专利名称：一种动态交联改性耐热聚乙烯材料及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种塑胶材料，尤其是涉及一种动态交联改性耐热聚乙烯材料及其制备方法与应用。
背景技术：
交联技术是提高PE性能的一种重要技术。经过交联改性的PE可使其性能得到大幅度的改善，不仅显著提高了 PE的力学性能、耐环境应力开裂性能、耐化学药品腐蚀性能、抗蠕变性和电性能等综合性能，而且非常明显地提高了耐温等级，可使PE的耐热温度从70°C提高到100°C以上，从而大大拓宽了 PE的应用范围。在家居及卫浴行业中会使用到大量的聚乙烯软管，主要有交联聚乙烯(PEX)和耐 热聚乙烯(PE-RT)。但是一般的交联聚乙烯(PEX)材料由于交联度过高，属于热固性材料，无法无法直接回收再利用。同时，由于不能热融粘结，因此影响到交联聚乙烯管的加工应用。而耐热聚乙烯通过特殊的分子链结构，提升了材料的内热温度，还可直接回收利用和热熔粘结。但是由于分子链之间没有形成化学键，因此在高温时，材料的强度较小，无法满足高温高压条件下的使用要求。为了发挥交联聚乙烯材料的优点，人们发明了交联聚乙烯和一般热塑性聚乙烯材料组合而成的复合管，就是把交联聚乙烯作为内管或外观，然后再包覆一层热塑性聚乙烯材料，达到方便加工又保证软管强度的目的。例如中国专利00220438. X就是内层为交联聚乙烯管，在其端部有一外层为热塑性塑料层的塑料管。中国专利02133610. 5公开一种利用交联聚乙烯为内层，耐热聚乙烯为外层的软管技术。但是以上方法，在生产时，必须增加设备投入，同时，软管的壁厚和粘结强度也无法保证。另外，为了保证软管的强度达到交联聚乙烯管的要求,必须增加软管的厚度,使得软管的材料成本和加工成本明显增加。
发明内容
本发明的目的是针对耐热聚乙烯材料的优点，利用动态交联技术，提供一种将一般耐热聚乙烯材料改性成为局部交联的热塑性交联聚乙烯材料，在保证耐热聚乙烯加工优点的同时，使得材料的性能达到甚至超越交联聚乙烯性能的动态交联改性耐热聚乙烯材料及其制备方法与应用。所述动态交联改性耐热聚乙烯材料的原料组成按质量百分比为聚乙烯粉末5% 20%;硅烷偶联剂O. 1% 0· 4% ；有机过氧化物O. 01% 0· 1% ；有机锡0·01% 0·04%;余量为耐热聚乙烯。所述聚乙烯粉末可选自低密度聚乙烯(LDPE )粉末，中密度聚乙烯(MDPE )粉末，高密度聚乙烯(HDPE)粉末，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)粉末等中的至少一种。
所述聚乙烯粉末的粒径可为I 100 μ m。所述娃烧偶联剂可选自乙稀基二乙氧基娃烧、乙稀基二甲氧基娃烧、乙稀基二(2_甲氧基乙氧基)娃烧、乙稀基二异丙氧基娃烧、羊基二乙氧基娃烧、β - (3、4环氧环己基)-乙基二甲氧基娃烧、Y -缩水甘油酿氧丙基甲基二乙氧基娃烧、甲基二甲氧基娃烧等中的一种。所述有机过氧化物可选自过氧化二异丙苯、2，2-二叔丁基过氧化丁烷、过氧化叔丁基丙苯、双叔丁基过氧化异丙基苯等中的一种。所述有机锡可选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二丁基锡、四苯基锡等中的一种。所述耐热聚乙烯可采用市场上普通用于软管挤出的耐热聚乙烯(PE-RT)材料，例如韩国SK公司的DX800，美国DOW化学公司的DOWLEX 2344,2388,道达尔石化公司的XRT70 等。 所述动态交联改性耐热聚乙烯材料的制备方法包括以下步骤I)将聚乙烯粉末与硅烷偶联剂、有机过氧化物和有机锡混合，搅拌；2)将步骤I)的混合物干燥，烘烤，使聚乙烯粉末发生硅烷交联反应；3)将步骤2)得到的反应物与耐热聚乙烯材料混合，再投入到双螺杆挤出造粒机中共混挤出造粒，得到改性好的动态交联改性耐热聚乙烯材料。在步骤I)中，所述搅拌的条件可为，转速为500r/min，时间为5 20min。在步骤2)中，所述烘烤的条件，可在85°C的条件下，烘烤2h。在步骤3)中，所述造粒的方法可为将步骤2)得到的反应物与耐热聚乙烯材料混合，再投入到双螺杆挤出造粒机中，经熔融挤出成线，冷却，切粒的工艺参数为利用辅助喂料系统加入混合原料，喂料速度为40 120r/min，主机螺杆转速为200 300r/min，加工温度为190 220°C，模头压力为L O 6. OMPa，切粒机切粒速度为200 400r/min。在步骤3)中，将步骤2)得到的反应物与耐热聚乙烯材料混合，再投入到双螺杆挤出机中共混挤出造粒，使得耐热聚乙烯材料局部与已经交联的聚乙烯粉末发生过氧化物交联反应，最终得到改性好的动态交联耐热聚乙烯材料。所述动态交联改性耐热聚乙烯材料可用于制备软管等。与现有的耐热聚乙烯材料相比，本发明所制备的所述动态交联改性耐热聚乙烯材料具有以下优点I)改性后的动态交联耐热聚乙烯材料性能大大提升，如表I所示。表I
