[發明專利]一種交聯低密度聚乙烯的制備方法有效

申請號：	201410446959.8	申請日：	2014-09-04
公開（公告）號：	CN104277182A	公開（公告）日：	2015-01-14
發明（設計）人：	吳子良;楊紅梅;吳佳春;鄭強	申請（專利權）人：	浙江大學
主分類號：	C08F255/02	分類號：	C08F255/02;C08F230/08;H01B3/44
代理公司：	杭州天勤知識產權代理有限公司 33224	代理人：	胡紅娟
地址：	310027 浙***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種交聯密度聚乙烯制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及聚烯烴的制備領域，具體涉及一種交聯低密度聚乙烯的制備方法。

背景技術

低密度聚乙烯(Low-density?polyethylene；LDPE)擁有非極性、化學穩定性、易加工性和良好的電絕緣性能，廣泛應用于絕緣電纜料。然而，LDPE的熔點和機械強度較低，耐環境應力開裂性能較差，導致其在高壓電纜料中應用受到限制。為此，實際應用中常通過交聯將LDPE分子由線形結構變為一個三維網絡結構，從而有效的提高其拉伸強度、熱穩定性、耐候性、尺寸穩定性、耐環境應力開裂性和抗蠕變性。交聯使其長期使用溫度由70℃提高到90℃。

工業上應用最多的聚乙烯交聯改性的主要方法有兩種：過氧化物交聯法和硅烷交聯法。

公開號為CN102585328A的中國專利文獻公開了一種過氧化物交聯聚烯烴及其制備方法，過氧化物交聯聚烯烴按總總量計包括成分：96-98％低密度聚乙烯；1.5-3％的過氧化二異丙苯；0.1-1.0％的LAT-300，所述的LAT-300為液體硅油、硫酚類抗氧化劑、硫酯類抗氧化劑、受阻酚類抗氧化劑的一種或幾種組成，但必定含有液體硅油。

過氧化物交聯一般分兩步進行，先在相對較低的加工溫度下擠出成型得到可交聯聚乙烯，再在高溫高壓設備中通過過氧化物(例如過氧化二異丙苯)分解生成活性自由基，這些自由基奪取聚乙烯分子鏈上的氫原子，使聚乙烯碳鏈上生成活性點，產生碳-碳交聯形成網絡結構而交聯。這種方法在成型過程中必須嚴格控制擠出溫度，以免產生焦燒或預交聯，因而其加工速率受到溫度的限制。而且，過氧化物分解產生副產物，容易導致材料內部產生微孔，降低材料的擊穿電壓，限制其在高壓電纜絕緣材料中的應用。

硅烷交聯法也分兩步進行，首先是乙烯基硅烷在引發劑的作用下，接枝到聚乙烯的分子鏈上，然后接枝產物在溫水和催化劑的作用下進行水解縮合，形成-Si-O-Si-的交聯網狀結構。這種方法無需高溫交聯，且擠出成型溫度不受限制，設備投資少，生產成本低，產品性能優異，適用范圍廣，同時也適用于填充型復合材料，可用于所有密度聚乙烯及其共聚物。

目前，雖然已經開發出硅烷一步交聯或室溫交聯的新方法，但是，仍然存在接枝過程中易產生分子鏈的擴鏈等副反應，影響制品的性能，同時，其交聯過程依賴外部水分的擴散，存在交聯時間較長的缺點。

發明內容

本發明提供一種交聯低密度聚乙烯的制備方法，采用含有八個烯基官能團的籠形低聚倍半硅氧烷作為交聯劑，有效降低了傳統方法中過氧化物交聯劑的含量，從而減少斷鏈反應和過氧化物分解產生的孔洞，制備得到的交聯低密度聚乙烯具有優異的力學性能和介電性能，可滿足高壓電纜材料的性能要求。

本發明公開了一種交聯低密度聚乙烯的制備方法，在引發劑條件下，由八官能團籠形低聚倍半硅氧烷和低密度聚乙烯(LDPE)發生交聯反應制得所述的交聯低密度聚乙烯；

按質量百分比計，原料組成為：

低密度聚乙烯?????????????????????98.5～99.6％；

八官能團籠形低聚倍半硅氧烷???????0.2～1％；

引發劑???????????????????????????0.2～0.5％；

所述八官能團籠形低聚倍半硅氧烷的官能團中含有乙烯基。

八官能團籠形低聚倍半硅氧烷交聯LDPE的過程為：引發劑分解產生自由基，進攻八官能團籠形低聚倍半硅氧烷中的C＝C雙鍵產生碳自由基，再奪取LDPE主鏈上的氫原子，通過碳-碳交聯形成網絡結構。因此，需要八官能團籠形低聚倍半硅氧烷中含有C＝C雙鍵。

本發明所述的八官能團籠形低聚倍半硅氧烷含有八個相同的官能團，且每個官能團中均含有烯基-CH＝CH₂。作為優選，所述的八官能團籠形低聚倍半硅氧烷為八乙烯基籠形低聚倍半硅氧烷、八丙烯酰氧基籠形低聚倍半硅氧烷、八甲基丙烯酰氧基籠形低聚倍半硅氧烷或八甲基丙烯酸酯基籠形低聚倍半硅氧烷。

作為優選，所述的引發劑的分解溫度高于低密度聚乙烯的擠出溫度30～50℃。