专利名称：提高固相一步法生产硅烷交联聚乙烯效率的方法
技术领域：
本发明涉及一种固相一步法生产硅烷交联聚乙烯的方法
背景技术：
固相一步法生产硅烷交联聚乙烯的原理是将聚乙烯、硅烷、引发剂、催化剂、抗氧 剂等通过高速混合机混合均勻后打包得到产品。产品再由电缆厂在挤出机的后半段熔融均 化，并进行接枝，挤出成型后在水分子参与的条件下完成最后的交联。传统的一步法将所有原料一次性投入高速混合机中混合后即打包得产品，此法造 成硅烷在聚乙烯中的吸收速度太慢，导致生产效率不高，产量替补上去；而且硅烷、引发剂、 催化剂在一起高速混合的过程会聚乙烯提前出现预交联的情况，导致产品性能下降，储存 周期缩短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高固相一步法生产硅烷交联聚乙烯效率的方法，以 克服现有技术的上述缺陷。本发明的方法，包括如下步骤(1)将聚乙烯粒子置于混合机中打磨，混合机转速为1500 3000rpm，温度为 10 30°C，打磨时间为1 10分钟，获得打磨好的聚乙烯粒子；所述混合机，包括壳体、设置在壳体中的搅拌装置和设置在壳体内壁的折流板，所 述混合机中，设有2 4片折流板；进一步，所述折流板的表面设有凹槽和孔洞；最优选的，混合机设有3片表面有条形凹槽和3个菱形孔洞的折流板，转速为 2000rpm,温度30°C，混合时间8s采用上述结构的混合机，可加强聚乙烯粒子与折流板的摩擦，使得原本光滑的粒 子表面变得粗糙，增加其比表面积以达到加快吸收硅烷的目的；(2)将打磨好的聚乙烯粒子与复配硅烷混合，获得聚乙烯粒子与复配硅烷的混合 物；所述复配硅烷由如下重量份数的组分组成硅烷偶联剂100份，引发剂1 10份;将引发剂和硅烷偶联剂混合，即可获得复配硅烷所述引发剂选自过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化二苯甲酰(BPO)或过氧化苯甲酸 叔丁酯(TBPB)中的一种以上；所述硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲氧乙 氧基硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷或乙烯基二乙氧基甲烷中的一种以上；(3)将聚乙烯树脂、催化剂和抗氧剂混合，获得含催化剂的母粒；重量份数为聚乙烯树脂100份，催化剂0. 5 5份，抗氧剂0. 1 1份；
所述的催化剂为盐酸、硫酸、硫酸、草酸、醋酸、苯磺酸、萘磺酸、烷基磺酸、苯甲酸、 烷基苯磺酸或月桂酸与锡的化合物中的一种以上；优选的为十二烷基苯磺酸；所述的抗氧剂为1098 (N，N' _1，6_亚己基-双[3_ (3，5_ 二叔丁基_4_羟基苯基) 丙酰胺)、300(4，4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚))、1010(四(3-(3'，5' - 二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯)、168(亚磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯)、双酚A 或DLTP (硫代二丙酸二月桂酯)中的一种以上。(4)将含催化剂的母粒与步骤( 所述的混合物，置于混合机中混合分散获得产
品；所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯及 超低密度聚乙烯中的一种以上；高密度聚乙烯的密度为0. 941 0. 965g/cm3,低密度聚乙烯的密度为0. 910 0. 925g/cm3，，超低密度聚乙烯的密度为低于0. 910g/cm3 ；各个组分的重量份数为聚乙烯100份，含催化剂的母粒3 8份，复配硅烷0. 1 1份；优选的，各个组分的重量份数为聚乙烯100份，含催化剂的母粒5份，复配硅烷0. 21份；需要说明的是，上述的组分配比，均为本领域常规的配比，在相关的手册上均有详 细的报道，本发明的实质改进在于，细化了工艺，改进了混合机的结构。本发明通过细化工艺，改进混合机的结构，达到提高固相一步法生产硅烷交联聚 乙烯的生产效率的目的，并延长了储存周期。
图1为混合机结构示意图。图2为折流板机结构示意图。
具体实施例方式参见图1和图2，所述混合机，包括壳体1、设置在壳体1中的搅拌装置2和设置在 壳体1内壁的折流板3，折流板的数量为2 4片，优选的，所述折流板的表面设有凹槽4和 孔洞5 ；最优选的，折流板为3片，表面有条形凹槽和3个菱形孔洞。实施例1(对比实施例)各原料组分重量配方为低密度聚乙烯树脂100KG ；乙烯基三甲氧基硅烷0. 2KG ；DCPO. 01KG。催化剂母粒原料配比为低密度聚乙烯树脂100KG ；十二烷基苯磺酸0. 5KG ；抗氧剂(1010)0. 5KG。低密度聚乙烯树脂的0. 918g/cm3。将所有原料投入常规的混合机中，混合后物料放入料仓打包。实施例2各原料组分重量配方为低密度聚乙烯树脂100KG ；乙烯基三甲氧基硅烷0. 2KG ；DCPO. 01KG。
催化剂母粒原料配比为低密度聚乙烯树脂100KG ；烷基苯磺酸0. 5KG ；抗氧剂(1010)0. 5KG。混合机采用图1的结构，换装3片同例1的没有凹槽或者孔洞的折流板，制备方 法(1)将聚乙烯粒子置于混合机中打磨，混合机转速为1500rpm，温度为30°C，打磨 时间为8分钟，获得打磨好的聚乙烯粒子；(2)将打磨好的聚乙烯粒子与复配硅烷混合，获得聚乙烯粒子与复配硅烷的混合 物；将聚乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷引发剂和DCP混合，即可获得复配硅烷(3)将聚乙烯树脂、十二烷基苯磺酸和抗氧剂(1010)混合，获得含催化剂的母粒；(4)将含催化剂的母粒与步骤( 所述的混合物，置于混合机中混合分散获得产
ρ
