[发明专利]一种可交联聚乙烯共混组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯组合物，具体而言，涉及一种可交联聚乙烯共混组合物，其具有提高的韧性和金属粘结性。

背景技术

近年来，聚乙烯(PE)作为最广泛使用的热塑性塑料之一，因其具有优异的机械性能、耐化学品性、电绝缘性、优良的加工性和较低的成本而取得了迅猛发展。然而，聚乙烯弱的金属粘结性导致其应用受到限制，这是由其非极性的链结构所决定的。

通常，将含有极性官能团的单体接枝到聚乙烯主链上是一种提高其金属粘结性的有效方法，所述极性官能团包括不饱和二元羧酸、酰胺、苯乙烯磺酸钠等。在实际应用中，将聚乙烯基体与马来酸酐(MAH)或丙烯酸(AA)接枝的聚乙烯共混，是提高聚乙烯金属粘结性的最便利的方式(美国专利公开第2008/0163978A1号、美国专利公开第2004/0116602A1号、美国专利第7687575B2号、美国专利第6835777B2号以及美国专利第4298712号)。

另外，通过高温热氧化、电晕处理、铭酸刻蚀、等离子体处理等方法可使聚乙烯表面发生化学变化，产生含氧基团，可以在一定程度上改善其金属粘结性。如在美国专利第3639189号中所述，将氧化聚乙烯和普通聚乙烯共混制备的粘合剂组合物，在较高的氧化聚乙烯含量下获得了优异的粘结性能，但是材料的韧性变差。

值得注意的是，通过过氧化物、硅烷或电子束辐射等方法可实现聚乙烯的交联，由于致密网络结构的形成，可有效提高聚乙烯的热性能、抗冲击强度、耐环境应力开裂性(ESCR)、耐化学腐蚀性、耐老化性能等。但是，交联后的材料仍然需要进一步提高韧性。因此，选择一些共聚物弹性体，如三元乙丙橡胶（EPDM）、聚烯烃弹性体（POE）和乙丙橡胶（EPR）来提高最终产品的韧性。

上述所有文献的公开内容在此全文引入以作参考。

为解决上述现有技术中所面临的问题，本发明在不引入任何外加极性官能团的前提下，利用交联反应以引入弹性体组分实现微结构调控的协同作用，获得具有同时提高的物理机械性能和金属粘结性的聚乙烯组合物。

发明内容

本发明提供了一种可交联聚乙烯共混组合物，其具有提高的韧性和金属的粘结性而无需加入任何其它功能改性的聚乙烯组分。所述可交联聚乙烯共混组合物在交联后，其根据ASTM D256在-40℃下测量的抗冲击强度大于19KJ/m²，以及根据ASTM-D 413测量的金属表面的剥离强度为700-3500N/m，与单一组成的交联聚乙烯相比，分别提高了大于670%和大于1000%。所述可交联聚乙烯共混组合物生物剥离强度与某些含有功能改性的聚乙烯组分的聚乙烯粘合剂相比处于相同的水平或更高。

根据本发明的一个方面，一种可交联聚乙烯共混组合物，其包括：

(a)70～90份（重量）的聚乙烯基树脂，其密度在0.910-0.970g/cm³且具有结晶或半结晶；

(b)10～30份（重量）的聚烯烃弹性体，其密度在0.855-0.900g/cm³，和/或具有20%以下结晶度；和

(c)0.1～5份（重量）的过氧化物交联剂，基于100份（重量）的聚乙烯基树脂和聚烯烃弹性体的总重量。

本发明所用的聚乙烯基树脂用作基体树脂，其包括乙烯均聚物、乙烯共聚物（例如乙烯-C_4-8烯烃共聚物），以及它们的混合物。优选地，所述聚乙烯基树脂选自低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、中等密度聚乙烯(MDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。LDPE和LLDPE定义为密度为0.910～0.930g/cm³范围内的聚乙烯。MDPE定义为密度为0.930～0.945g/cm³的聚乙烯。HDPE定义为密度为0.945g/cm3以上的聚乙烯，更典型地为0.945～0.969g/cm3的聚乙烯。

更优选地，所述聚乙烯基树脂选自HDPE和LLDPE。HDPE通常具有高于60%的结晶度，以及LLDPE通常具有高于40%的结晶度。优选地，所述聚乙烯基树脂的结晶度在45%以上。所述聚乙烯基树脂的熔体指数为1～100g/10min，且优选为2～20g/10min。