可交联聚乙烯组合物及其应用、交联聚乙烯及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及聚烯烃领域，公开了一种可交联聚乙烯组合物及其应用、交联聚乙烯及其制备方法与应用。所述组合物包括聚乙烯、过氧化物交联剂和助交联剂；相对于100重量份的聚乙烯，所述过氧化物交联剂的用量为0.05

Crosslinkable polyethylene composition and its application, crosslinkable polyethylene and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
可交联聚乙烯组合物及其应用、交联聚乙烯及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及聚烯烃领域，具体涉及一种可交联聚乙烯组合物及其应用、交联聚乙烯及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]相对于非交联聚乙烯，交联聚乙烯具有优异的力学性能、耐环境开裂性能和耐高温蠕变性能，这主要是归因于线性的热塑的聚乙烯大分子链交联后转变为网状的热固性的大分子材料。交联聚乙烯制品的性能除了与聚乙烯的结构、成型工艺有关之外，交联程度是影响交联聚乙烯制品性能的主要因素。交联聚乙烯的交联程度越高，交联网络的越完善，制品耐环境应力开裂和耐高温蠕变等性能越好。
[0003]交联聚乙烯制品在使用过程中通常会经历低温和高温使用环境，在使用过程中环境对制品性能产生重大影响。通常样品在低温环境应用下会脆化，样品冲击性能变差；而样品高温使用环境过程中由于升温样品软化，因此会发生明显蠕变。因此提高样品在低温下的冲击性能以及降低样品在高温下的蠕变形变率非常重要。目前我国北方大部以及南方冬季温度多在零下20℃以上，因此低温零下20℃的冲击性能是表征样品抗冲击的重要指标。
[0004]在交联聚乙烯的制备过程中，在制备高交联样品过程中，为了提高样品交联度主要采取的方法是添加更多的交联剂或者添加部分少量助交联剂，其中添加助交联剂因效率高，用量少，因此应用较为广泛。目前广泛使用的是(甲基)丙烯酸酯基、烯丙基的有机物、马来酰亚胺基等助交联剂。
[0005]CN104334630A公开了一种加工性能改善的交联聚乙烯组合物，包括：100份(重量)聚乙烯、0.03
‑
5份(重量)交联剂、0.03
‑
5份(重量)交联促进剂、和0.01
‑
1.5份(重量)游离基抑制剂。交联剂为过氧化物交联剂；交联促进剂为含马来酰亚胺基、(甲基)丙烯酸酯基、和/或烯丙基的有机物，和/或乙烯基含量高于50％的聚合物；游离基抑制剂为有机抗氧化剂、氢醌、和/或取代的氢醌。
[0006]CN106336568A公开了一种交联聚乙烯组合物，该交联聚乙烯的90℃三氯苯溶解析出物质量分数为50
‑
85％；以该交联聚乙烯的总量为基准，该交联聚乙烯的凝胶含量为20
‑
70重量％。该组合物同样包含丙烯酸酯基和/或烯丙基类常用助交联剂。
[0007]CN106977804A公开一种过氧化物交联聚乙烯及其生产工艺，包括以下含量(wt％)的组分：聚乙烯：77.5
‑
97.8％；多孔吸附材料：1
‑
10％；相容剂：0.5
‑
5％；抗氧剂：0.3
‑
0.5％；助交联剂：0.1
‑
3％；润滑剂：0.2
‑
1％；交联剂：0.1
‑
3％。其主要通过多孔性的无机颗粒来改善交联聚乙烯的熔融等加工性能。该组合物同样采用丙烯酸酯基和/或烯丙基类常用助交联剂(如聚三烯丙基异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、氢过氧化异丙苯)。
[0008]上述现有技术中，均以丙烯酸酯基和/或烯丙基类化合物作为可交联聚乙烯的助交联剂，然而，上述助交联剂的刺激性较大，使得制得的交联聚乙烯制品气味较大，并且制
得交联聚乙烯制备的耐高温蠕变性能、交联程度和零下20℃缺口冲击性能无法满足实际需求。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的交联聚乙烯制备气味大以及耐高温蠕变性能、交联程度和零下20℃缺口冲击性能低的问题，提供一种可交联聚乙烯组合物及其应用、交联聚乙烯及其制备方法与应用，该可交联聚乙烯组合物包含过氧化物交联剂和式I所示的助交联剂，由此能够显著提高组合物的耐高温蠕变性能、交联程度和零下20℃缺口冲击性能，并显著降低由该组合物制得的交联聚乙烯制品的气味。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种可交联聚乙烯组合物，其特征在于，所述组合物包括聚乙烯、过氧化物交联剂和助交联剂；
[0011]相对于100重量份的聚乙烯，所述过氧化物交联剂的用量为0.05
‑
2重量份；所述助交联剂的用量为0.05
‑
2重量份；
