本发明涉及一种管材专用交联聚乙烯及其制备工艺，属于聚乙烯材料技术领域。
背景技术：
交联聚乙烯具有独特的分子结构和优异的性能（如耐压强度大、耐热等级高、耐腐蚀性能好，其管材制品在95℃、2.0mpa的条件下使用寿命可达50年），可用于地板采暖、冷暖给水、农业种养殖调温、医药、制冷等领域。交联聚乙烯管材与聚氯乙烯管材和普通聚乙烯管材相比较，交联聚乙烯管材不含增塑剂，不会霉变和滋生细菌；不含有害成分，符合fda标准，可用于饮用水管，耐热性好。
cn201611079014一种聚乙烯交联改性制备管材专用料的方法，具体步骤是：将聚乙烯粒料和阻聚剂701及三种抗氧剂1010、412s、697混合后加入挤出机，将硅烷偶联剂vtms和引发剂dcp通过雾化喷淋方式泵入挤出机，熔体挤出后冷却切粒制得管材专用料a料；将烘干的聚乙烯粒料与二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二正丁基锡及三种抗氧剂1010、412s、697混合后喂入挤出机，经挤出机挤出冷却造粒制得管材专用料b料；将a料b料按比例混合，制得管材专用料。本发明采用添加阻聚剂避免聚乙烯预交联的产生，通过加入dcp、vtms提高了交联度和交联均匀度，防止了凝胶块的产生，选取三种抗氧剂共同作为防老剂体系提升了产品的抗老化性能，提升管材耐环境开裂能力。
cn2010101702380一种硅烷接枝高密度聚乙烯室温交联专用料的制备方法，主要制备工艺为两步法：第一步制备高密度聚乙烯硅烷接枝料(a料)；第二步制备室温交联催化料(b料)。a料组成包括：高密度聚乙烯70-90重量份、载体树脂10-30重量份、不饱和硅烷1-3重量份、引发剂0.05-0.3重量份、抗氧剂0.1-0.5重量份、助交联剂1-3重量份。b料组成包括：高密度聚乙烯70-90重量份、载体树脂10-30重量份、催化剂1-4重量份、助催化剂1-3重量份、抗氧剂0.1-0.5重量份。上述所用原料充分混合经双螺杆挤出机造粒得到a料和b料，专用料由a料和b料按90∶10-95∶5的比例组成。利用该专用料制备的管材，室温下放置72小时后，即可自动完成交联过程，交联度达到65％上。简化了硅烷交联聚乙烯制品在热水中蒸煮的步骤，节约了生产成本、提高了产品交联均匀性以及专用料的储存稳定性。
cn2017100077897一种耐氯过氧化物交联聚乙烯管材及其制备方法，通过添加除酸剂，能完全去除水中的氯离子，避免了水中氯离子对塑料管材的强氧化作用从而降低管材使用寿命；采用两种高密度聚乙烯树脂混合，使两种高密度聚乙烯树脂进行性能互补，充分发挥各自原料的优异特点，能够使管材的交联度和氧化诱导期同时兼顾；本发明的制备方法通过高温、高速生产，快过抗氧剂捕捉自由基的消耗，从而达到高交联度、高抗氯性能的目的；本发明制备的过氧化物交联聚乙烯管材能同时符合国家标准gb/t18992.2-2003和澳洲标准as/nzs2492：2007的要求，具备广阔的应用前景。
现有技术的管材用交联聚乙烯还具有以下技术缺陷：交联度较低，机械抗性不佳，耐候性较弱。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种管材专用交联聚乙烯及其制备工艺，以实现以下发明目的：
提高交联聚乙烯管材的交联度，提高其机械抗性，以及耐候性能。
为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种管材专用交联聚乙烯，原料为：基材树脂125-133份、乙烯基三甲氧基硅烷（a2171）11-13份、引发剂2-3份、三烯丙基异氰脲酸酯0.7-0.8份、季戊四醇硬脂酸酯0.2-0.5份、双十八碳醇酯2.1-2.6份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚1.3-1.5份、甲基氢醌1.7-2.1份、二月桂酸二丁基锡7.5-7.9份、水杨酸己酯0.7-0.9份。
基材树脂：由低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、中密度聚乙烯按照3：1：4混合而成。
引发剂为过氧化二异丙苯与过氧化苯甲酰按照2:1组合的复合引发剂。
上述管材专用交联聚乙烯的制备方法为：
（1）基材混合
将低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、中密度聚乙烯按照3：1：4混合均匀，并引入烘干装置内，在48-50℃条件下烘干2h，出料，获得基材树脂。
（2）反应
将基材树脂、乙烯基三甲氧基硅烷（a2171）、引发剂、三烯丙基异氰脲酸酯、甲基氢醌、二月桂酸二丁基锡、水杨酸己酯混合，在70-73℃条件下搅拌2小时，然后导入双螺杆挤出机中进行高温反应，熔融挤出造粒成型，得到预备料；双螺杆挤出机各部分的温度分别设置为：加料段的温度为90-100℃，压缩段的温度为170-175℃，均化段的温度为140-145℃，机头口模部分的温度为135℃；主机螺杆转速为40-45转/min，造粒直径为4-5mm。