权利要求
1.一种动态交联改性耐热聚乙烯材料，其特征在于其原料组成按质量百分比为 聚乙烯粉末5% 20%; 硅烷偶联剂O. 19Π). 4% ； 有机过氧化物 O. 019Π). 1% ； 有机锡(λ 01%"0. 04% ； 余量为耐热聚乙烯。
2.如权利要求I所述的一种动态交联改性耐热聚乙烯材料，其特征在于所述聚乙烯粉末选自低密度聚乙烯粉末，中密度聚乙烯粉末，高密度聚乙烯粉末，超高分子量聚乙烯粉末中的至少一种。
3.如权利要求I或2所述的一种动态交联改性耐热聚乙烯材料，其特征在于所述聚乙烯粉末的粒径为I 100 μ m。
4.如权利要求I所述的一种动态交联改性耐热聚乙烯材料，其特征在于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、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙稀基二异丙氧基娃烧、羊基二乙氧基娃烧、β _ (3、4环氧环己基)_乙基二甲氧基娃烧、Y-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷中的一种。
5.如权利要求I所述的一种动态交联改性耐热聚乙烯材料，其特征在于所述有机过氧化物选自过氧化二异丙苯、2，2- 二叔丁基过氧化丁烷、过氧化叔丁基丙苯、双叔丁基过氧化异丙基苯中的一种。
6.如权利要求I所述的一种动态交联改性耐热聚乙烯材料，其特征在于所述有机锡选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二丁基锡、四苯基锡中的一种。
7.如权利要求I所述的一种动态交联改性耐热聚乙烯材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤 1)将聚乙烯粉末与硅烷偶联剂、有机过氧化物和有机锡混合，搅拌； 2)将步骤I)的混合物干燥，烘烤，使聚乙烯粉末发生硅烷交联反应； 3)将步骤2)得到的反应物与耐热聚乙烯材料混合，再投入到双螺杆挤出造粒机中共混挤出造粒，得到改性好的动态交联改性耐热聚乙烯材料。
8.如权利要求7所述的一种动态交联改性耐热聚乙烯材料的制备方法，其特征在于在步骤I)中，所述搅拌的条件为，转速为500r/min，时间为5 20min。
9.如权利要求7所述的一种动态交联改性耐热聚乙烯材料的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述烘烤的条件是在85°C的条件下烘烤2h。
10.如权利要求7所述的一种动态交联改性耐热聚乙烯材料的制备方法，其特征在于在步骤3)中，所述造粒的方法为将步骤2)得到的反应物与耐热聚乙烯材料混合，再投入到双螺杆挤出造粒机中，经熔融挤出成线，冷却，切粒的工艺参数为利用辅助喂料系统加入混合原料，喂料速度为40 120r/min，主机螺杆转速为200 300r/min，加工温度为190 220°C，模头压力为I. O 6. OMPa，切粒机切粒速度为200 400r/min。
全文摘要
一种动态交联改性耐热聚乙烯材料及其制备方法与应用，涉及一种塑胶材料。动态交联改性耐热聚乙烯材料的原料组成为聚乙烯粉末、硅烷偶联剂、有机过氧化物、有机锡和耐热聚乙烯。1)将聚乙烯粉末与硅烷偶联剂、有机过氧化物和有机锡混合，搅拌；2)将步骤1)的混合物干燥，烘烤，使聚乙烯粉末发生硅烷交联反应；3)将步骤2)得到的反应物与耐热聚乙烯材料混合，再投入到双螺杆挤出造粒机中共混挤出造粒，得到改性好的动态交联改性耐热聚乙烯材料。将一般耐热聚乙烯材料改性成为局部交联的热塑性交联聚乙烯材料，在保证耐热聚乙烯加工优点的同时，使得材料的性能达到甚至超越交联聚乙烯性能。
文档编号C08L23/06GK102875877SQ20121037687
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者黄贤明, 周东波, 李明仁 申请人:厦门建霖工业有限公司