[發明專利]一種改性交聯聚乙烯及其制備方法和應用、成型的聚乙烯

在審

• 申請號: 202210166002.2
• 申請日: 2022-02-21
• 公開（公告）號: CN114437381A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 張文禮;李姍姍;田繼利;王謀華;魯曼麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所;北京安通憶泰醫療科技有限公司
• 主分類號: C08J3/28
• 分類號: C08J3/28;C08J3/24;C08L23/06
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 倪麗紅;劉奉麗

本發明公開了一種改性交聯聚乙烯及其制備方法和應用、成型的聚乙烯。該改性交聯聚乙烯的制備方法，包括如下步驟：采用高能射線協同紫外光對聚乙烯進行輻照交聯；高能射線輻照交聯的吸收劑量為5～3000kGy，紫外光的輻照總能量為1～200kWh/m²。采用本發明的制備方法能耗低、無污染，制得的改性交聯聚乙烯在保證交聯密度的基礎上，提高了力學性能，綜合使用性能好。

技術領域

本發明涉及一種改性交聯聚乙烯及其制備方法和應用、成型的聚乙烯。

背景技術

聚乙烯(polyethene，簡稱PE)是乙烯經聚合反應制得的一種熱塑性樹脂材料，具有優良的耐低溫性能，化學穩定性好，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性優良。聚乙烯根據聚合方法、分子量高低和鏈結構之間的不同，可以分為超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和線性低密度聚乙烯(LLDPE)。聚乙烯可以廣泛應用于管材，薄膜制品，工程塑料以及電線電纜等領域。

聚乙烯的一些缺點，也限制了其應用范圍。如：力學性能一般，抗蠕變性不好，耐熱性差，UHMWPE以外的PE拉伸強度較低等。為了改進聚乙烯的性能，研究者們采取共混，接枝，交聯等多種改性方法。其中輻照改性是通過高能射線輻照(γ射線、X射線、電子射線等)使線型聚乙烯成為網狀或體型的交聯聚乙烯。輻照處理可以提供耐熱性、耐環境應力開裂性及機械性能，適于作大型管材、電纜電線以及滾塑制品等。

輻照改性同樣存在不可控因素，采用電子束或γ射線輻射交聯技術對PE進行改性處理后，可能會導致分子鏈斷裂，造成如沖擊強度、斷裂伸長率等性能下降。對部分材質而言，輻照改性材料在后續存儲或使用時，性能緩慢下降，或稱之為輻射后效應，輻射后效應是影響材料長期穩定性能的重要因素。為了減少輻射后效應，現有技術常常通過加入抗氧劑、高溫退火等方法。然而這些方法或影響材料的性能，或增加工藝的復雜性。

現有技術還提出采用紫外光并添加光敏引發劑用于交聯聚乙烯，但在交聯之后光敏引發劑會以雜質的形式存在，損害聚乙烯的性能，且其效率遠低于電子束輻照和伽馬(γ)射線輻照。

因此，如何減少交聯聚乙烯的輻射改性后效應，避免結構破壞，降低工藝難度，提高綜合使用性能的研究是很有必要的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中對聚乙烯進行輻照交聯后，其力學性能下降的缺陷，提供一種改性交聯聚乙烯及其制備方法和應用、成型的聚乙烯。本發明采用高能射線協同紫外光輻射處理的方式，簡單易行，制得的改性交聯聚乙烯在保證交聯密度的基礎上，提高了力學性能，綜合使用性能好。

本發明通過以下技術方案解決上述技術問題。

本發明提供了一種改性交聯聚乙烯的制備方法，其包括如下步驟：采用高能射線協同紫外光對聚乙烯進行輻照交聯；所述高能射線輻照交聯的吸收劑量為5～3000kGy，所述紫外光的輻照總能量為1～200kWh/m²。

本發明中，所述高能射線輻照交聯的吸收劑量優選為15～150kGy，更優選為25～60kGy，例如25kGy或50kGy。

本發明中，所述高能射線輻照交聯的劑量率可為1～3kGy/h，例如2kGy/h。

本發明中，所述紫外光的輻照總能量優選為20kWh/m²、40kWh/m²、60kWh/m²或120kWh/m²，更優選為40～100kWh/m²，進一步優選為20～60kWh/m²。紫外輻射總能量若過低，改性效果不明顯；若過高會老化聚乙烯，造成損傷。

本發明中，所述紫外光的輻照時間可為0.5～2h，優選為0.5～1h，例如0.5h或1h。