所述引发剂为过氧化二异丙苯与过氧化苯甲酰按照2:1组合的复合引发剂。
（3）挤出管材
将预备料与季戊四醇硬脂酸酯、双十八碳醇酯、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚混合，在90-94℃条件下共混30-35min；然后导入挤出机中，设置机筒温度：1区130-138℃，2区138-150℃，3区150-160℃，4-5区160-170℃，6区170-178℃，7-8区164-168℃。
（3）冷却定型
将挤出的管材经冷却定型，得到交联聚乙烯管材。
采用上述技术方案后，本发明的有益效果如下：
（1）本发明制备的管材的交联度达到78-83%，抗拉强度达到34.8-35.5mpa，低温耐受性能-40℃，高温耐受性能120℃。
（2）本发明制备的管材绝缘性能好，电阻率1010ω•cm；静液压力6mpa、95℃条件下试验2000小时无渗漏无破裂。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1一种管材专用交联聚乙烯
一种管材专用交联聚乙烯，原料为：基材树脂125份、乙烯基三甲氧基硅烷（a2171）11份、引发剂3份、三烯丙基异氰脲酸酯0.7份、季戊四醇硬脂酸酯0.2份、双十八碳醇酯2.1份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚1.5份、甲基氢醌1.7份、二月桂酸二丁基锡7.5份、水杨酸己酯0.7份。
基材树脂：由低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、中密度聚乙烯按照3：1：4混合而成。
引发剂为过氧化二异丙苯与过氧化苯甲酰按照2:1组合的复合引发剂。
上述管材专用交联聚乙烯的制备方法为：
（1）基材混合
将低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、中密度聚乙烯按照3：1：4混合均匀，并引入烘干装置内，在48℃条件下烘干2h，出料，获得基材树脂。
（2）反应
将基材树脂、乙烯基三甲氧基硅烷（a2171）、引发剂、三烯丙基异氰脲酸酯、甲基氢醌、二月桂酸二丁基锡、水杨酸己酯混合，在70℃条件下搅拌2小时，然后导入双螺杆挤出机中进行高温反应，熔融挤出造粒成型，得到预备料；双螺杆挤出机各部分的温度分别设置为：加料段的温度为90℃，压缩段的温度为175℃，均化段的温度为142℃，机头口模部分的温度为135℃；主机螺杆转速为40转/min，造粒直径为5mm。
所述引发剂为过氧化二异丙苯与过氧化苯甲酰按照2:1组合的复合引发剂。
（3）挤出管材
将预备料与季戊四醇硬脂酸酯、双十八碳醇酯、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚混合，在90℃条件下共混30min；然后导入挤出机中，设置机筒温度：1区130-138℃，2区138-150℃，3区150-160℃，4-5区160-170℃，6区170-178℃，7-8区164-168℃。
（3）冷却定型
将挤出的管材经冷却定型，得到交联聚乙烯管材。
实施例2一种管材专用交联聚乙烯
一种管材专用交联聚乙烯，原料为：基材树脂133份、乙烯基三甲氧基硅烷（a2171）13份、引发剂2份、三烯丙基异氰脲酸酯0.8份、季戊四醇硬脂酸酯0.4份、双十八碳醇酯2.4份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚1.3份、甲基氢醌1.9份、二月桂酸二丁基锡7.8份、水杨酸己酯0.9份。
基材树脂：由低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、中密度聚乙烯按照3：1：4混合而成。
引发剂为过氧化二异丙苯与过氧化苯甲酰按照2:1组合的复合引发剂。
上述管材专用交联聚乙烯的制备方法为：
（1）基材混合
将低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、中密度聚乙烯按照3：1：4混合均匀，并引入烘干装置内，在50℃条件下烘干2h，出料，获得基材树脂。
（2）反应
将基材树脂、乙烯基三甲氧基硅烷（a2171）、引发剂、三烯丙基异氰脲酸酯、甲基氢醌、二月桂酸二丁基锡、水杨酸己酯混合，在73℃条件下搅拌2小时，然后导入双螺杆挤出机中进行高温反应，熔融挤出造粒成型，得到预备料；双螺杆挤出机各部分的温度分别设置为：加料段的温度为100℃，压缩段的温度为170℃，均化段的温度为145℃，机头口模部分的温度为135℃；主机螺杆转速为45转/min，造粒直径为4mm。
所述引发剂为过氧化二异丙苯与过氧化苯甲酰按照2:1组合的复合引发剂。
