括：(1)将第一待交联聚乙烯和废旧交联聚乙烯进行混合并进行第一挤出造粒，得到母粒A；其中，所述废旧交联聚乙烯的凝胶含量为20-60重量％；(2)将第二待交联聚乙烯、交联剂、交联助剂和添加剂进行混合并进行第二挤出造粒，得到母粒B；(3)将母粒A和母粒B混合并进行第三挤出造粒，得到母粒C；(4)将母粒C进行交联成型，得到交...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙小杰，陈学连，梁文斌，李亚飞，
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