[0012]所述助交联剂具有式I所示结构，
[0013]R
n1
R
2(6
‑
n)
Si2O
ꢀꢀ
式I；
[0014]其中，式I中，R1为C2
‑
C5的烯基，R2为甲基、乙基、甲氧基或乙氧基，n为1
‑
8的整数。
[0015]本专利技术第二方面提供一种交联聚乙烯的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0016]S1、将可交联聚乙烯组合物进行混合后，经双螺杆挤出机进行熔融挤出加工，得到可交联聚乙烯组合物A；
[0017]S2、将所述可交联聚乙烯组合物A经热压成型、降温至室温后得到交联聚乙烯；
[0018]其中，所述可交联聚乙烯组合物为上述可交联聚乙烯组合物。
[0019]本专利技术第三方面提供一种由上述方法制得的交联聚乙烯。
[0020]本专利技术第四方面提供一种上述可交联聚乙烯组合物和交联聚乙烯在耐低温板材、耐低温片材、耐低温管材和耐低温桶中的应用。
[0021]通过上述技术方案，本专利技术所提供的可交联聚乙烯组合物及其应用、交联聚乙烯及其制备方法与应用获得以下有益的技术效果：
[0022]本专利技术所提供的可交联聚乙烯组合物中包含过氧化物交联剂和式I所示的助交联剂，二者能够相互配合，显著提高可交联聚乙烯组合物的交联程度、耐高温蠕变性能、零下20℃缺口冲击强度；与此同时，式I所示的助交联剂无刺激性气味，使得包含该助交联剂的组合物具有低的气味。
[0023]进一步地，由本专利技术所提供的可交联聚乙烯组合物制得的交联聚乙烯制品具有优异的力学性能、耐环境开裂性能、耐高温蠕变性能、零下20℃缺口冲击强度，并具有低的气味，能够应用于冰箱内衬板材、浓硫酸桶等领域。
附图说明
[0024]图1是实施例1
‑
2以及对比例1、对比例3
‑
4所提供的可交联聚乙烯组合物的复合粘度
‑
时间变化图。
具体实施方式
[0025]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。
[0026]本专利技术第一方面提供一种可交联聚乙烯组合物，其特征在于，所述组合物包括聚乙烯、过氧化物交联剂和助交联剂；
[0027]相对于100重量份的聚乙烯，所述过氧化物交联剂的用量为0.05
‑
2重量份；所述助交联剂的用量为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可交联聚乙烯组合物，其特征在于，所述组合物包括聚乙烯、过氧化物交联剂和助交联剂；相对于100重量份的聚乙烯，所述过氧化物交联剂的用量为0.05
‑
2重量份；所述助交联剂的用量为0.05
‑
2重量份；所述助交联剂具有式I所示结构，R
n1
R
2(6
‑
n)
Si2O
ꢀꢀꢀꢀ
式I；其中，式I中，R1为C2
‑
C5的烯基，R2为甲基、乙基、甲氧基或乙氧基，n为1
‑
6的整数。2.根据权利要求1所述的可交联聚乙烯组合物，其中，相对于100重量份的聚乙烯，所述过氧化物交联剂的用量为0.2
‑
1.2重量份；所述助交联剂的用量为0.2
‑
1.5重量份。3.根据权利要求1或2所述的可交联聚乙烯组合物，其中，式I中，R1为C2
‑
C4的烯基，R2为甲基、甲氧基或乙氧基，n为2
‑
6的整数；优选地，式I中，R1为乙烯基，R2为甲基或甲氧基，n为2
‑
4的整数。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的可交联聚乙烯组合物，其中，所述助交联剂选自四甲基二乙烯基二硅氧烷、1,3
‑
二甲氧基
‑
1,3
‑
二甲基
‑
1,3
‑
二乙烯基二硅氧烷、1,1,3,3
‑
四甲基
‑
1,3
‑
二乙烯基二硅氧烷、1,3
‑
二甲基
‑
1,1,3,3
‑
四乙烯二硅氧烷和六乙烯基二硅氧烷中的至少一种。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的可交联聚乙烯组合物，其中，所述过氧化物交联剂选自2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
二叔丁基过氧基
‑3‑
己炔、2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
二(叔丁基过氧基)己烷、双叔丁基过氧化二异丙苯、过氧化二异丙苯和过氧化叔丁基异丙苯中的至少一种。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的可交联聚乙烯组合物，其中，所述聚乙烯选自高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯中的至少一种；...

【专利技术属性】
技术研发人员：任月庆，孙小杰，李亚飞，孙苗苗，陈兰兰，王荣，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：