[发明专利]一种硅烷接枝高密度聚乙烯室温交联专用料的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用来制备塑料管材和金属复合管材的硅烷接枝高密度聚乙烯室温交联专用料的方法，其尤是一种添加室温交联助剂来制备硅烷接枝高密度聚乙烯的方法。

技术背景：

特殊流体，如热水、石油以及天然气的输送一般采用各种金属管材，而金属管材不但笨重，而且可能因腐蚀或者结垢等引起第二次污染，造成资源浪费。目前代替金属管材的材料主要是PPR、HDPE、硅烷交联HDPE或者金属塑料复合管材，其中硅烷交联HDPE是最具有竞争潜力的一种管材。生产硅烷交联HDPE管材主要有两步法：第一种是两步法。专利ZL02151548.4介绍了一种硅烷交联高密度聚乙烯组合物及其制备方法，本专利采用两步法硅烷交联技术制备聚乙烯组合物，该组合物可用于交联聚乙烯管材、交联聚乙烯铝塑复合管材等的生产。通过选择复配交联剂、增加一种复配阻聚剂以防止接枝料过早交联，解决了现有技术中贮存时间短的问题，采用HDPE解决了材料强度低的问题，并选择了合适的载体树脂，解决了硅烷等液体助剂损失的问题，得到了一种新型硅烷交联聚乙烯组合物，其制备的铝塑复合管材和交联聚乙烯管材加工适应性强，产品性能优异。第二种是一步法制备硅烷交联管材，如专利CN1306016介绍了一种固态一步法生产硅烷交联聚烯烃的方法，其特征在于：将含有有机不饱和硅烷和自由基产生剂、含有硅烷醇缩合催化剂和抗氧化剂等配合剂捏合到基本上不含水的多元复合微粉固体中后，再与聚烯烃基础复合成为待加工的材料，然后在基础聚合物的晶体熔点以上一步完成应挤出成型的接枝，再在低于100℃温水或热蒸气中完成交联。无论是两步法生产硅烷交联聚乙烯，还是一步法制备硅烷交联聚乙烯，在制品出厂以前都要经过温水蒸煮，使产品的凝胶含量达到65％以上，这样得到的产品性能最佳。但是产品温水后处理给生产厂家带来了成本的增加和工艺上的复杂等问题，所以，现在很多研究人员热忠于开发室温下免水煮硅烷交联聚乙烯材料。CN1900130提供了一种室温交联制备硅烷交联聚乙烯的方法，所述方法是以接枝料：烯基烷氧基硅烷接枝的聚乙烯树脂，与催化料：含有催化剂、产水剂的聚乙烯树脂，以5～20∶1质量比混合，室温下进行交联，即得交联聚乙烯；制备所述接枝料与催化料的原料质量组成如下：接枝料：聚乙烯树脂100份，烯基烷氧基硅烷0.5～5份，烷基三甲氧基硅烷0.5～3份，钛烷氧化物螯合物0.5～3份，自由基引发剂0.01～2份，催化料：聚乙烯树脂100份，产水剂0.5～30份，交联催化剂1～5份。这个专利给出的方法有个最大的缺点是产水剂的释水温度较低，不适用于HDPE。另外，本专利给出的晶体产水剂失去结晶水一般是分步进行的，所以在较低的温度下也会释水，这就造成产品质量不稳定，效率低下。专利CN101255247是免水煮硅烷交联聚烯烃组合物，包括基料A和催化剂母料B，其重量比100∶4～6，所述的基料A中各组分及其重量配比为，聚烯烃树脂100份，第一抗氧剂0.2～0.3份，硅烷2.0～4.0份，引发剂0.1～1.0份，润滑剂1.0～3.0份，脂肪酸0.1～0.5份；所述的催化剂母料B中各组分及其重量配比为：聚烯烃树脂100份，第二抗氧剂1.0～5.0份，催化剂2.0～5.0份，酯类化合物2.0～5.0份，

金属氧化物2.0～5.0份。这个专利采用硬脂酸和金属氧化物通过化学反应来产生水，但是本方法对这两种材料分散均匀性要求较高，而且金属氧化物的加入，对管材的耐静水压等性能影响非常大，所以本技术也不适合用于生产HDPE管材或者金属复合管材。CN101608031介绍了种快速硅烷交联聚乙烯专用料的制备方法，其专用料组成包括：聚乙烯60-95重量份、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物0-35重量份、不饱和硅烷1-5重量份、吸水剂0.1～1重量份、交联助剂0.5-5重量份、抗氧剂0.1-0.5重量份、润滑剂0.5-2重量份，将上述所有原料充分混合经挤出机造粒得到专用料。该专用料经挤出制成管道，在23℃室温下放置24小时，即可自动完成交联过程，交联度达65％以上。本专利提供的技术最大的缺点是专用料储存时间比较短。

发明内容：

针对以上硅烷交联聚乙烯存在的缺陷，本发明的目的是提供一种性能稳定，室温交联效率高，专用料储存时间长的硅烷交联HPDE管材专用料。为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：