[发明专利]一种两步法硅烷自然交联聚乙烯的方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种交联聚乙烯的制备方法，具体地说，是一种硅烷自然交联聚乙烯的制备方法。

背景技术

在塑料工业中聚乙烯的产量最大、用途最广、消费量最大，其废旧塑料量也相当惊人。据不完全统计，废旧聚乙烯量占整个废旧塑料量的48％。由于分子结构等原因，聚乙烯废弃物在自然环境中很难降解，对环境造成污染。随着聚乙烯消费市场的不断扩大，聚乙烯类消费产品的不断增多和多样化，其废弃物数量也在日益增加，对废旧聚乙烯的回收利用是废旧塑料回收利用的重点。使用聚乙烯交联改性可以提高聚乙烯回收料的物理机械强度，并显著改善其耐环境应力开裂性、耐腐蚀性、抗蠕变性及耐候性，从而拓宽了其应用。交联改性有辐射交联、化学交联、硅烷交联等；硅烷交联聚乙烯的传统工艺是把混合有硅烷醇缩合催化剂的硅烷接枝聚乙烯泡于温水或水蒸汽中完成的，交联所需要的水分是从外界扩散而来的。硅醇基团的脱水缩合反应是一个可逆反应，在水、催化剂及加热等条件下，反应很快就达到平衡状态。同时，聚乙烯的非亲水性使水在制品中的扩散速率很慢，限制了交联速率，而且在结晶部分扩散得更慢，造成交联不均。另外，交联所需要的时间随着制品厚度的增加而增加。

发明内容

针对上述不足，本发明的目的是提供一种反应进行彻底、交联均匀性好的硅烷自然交联聚乙烯的制备方法。

本发明的技术方案如下：本发明提出一种两步法硅烷自然交联聚乙烯的方法，包括如下步骤：

步骤1：将硅烷接枝聚乙烯料在180-240℃下经双螺杆挤出造粒；

步骤2：将催化聚乙烯料在150-200℃下经双螺杆挤出造粒；

步骤3：将硅烷接枝聚乙烯料和催化聚乙烯料通过挤出制得；

其中，硅烷接枝聚乙烯料包括硅烷和聚乙烯；

催化聚乙烯料包括催化剂和聚乙烯。

在上述的两步法硅烷自然交联聚乙烯的方法中，所述的硅烷接枝聚乙烯料还包括引发剂；所述的催化聚乙烯料还包括抗氧剂。

在上述的两步法硅烷自然交联聚乙烯的方法中，所述的硅烷接枝聚乙烯料和催化聚乙烯料的重量比为85-95：15-5。

在上述的两步法硅烷自然交联聚乙烯的方法中，A料组分及各组分重量配比为：

聚乙烯100份；

硅烷0.3-5份；

引发剂0.03-0.2份；

B料组分名称及组分重量配比为：

聚乙烯 100份；

抗氧剂 2-10份；

催化剂 0.3-6份。

在上述的两步法硅烷自然交联聚乙烯的方法中，所述A料组分及各组分重量配比为：

聚乙烯100份；

硅烷0.8-2.5份；

引发剂0.05-0.12份；

所述B料组分及各组分重量配比为：

聚乙烯100份；

抗氧剂3-8份；

催化剂0.5-4份。

在上述的两步法硅烷自然交联聚乙烯的方法中，所述的聚乙烯由80-100份HDPE料和0-20份LDPE料组成。

在上述的两步法硅烷自然交联聚乙烯的方法中，所述的聚乙烯密度为0.920-0.965g/cm³，熔融指数低于18g/10min。

在上述的两步法硅烷自然交联聚乙烯的方法中，所述的硅烷为乙烯基三甲氧基硅烷；乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三氯硅烷，乙烯基甲基二甲氧基硅烷，乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中任选一种；

所述催化剂为月桂酸马来酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡、十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺化乙酰、甲苯磺酸、甲苯硫化乙酰、甲磺化乙酰中的一种或几种。

在上述的两步法硅烷自然交联聚乙烯的方法中，所述引发剂为过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁基、过氧化苯甲酰中任选一种；

所述引发剂为抗四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或几种。

在上述的两步法硅烷自然交联聚乙烯的方法中，所述的步骤1和步骤2中，制粒后还有干燥步骤；所述的步骤3中，挤出后，在常温下放置48-72h。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1)本发明可采用废旧聚乙烯回收料，提高聚乙烯塑料的重复利用率利于环保；降低企业的生产成本；

2)本发明使用新型催化剂解决了以往硅烷交联塑料只有在温水或置于空气环境中才能交联的局限。