[发明专利]可交联聚乙烯组合物及其应用、交联聚乙烯及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及聚烯烃领域，公开了一种可交联聚乙烯组合物及其应用、交联聚乙烯及其制备方法与应用。所述组合物包括聚乙烯、过氧化物交联剂和助交联剂；相对于100重量份的聚乙烯，所述过氧化物交联剂的用量为0.05‑2重量份；所述助交联剂的用量为0.05‑2重量份；所述助交联剂具有式I所示结构，R_n¹R²_(6‑n)Si₂O 式I；其中，式I中，R¹为C2‑C5的烯基，R²为甲基、乙基、甲氧基或乙氧基，n为1‑6的整数。该组合物具有高的耐高温蠕变性能、交联程度和零下20℃缺口冲击性能，并显著降低由该组合物制得的交联聚乙烯制品的气味。

技术领域

本发明涉及聚烯烃领域，具体涉及一种可交联聚乙烯组合物及其应用、交联聚乙烯及其制备方法与应用。

背景技术

相对于非交联聚乙烯，交联聚乙烯具有优异的力学性能、耐环境开裂性能和耐高温蠕变性能，这主要是归因于线性的热塑的聚乙烯大分子链交联后转变为网状的热固性的大分子材料。交联聚乙烯制品的性能除了与聚乙烯的结构、成型工艺有关之外，交联程度是影响交联聚乙烯制品性能的主要因素。交联聚乙烯的交联程度越高，交联网络的越完善，制品耐环境应力开裂和耐高温蠕变等性能越好。

交联聚乙烯制品在使用过程中通常会经历低温和高温使用环境，在使用过程中环境对制品性能产生重大影响。通常样品在低温环境应用下会脆化，样品冲击性能变差；而样品高温使用环境过程中由于升温样品软化，因此会发生明显蠕变。因此提高样品在低温下的冲击性能以及降低样品在高温下的蠕变形变率非常重要。目前我国北方大部以及南方冬季温度多在零下20℃以上，因此低温零下20℃的冲击性能是表征样品抗冲击的重要指标。

在交联聚乙烯的制备过程中，在制备高交联样品过程中，为了提高样品交联度主要采取的方法是添加更多的交联剂或者添加部分少量助交联剂，其中添加助交联剂因效率高，用量少，因此应用较为广泛。目前广泛使用的是(甲基)丙烯酸酯基、烯丙基的有机物、马来酰亚胺基等助交联剂。

CN104334630A公开了一种加工性能改善的交联聚乙烯组合物，包括：100份(重量)聚乙烯、0.03-5份(重量)交联剂、0.03-5份(重量)交联促进剂、和0.01-1.5份(重量)游离基抑制剂。交联剂为过氧化物交联剂；交联促进剂为含马来酰亚胺基、(甲基)丙烯酸酯基、和/或烯丙基的有机物，和/或乙烯基含量高于50％的聚合物；游离基抑制剂为有机抗氧化剂、氢醌、和/或取代的氢醌。

CN106336568A公开了一种交联聚乙烯组合物，该交联聚乙烯的90℃三氯苯溶解析出物质量分数为50-85％；以该交联聚乙烯的总量为基准，该交联聚乙烯的凝胶含量为20-70重量％。该组合物同样包含丙烯酸酯基和/或烯丙基类常用助交联剂。

CN106977804A公开一种过氧化物交联聚乙烯及其生产工艺，包括以下含量(wt％)的组分：聚乙烯：77.5-97.8％；多孔吸附材料：1-10％；相容剂：0.5-5％；抗氧剂：0.3-0.5％；助交联剂：0.1-3％；润滑剂：0.2-1％；交联剂：0.1-3％。其主要通过多孔性的无机颗粒来改善交联聚乙烯的熔融等加工性能。该组合物同样采用丙烯酸酯基和/或烯丙基类常用助交联剂(如聚三烯丙基异三聚氰酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、氢过氧化异丙苯)。

上述现有技术中，均以丙烯酸酯基和/或烯丙基类化合物作为可交联聚乙烯的助交联剂，然而，上述助交联剂的刺激性较大，使得制得的交联聚乙烯制品气味较大，并且制得交联聚乙烯制备的耐高温蠕变性能、交联程度和零下20℃缺口冲击性能无法满足实际需求。

发明内容