[發(fā)明專利]一種可自然光交聯(lián)的聚乙烯材料及其制備方法和使用方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310059554.4
• 申請(qǐng)日: 2013-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN103113655A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉巖;高廣剛;楚婧;鮑文波;瞿保鈞;葉磊;張貴;祁鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江省潤(rùn)特科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L23/06
• 分類號(hào): C08L23/06;C08L23/08;C08J3/24;C08J3/28
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚乙烯材料及其制備方法和使用方法。

背景技術(shù)

聚乙烯由于其具有優(yōu)異的電絕緣性、良好的耐化學(xué)性和良好的加工性而廣泛用于人民生活的各個(gè)領(lǐng)域，尤其在電線電纜行業(yè)中應(yīng)用極為廣泛。但由于在一些特殊場(chǎng)合，其性能還不能完全滿足人們對(duì)材料性能的要求，因此對(duì)聚烯烴材料進(jìn)行一系列的改進(jìn)，其中最為有效的方法是使聚烯烴交聯(lián)。材料經(jīng)交聯(lián)后，其鏈狀結(jié)構(gòu)變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)交聯(lián)的聚乙烯，其拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、耐熱性能、耐環(huán)境性能和耐化學(xué)性能都得到提高，同時(shí)其耐蠕變性、耐磨性能、耐環(huán)境應(yīng)力、開裂性能和粘結(jié)性能也有不同程度的提高，擴(kuò)大了聚烯烴的使用范圍。

目前比較成熟的交聯(lián)方式有輻射交聯(lián)、過(guò)氧化物交聯(lián)、硅烷交聯(lián)和紫外光交聯(lián)。自20世紀(jì)50年代發(fā)現(xiàn)高能電離輻射可以引發(fā)聚乙烯交聯(lián)聚合反應(yīng)后，輻射化學(xué)快速地發(fā)展起來(lái)。1957年美國(guó)Raychem公司首次使用至今，高分子輻射交聯(lián)已成為交聯(lián)領(lǐng)域中發(fā)展最快、最早、最廣泛的交聯(lián)方式，但輻射交聯(lián)同時(shí)存在設(shè)施和設(shè)備費(fèi)用復(fù)雜，價(jià)格高、擠出和交聯(lián)工藝不連續(xù)，生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)，并不能推廣到中小型電線電纜企業(yè)中。過(guò)氧化物交聯(lián)是利用過(guò)氧化物加熱分解產(chǎn)生自由基引發(fā)大分子交聯(lián)反應(yīng)。硅烷交聯(lián)是利用硅烷通過(guò)熔融接枝，接到大分子鏈上，然后側(cè)基發(fā)生水解，在催化劑存在下脫水縮合，形成Si-O-Si交聯(lián)。紫外光交聯(lián)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種交聯(lián)方式，通過(guò)向聚乙烯中加入光引發(fā)劑，經(jīng)紫外光照射后，光引發(fā)劑吸收特定波長(zhǎng)的光能轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，通過(guò)奪取聚乙烯鏈上的氫而產(chǎn)生自由基，引發(fā)一系列快速聚合反應(yīng)，生成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)聚乙烯。但以上幾種交聯(lián)方式均需要大量的設(shè)備投資，導(dǎo)致交聯(lián)成本高、耗能高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的制備交聯(lián)聚乙烯材料的交聯(lián)方法存在交聯(lián)成本高和耗能高的問(wèn)題，而提供一種可自然光交聯(lián)的聚乙烯材料及其制備方法和使用方法。

本發(fā)明一種可自然光交聯(lián)的聚乙烯材料按重量份數(shù)由100份干燥的聚乙烯樹脂、0.02～0.8份光引發(fā)劑、1～8份助交聯(lián)劑和0.01～0.4份抗氧劑制成，其中所述的光引發(fā)劑與助交聯(lián)劑的質(zhì)量比為1:(70～130)，所述的光引發(fā)劑與抗氧劑的質(zhì)量比為1:(2～13)。

上述可自然光交聯(lián)聚乙烯材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的：

一、按重量份數(shù)稱取100份干燥的聚乙烯樹脂、0.02～0.8份光引發(fā)劑、1～8份助交聯(lián)劑和0.01～0.4份抗氧劑，其中所述的光引發(fā)劑與助交聯(lián)劑的質(zhì)量比為1:(70～130)，所述的光引發(fā)劑與抗氧劑的質(zhì)量比為1:(2～13)；

二、將步驟一稱取的0.02～0.8份光引發(fā)劑、1～8份助交聯(lián)劑和0.01～0.4份抗氧劑同時(shí)加入到燒杯中，其中所述的光引發(fā)劑與助交聯(lián)劑的質(zhì)量比為1:(70～130)，所述的光引發(fā)劑與抗氧劑的質(zhì)量比為1:(2～13)，在溫度為55℃～85℃條件下攪拌20min～40min，制得混合溶液；

三、稱取1～5份步驟二制得的混合溶液加入到步驟一稱取的100份干燥的聚乙烯樹脂中，在溫度為60℃～80℃的條件下攪拌5min～10min，得到吸附有混合溶液的聚乙烯樹脂；

四、將雙螺桿擠出機(jī)溫度設(shè)定在180℃～220℃，然后將步驟三中吸附有混合溶液的聚乙烯樹脂通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)造粒，即得到可自然光交聯(lián)的聚乙烯材料。

上述可自然光交聯(lián)的聚乙烯材料的使用方法，具體是按以下步驟完成的：

將可自然光交聯(lián)的聚乙烯材料制成厚度為0.5mm～3.0mm的片材，置于日光下照射，光照時(shí)間8h～360h，即得到自然光交聯(lián)聚乙烯材料。

本發(fā)明選擇4月份～10月份對(duì)可自然光交聯(lián)的聚乙烯材料進(jìn)行照射，地點(diǎn)為佳木斯郊區(qū)，太陽(yáng)輻射平均值為115.4×10⁵kw/m²（太陽(yáng)輻射平均值參見佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）2006,24（1），136-138）。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：一、本發(fā)明制備的可自然光交聯(lián)的聚乙烯材料無(wú)需特殊的交聯(lián)設(shè)備，利用自然光進(jìn)行有效交聯(lián)，降低了交聯(lián)成本，且交聯(lián)程度較高，凝膠含量最高可達(dá)87%左右，具有很好的應(yīng)用前景；二、本發(fā)明以自然光交聯(lián)的聚乙烯樹脂減少生產(chǎn)耗能、環(huán)保無(wú)污染，成本低，產(chǎn)品耐高溫，力學(xué)性能優(yōu)良；三、本發(fā)明以自然光交聯(lián)的聚乙烯樹脂可用于厚度在3.0mm以內(nèi)的應(yīng)用場(chǎng)合，如電線電纜護(hù)套或絕緣、聚乙烯板材、聚乙烯薄膜產(chǎn)品等；四、本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單、操作方便。

具體實(shí)施方式