【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料合成，具体涉及到一种高温可陶瓷化的聚烯烃树脂及其制备方法。
技术介绍
1、陶瓷化聚合物是近年来出现的一种新型防火材料，该种在常温下能够保持高分子材料良好的柔性、物理机械性能及电绝缘性能，当遇到明火或处于高温环境时，这种复合材料能转变为具有自支撑性的陶瓷体，从而阻止火焰向材料内部蔓延，隔火隔热，达到防火目的。陶瓷化聚合物具有广阔的应用前景，特别是用作电线电缆的绝缘耐火材料时，可在火灾发生过程中保持电路的畅通，避免电线短路，防止人员触电，尽可能减少人身伤害和财产损失。
2、有机硅材料主链为连续的-si-o-结构，具有卓越的耐高温与耐低温性，良好的耐老化性，优良的电绝缘性和化学稳定性，燃烧时热释放速率低，燃烧产物为凝聚相的二氧化硅，并且无熔滴，在防火阻燃方面的应用具有先天的优势。目前国内外关于陶瓷化聚合物的研究主要集中于陶瓷化硅橡胶复合材料，并且已经有比较成熟的产品投入市场，应用在电线电缆、密封胶、发泡硅橡胶等领域，但过高的成本限制了其应用。而聚烯烃材料由于原料丰富，价格低廉，容易加工成型，综合性能优良，因此是一类产量最大，应用十分广泛的高分子材料。为此，研究人员和工程师尝试开发可瓷化的聚烯烃。
3、现有高温可陶瓷化的聚烯烃大多采用熔点较低的玻璃粉和硼化合物作为成瓷助熔剂，这类聚烯烃材料只利用在高温下可熔融的填料来实现陶瓷化的效果，实际的防火效果较差。主要有两点原因：一是矿物填料熔融会导致体积收缩，形成的陶瓷无法完全覆盖线缆，而且容易出现缝隙和缺陷；二是这类矿物填料对于温度具有高度的选择
4、聚烯烃材料的主链为-ch2-，燃烧后的分解产物为二氧化碳和水，并不具备陶瓷化的条件。研究人员和工程师尝试通过共混改性的方法，将有机硅材料和高分子材料混合在一起，达到增加热解残重，提高阻燃防火性能的目的。但有机硅材料因其极低的表面能，对高分子材料的相容性较差，通过简单的物理共混难以实现两种物质的混合，通常有机硅材料的添加量都在2％以内。因此聚烯烃材料陶瓷化方面的研究和应用并无实质性的进展。
5、解决该问题应从聚合物分子结构设计上着手，制备一种具有有机硅基团或者结构单元的碳主链聚合物。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种高温可陶瓷化的聚烯烃树脂及其制备方法，该聚烯烃树脂以-ch2-为主链，侧链为有机硅烷，在高温下可裂解转变为坚硬而致密的陶瓷保护层，从而增加燃烧产物的残重，提高聚烯烃材料的阻燃以及防火性能，从分子层面上有效解决了聚烯烃材料与有机硅材料相容性差的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高温可陶瓷化的聚烯烃树脂，包括以下重量份的组分：含硅乙烯基单体10-50份、烯类单体0-40份和稀释剂30-70份。
3、进一步，上述高温可陶瓷化的聚烯烃树脂，包括以下重量份的组分：含硅乙烯基单体30份、烯类单体10份和稀释剂60份。
4、进一步，上述含硅乙烯基单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
5、进一步，上述烯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、乙烯基苯和二乙烯基苯中的至少一种。
6、进一步，上述稀释剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇和苯甲醇中的至少一种。
7、进一步，上述高温可陶瓷化的聚烯烃树脂的制备方法，包括以下步骤：
8、s1、将含硅乙烯基单体、烯类单体和稀释剂混合均匀，得反应溶液；
9、s2、利用高能射线对步骤s1所得反应溶液进行辐照，真空干燥，除去稀释剂，得高温可陶瓷化的聚烯烃树脂。
10、采取上述进一步方案的有益效果是：采取高能射线辐照从而引发聚合反应。
11、进一步，步骤s2中，高能射线为α射线、β射线、γ射线、x射线和电子束中的一种。
12、进一步，上述高能射线的辐射剂量为20-100kgy。
13、进一步，于50-70℃的温度下，负0.08-负0.1mpa的真空条件下进行干燥。
14、采取上述进一步方案的有益效果是：通过控制辐射剂量和其他工艺条件，调控聚烯烃材料的分子量，以适应不同的应用需求。
15、综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
16、1、乙烯类单体的聚合反应通常要求较高的温度和压力，并且需要加入引发剂和催化剂，反应条件较为苛刻，本专利技术采用辐射聚合的方法来实现聚烯烃材料的合成。其主要有点在于：(1)生成的聚合物更加纯净，没有引发剂或催化剂的残留；(2)聚合反应易于控制；(3)可在常温或低温下进行，引发的活化能接近于零；(4)生成产物的分子量和分子量分布可用剂量率等聚合条件加以控制。
17、2、本专利技术通过分子结构设计，可制备出不同官能化、不同水解度、不同硅含量的聚烯烃树脂，以适应多种用途的需求。
18、3、通过本专利技术所提供的方法制得的高温可陶瓷化的聚烯烃树脂，其分子结构中的有机硅烷部分具有可水解的特性，水解后可继续交联成网络型的硅树脂，可提高材料的憎水性和强度，经高温条件裂解后，可转变为坚硬、致密的陶瓷保护层，起到增加燃烧残重，提高阻燃防火性的作用。
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1.一种高温可陶瓷化的聚烯烃树脂，其特征在于，包括以下重量组分：含硅乙烯基单体10-50份、烯类单体0-40份和稀释剂30-70份。
2.如权利要求1所述的高温可陶瓷化的聚烯烃树脂，其特征在于，包括以下重量组分：含硅乙烯基单体30份、烯类单体10份和稀释剂60份。
3.如权利要求1或2所述的高温可陶瓷化的聚烯烃树脂，其特征在于，所述含硅乙烯基单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
4.如权利要求1或2所述的高温可陶瓷化的聚烯烃树脂，其特征在于，所述烯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、乙烯基苯和二乙烯基苯中的至少一种。
5.如权
6.权利要求1-5任一项所述的高温可陶瓷化的聚烯烃树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的高温可陶瓷化的聚烯烃树脂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述高能射线为α射线、β射线、γ射线、x射线和电子束中的一种。
8.如权利要求6或7所述的高温可陶瓷化的聚烯烃树脂的制备方法，其特征在于，所述高能射线的辐射剂量为20-100kGy。
9.如权利要求6所述的高温可陶瓷化的聚烯烃树脂的制备方法，其特征在于，步骤S2中，于50-70℃的温度下，负0.08-负0.1Mpa的真空条件下进行干燥。
...【技术特征摘要】
1.一种高温可陶瓷化的聚烯烃树脂，其特征在于，包括以下重量组分：含硅乙烯基单体10-50份、烯类单体0-40份和稀释剂30-70份。
2.如权利要求1所述的高温可陶瓷化的聚烯烃树脂，其特征在于，包括以下重量组分：含硅乙烯基单体30份、烯类单体10份和稀释剂60份。
3.如权利要求1或2所述的高温可陶瓷化的聚烯烃树脂，其特征在于，所述含硅乙烯基单体为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
4.如权利要求1或2所述的高温可陶瓷化的聚烯烃树脂，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘思阳，彭朝荣，倪茂君，张婧，王静霞，杜浩田，陈屿恒，先丽，
申请(专利权)人：四川省原子能研究院，
类型：发明
国别省市：
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