BFI ；实施例3各原料组分重量配方为低密度聚乙烯树脂100KG ；乙烯基三甲氧基硅烷0. 2KG ； DCPO. OlKG0催化剂母粒原料配比为低密度聚乙烯树脂100KG ；十二烷基苯磺酸0. 5KG ；抗氧 剂(1010)0. 5KG。混合机I换装3片表面有条形凹槽的折流板，如图1和图2，设定转速1500rpm，温 度30°C，混合时间8s。制备方法同实施例2。实施例4各原料组分重量配方为低密度聚乙烯树脂100KG ；乙烯基三甲氧基硅烷0. 2KG ；DCPO. 01KG。催化剂母粒原料配比为低密度聚乙烯树脂100KG ；十二烷基苯磺酸0. 5KG ；抗氧剂(1010)0. 5KG。混合机换装3片表面有条形凹槽和3个菱形孔洞的折流板，设定转速1500rpm，温 度30°C，混合时间8s。制备方法同实施例2实施例5各原料组分重量配方为低密度聚乙烯树脂100KG ；乙烯基三甲氧基硅烷0. 2KG ；DCPO. 01KG。催化剂母粒原料配比为低密度聚乙烯树脂100KG ；十二烷基苯磺酸0. 5KG ；抗氧剂(1010)0. 5KG。混合机换装3片表面有条形凹槽和3个菱形孔洞的折流板，设定转速2000rpm，温 度30°C，混合时间8s。制备方法同实施例2。实施例6对实施例1 5的产品采用如下的方法进行评价聚乙烯树脂吸收硅烷的速度通过对成品的平行双螺杆挤出喂料机的校量数据对 比得出，因为如果硅烷吸收不充分，树脂的表面则由于硅烷的存在而显得比较滑腻，在挤出喂料的过程容易滑移，造成在相同的时间内，同样的螺杆转速下挤出的物料重量有所不同。 下表为例1 例5成品放置不同时间下在长径比为35、螺杆转速为20rpm的30#平行双螺 杆喂料机上挤出IOmin的重量(单位KG)。
权利要求
1.提高固相一步法生产硅烷交联聚乙烯效率的方法，其特征在于，包括如下步骤(1)将聚乙烯粒子置于混合机中打磨，获得打磨好的聚乙烯粒子；所述混合机中，设有2 4片折流板；(2)将打磨好的聚乙烯粒子与复配硅烷混合，获得聚乙烯粒子与复配硅烷的混合物；(3)将聚乙烯树脂、催化剂和抗氧剂混合，获得含催化剂的母粒；(4)将含催化剂的母粒与步骤( 所述的混合物，置于混合机中混合分散获得产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，混合机转速为1500 3000rpm，温度为10 30°C，打磨时间为1 10分钟。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述折流板的表面设有凹槽和孔洞。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，混合机设有3片表面有条形凹槽和3个菱 形孔洞的折流板，转速为2000rpm，温度30°C，混合时间8s。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复配硅烷由如下重量份数的组分组 成硅烷偶联剂100份，引发剂1 10份;将引发剂和硅烷偶联剂混合，即可获得复配硅烷所述引发剂选自过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化二苯甲酰(BPO)或过氧化苯甲酸叔丁 酯(TBPB)中的一种以上；所述硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲氧乙氧基 硅烷、乙烯基二甲氧基硅烷或乙烯基二乙氧基甲烷中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，含催化剂的母粒的重量份数为聚乙烯树脂100份，催化剂0. 5 5份，抗氧剂0. 1 1份；所述的催化剂为盐酸、硫酸、硫酸、草酸、醋酸、苯磺酸、萘磺酸、烷基磺酸、苯甲酸、烷基 苯磺酸或月桂酸与锡的化合物中的一种以上；优选的为十二烷基苯磺酸；所述的抗氧剂为1098(N，N' -1，6-亚己基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙 酰胺)、300(4，4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚))、1010(四(3-(3'，5' - 二叔丁 基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯)、168(亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯)、双酚A 或DLTP (硫代二丙酸二月桂酯)中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙 烯、线性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯或超低密度聚乙烯中的一种以上。
8.根据权利要求1 7任一项所述的方法，其特征在于，各个组分的重量份数为聚乙 烯100份，含催化剂的母粒3 8份，复配硅烷0. 1 1份。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，优选的，各个组分的重量份数为聚乙烯 100份，含催化剂的母粒5份，复配硅烷0. 21份。
全文摘要
本发明提供了一种提高固相一步法生产硅烷交联聚乙烯效率的方法，包括如下步骤(1)将聚乙烯粒子置于混合机中打磨，获得打磨好的聚乙烯粒子；所述混合机中，设有2～4片折流板；(2)将打磨好的聚乙烯粒子与复配硅烷混合，获得聚乙烯粒子与复配硅烷的混合物；(3)将聚乙烯树脂、催化剂和抗氧剂混合，获得含催化剂的母粒；(4)将含催化剂的母粒与步骤(2)所述的混合物，置于混合机中混合分散获得产品。本发明通过细化工艺，改进混合机的结构，达到提高固相一步法生产硅烷交联聚乙烯的生产效率的目的，并延长了储存周期。
文档编号C08J3/22GK102101904SQ20091020044
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者徐永卫, 欧阳观林, 王芹, 穆肖斌, 邱汉亮, 龚华 申请人:上海新上化高分子材料有限公司