[发明专利]一种交联聚乙烯及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种交联聚乙烯，其特征在于，所述交联聚乙烯由交联剂对呋喃基改性聚乙烯可逆交联制得，其中呋喃基改性聚乙烯通过共聚改性或接枝改性制得；

所述交联剂包括有机交联剂，所述有机交联剂包括不同分子结构的双马来酰亚胺；

所述呋喃基改性聚乙烯通过共聚改性或接枝改性制得，其步骤具体如下：

在聚乙烯生产的淤浆法、气相法或溶液法的低压、中压及高压工艺中，同时加入乙烯和乙烯基呋喃进行共聚合，即得呋喃基共聚乙烯；或将引发剂、聚乙烯、乙烯基呋喃、稳定剂一起加入到双螺杆挤出机中，聚乙烯和乙烯基呋喃单体在引发剂作用下产生活性自由基，使呋喃基团接枝到聚乙烯分子链上，即得呋喃基接枝聚乙烯；所述引发剂包括DCP、BPO中的一种；

所述的乙烯基呋喃包括2-乙烯基呋喃、2-（2-硝基乙烯基）呋喃、5-（2-甲氧基羰基乙烯基呋喃）-2羧基甲酯、[5-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]呋喃-2-基]甲醇及其衍生物；所述的聚乙烯包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯。

2.一种根据权利要求1所述的交联聚乙烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、制备呋喃基改性聚乙烯和交联剂；所述交联剂包括有机交联剂；

B、将呋喃基改性聚乙烯和交联剂添加到双螺杆挤出机中；

所述呋喃基改性聚乙烯与有机交联剂体系中马来酰亚胺与呋喃基团的摩尔比为5%~80%；

C、双螺杆挤出机的各段温度设置为130~280℃，转速设置为10~200rpm；

D、将双螺杆挤出机挤出后的物料切粒或制备成产物后，置于25~90℃下交联12h~48h，即得可循环加工的交联聚乙烯复合材料。

3.根据权利要求2所述的交联聚乙烯的制备方法，其特征在于，步骤A中制备呋喃基改性聚乙烯具体包括：

在聚乙烯生产的淤浆法、气相法或溶液法的低压、中压及高压工艺中，同时加入乙烯和乙烯基呋喃进行共聚合，即得呋喃基共聚乙烯；或将引发剂、聚乙烯、乙烯基呋喃、稳定剂一起加入到双螺杆挤出机中，聚乙烯和乙烯基呋喃单体在引发剂作用下产生活性自由基，使呋喃基团接枝到聚乙烯分子链上，即得呋喃基接枝聚乙烯；所述引发剂包括DCP、BPO中的一种；

所述的乙烯基呋喃包括2-乙烯基呋喃、2-（2-硝基乙烯基）呋喃、5-（2-甲氧基羰基乙烯基呋喃）-2羧基甲酯、[5-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]呋喃-2-基]甲醇及其衍生物；所述的聚乙烯包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯。

4.根据权利要求2所述的交联聚乙烯的制备方法，其特征在于，所述有机交联剂的制备方法具体包括：

a1、将马来酸酐和等摩尔当量的呋喃单体加入到极性非质子溶剂中，在20~90℃下反应4~20h，所述马来酸酐与极性非质子溶剂的摩尔当量比为1:1~1:1000；所述极性非质子溶剂包括DMF、NMP、DMSO、DMAC中的一种；

b1、将0.5摩尔当量的二胺单体加入上述极性非质子溶剂中，并通过蠕动泵滴加到上述溶液中，混合溶液在50~90℃下搅拌6~24h；其中二胺与极性溶剂的摩尔当量比为1:1~1:1000；

c1、加入0.1~10.0摩尔当量的乙酸酐、0.005~1.0毫摩尔当量的乙酸钠、0.005~1.0摩尔当量的三乙胺，继续反应3~12h；

d1、混合物旋蒸干燥，加入0.1~10.0摩尔当量的甲苯，110℃~160℃下回流6~24h，过滤后的滤液冷却即可得到双马来酰亚胺有机交联剂。

5.根据权利要求4所述的交联聚乙烯的制备方法，其特征在于，所述二胺单体包括芳香二胺及其衍生物、脂肪族二胺及其衍生物中的一种或多种；

所述芳香二胺包括对苯二胺、间苯二胺、4,4-二氨基二苯醚、3,3′-二甲基联苯胺、2,3-二氨基甲苯、3,3-二氯-4,4-二氨基二苯甲烷、3,3′-二甲基-4,4′-二氨基二苯甲烷、2,4-二氨基甲苯；

所述脂肪族二胺包括1,2-乙二胺、1,6-己二胺、1,4-丁二胺、1,2-环己二胺、癸二胺。

6.一种根据权利要求1所述的交联聚乙烯的应用，其特征在于，所述的交联聚乙烯应用于塑料袋、管材、型材、膜材料、涂覆材料、纤维材料领域。