（3）挤出管材
将预备料与季戊四醇硬脂酸酯、双十八碳醇酯、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚混合，在94℃条件下共混35min；然后导入挤出机中，设置机筒温度：1区130-138℃，2区138-150℃，3区150-160℃，4-5区160-170℃，6区170-178℃，7-8区164-168℃。
（3）冷却定型
将挤出的管材经冷却定型，得到交联聚乙烯管材。
对比例1
一种管材专用交联聚乙烯，原料为：基材树脂133份、乙烯基三甲氧基硅烷（a2171）13份、引发剂2份、三烯丙基异氰脲酸酯0.8份、季戊四醇硬脂酸酯0.4份、双十八碳醇酯2.4份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚1.3份、甲基氢醌1.9份、二月桂酸二丁基锡7.8份、水杨酸己酯0.9份。
基材树脂：由低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、中密度聚乙烯按照3：1：4混合而成。
引发剂为过氧化二异丙苯。
上述管材专用交联聚乙烯的制备方法为：
（1）基材混合
将低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、中密度聚乙烯按照3：1：4混合均匀，并引入烘干装置内，在50℃条件下烘干2h，出料，获得基材树脂。
（2）反应
将基材树脂、乙烯基三甲氧基硅烷（a2171）、引发剂、三烯丙基异氰脲酸酯、甲基氢醌、二月桂酸二丁基锡、水杨酸己酯混合，在73℃条件下搅拌2小时，然后导入双螺杆挤出机中进行高温反应，熔融挤出造粒成型，得到预备料；双螺杆挤出机各部分的温度分别设置为：加料段的温度为100℃，压缩段的温度为170℃，均化段的温度为145℃，机头口模部分的温度为135℃；主机螺杆转速为45转/min，造粒直径为4mm。
所述引发剂为过氧化二异丙苯。
（3）挤出管材
将预备料与季戊四醇硬脂酸酯、双十八碳醇酯、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚混合，在94℃条件下共混35min；然后导入挤出机中，设置机筒温度：1区130-138℃，2区138-150℃，3区150-160℃，4-5区160-170℃，6区170-178℃，7-8区164-168℃。
（3）冷却定型
将挤出的管材经冷却定型，得到交联聚乙烯管材。
对比例2
一种管材专用交联聚乙烯，原料为：基材树脂133份、乙烯基三甲氧基硅烷（a2171）13份、引发剂2份、三烯丙基异氰脲酸酯0.8份、季戊四醇硬脂酸酯0.4份、双十八碳醇酯2.4份、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚1.3份、甲基氢醌1.9份、二月桂酸二丁基锡7.8份、水杨酸己酯0.9份。
基材树脂为低密度聚乙烯。
引发剂为过氧化二异丙苯。
上述管材专用交联聚乙烯的制备方法为：
（1）基材混合
将低密度聚乙烯引入烘干装置内，在50℃条件下烘干2h，出料，获得基材树脂。
（2）反应
将基材树脂、乙烯基三甲氧基硅烷（a2171）、引发剂、三烯丙基异氰脲酸酯、甲基氢醌、二月桂酸二丁基锡、水杨酸己酯混合，在73℃条件下搅拌2小时，然后导入双螺杆挤出机中进行高温反应，熔融挤出造粒成型，得到预备料；双螺杆挤出机各部分的温度分别设置为：加料段的温度为100℃，压缩段的温度为170℃，均化段的温度为145℃，机头口模部分的温度为135℃；主机螺杆转速为45转/min，造粒直径为4mm。
所述引发剂为过氧化二异丙苯。
（3）挤出管材
将预备料与季戊四醇硬脂酸酯、双十八碳醇酯、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚混合，在94℃条件下共混35min；然后导入挤出机中，设置机筒温度：1区130-138℃，2区138-150℃，3区150-160℃，4-5区160-170℃，6区170-178℃，7-8区164-168℃。
（3）冷却定型
将挤出的管材经冷却定型，得到交联聚乙烯管材。
采用实施例1-2以及对比例1-2的技术方案制备出的内径3cm厚度2mm交联聚乙烯管材，经测试，性能指标如下：
由上表可见，本发明内径3cm厚度2mm交联聚乙烯管材的交联度达到78-83%，抗拉强度达到34.8-35.5mpa，低温耐受性能-40℃，高温耐受性能120℃。
经检测，本发明制备的内径3cm厚度2mm交联聚乙烯管材绝缘性能好，电阻率1010ω•cm；静液压力6mpa、95℃条件下试验2000小时无渗漏无破裂。
除非特殊说明，本发明所述的比例均为质量比例，所述的百分数，均为质量百分数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。