本發(fā)明涉及高分子材料，具體是涉及一種滾塑交聯聚乙烯材料及其制備方法和滾塑交聯聚乙烯制品。

背景技術：

1、在聚乙烯(pe)滾塑成型中，氣孔問題是引起制品不合格的重要因素。在聚乙烯樹脂粉末熔融致密化的過程中，滯留在粉末顆粒之間的氣體被擠向塑料熔體的自由表面，但由于熔體表面張力的存在，氣體不足以脫離熔體表面，易形成氣孔，從而形成制品內表面的氣孔和外表面的氣孔，嚴重情況下還會形成較大的孔洞。研究表明，在滾塑成型中，氣孔的產生是工藝過程中的一個必經階段，需在合適的工藝條件下進行消除，因為氣孔會降低制品的機械強度，滾塑制品中氣孔的數量與其沖擊性能之間具有相關性，氣孔數量越多，沖擊性能越低。

2、因此，現有技術中有許多致力于去除氣孔和加強滾塑制品的機械性能的研究文獻，例如，中國專利cn114426719a提出，在每100份重量的烯烴聚合物基滾塑組合物中使用0.05％至0.1％重量的脂肪酸鹽，如硬脂酸鈣和硬脂酸鋰，0.01％至0.1％重量的潤滑劑和0.05％至0.1％重量的經過硅烷處理的氮化鋁，以提供無針孔表面和無空隙的滾塑產品。該方法雖然通過控制各成分的加入比例，以及特殊潤滑劑和氮化鋁的加入改善了滾塑成型后的制品中氣孔較多的缺陷，但需要利用超聲設備將氮化鋁在含有偶聯劑的無水乙醇中進行充分混合，之后高速攪拌直至無水乙醇全部揮發(fā)。此方法通過加入改性氮化鋁來改善滾塑產品氣孔問題，不僅加工過程繁瑣，且無水乙醇的揮發(fā)也帶來環(huán)保問題。

3、此外，溫原(滾塑制品表面氣孔的影響因素研究.doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2014.02.012)通過模擬滾塑加工的方式，發(fā)現粉體粒徑越小，越容易通過提高加工溫度來消除表面氣孔，但粒徑較小的粉體不利于滾塑成型；粉體粒徑越小，加工時間對表面氣孔數量的影響越大，延長加工時間可在一定程度上減少表面氣孔數量，但效果不明顯；加工溫度對表面氣孔數量的影響最為顯著，提高加工溫度可完全消除表面氣孔，是首選的消除滾塑制品表面氣孔的方法，但加工溫度的提高會加劇粉體熔融過程中聚合物的熱降解，降低滾塑制品的機械強度。

4、綜上，目前亟需一種過程較簡單且環(huán)境友好的滾塑成型消泡工藝，以制得具有較高機械強度的低氣孔滾塑成型制品。

技術實現思路

1、為解決現有技術中存在的交聯聚乙烯滾塑工藝成型時，成型制品中有氣孔而影響滾塑制品力學性能的問題，本發(fā)明提供了一種滾塑交聯聚乙烯材料及其制備方法和滾塑交聯聚乙烯制品。本發(fā)明通過控制各成分的加入比例，以及特殊消泡劑的使用，在保證粉末熔融成型制品拉伸和沖擊性能的前提下，改善了粉末熔融成型后的制品中氣孔較多的缺陷，使得成型制品的機械性能更優(yōu)。

2、本發(fā)明的目的之一是提供一種滾塑交聯聚乙烯材料，由包含有聚乙烯、引發(fā)劑、交聯劑、消泡劑和抗氧劑在內的組分制備而得。

3、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

4、所述消泡劑為α-羥基酮類消泡劑中的至少一種，所述α-羥基酮類消泡劑優(yōu)選具有如下述式(1)所示結構通式：

5、

6、其中，r1和r2相同或者不相同，分別獨立地為烷基、芳基的至少一種，優(yōu)選為c1-c5烷基、苯基中的至少一種；優(yōu)選地，

7、所述消泡劑為3-羥基-2-丁酮、5-羥基-4-辛酮、二苯乙醇酮中的至少一種，進一步優(yōu)選為3-羥基-2-丁酮和/或二苯乙醇酮。

8、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

9、所述聚乙烯為本領域的任意常規(guī)聚乙烯，優(yōu)選為高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯中的至少一種；優(yōu)選地，所述聚乙烯的密度為0.945-0.965g/cm3，優(yōu)選為0.955-0.965g/cm3，熔體指數(熔融指數)為5-20g/10min，優(yōu)選為10-19.5g/10min，在190℃，2.16kg載荷下測定。

10、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

11、所述引發(fā)劑為過氧類引發(fā)劑中的至少一種，優(yōu)選為過氧化二異丙苯(dcp)、1,4-雙叔丁基過氧化異丙基苯(bipb)、2,5-二甲基-2,5-雙(叔丁基過氧基)己烷(dhbp)中的一種或多種，更優(yōu)選為dcp、bipb中的一種或兩種。

12、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

13、所述交聯劑為三烯丙基異氰脲酸酯(taic)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的至少一種，優(yōu)選為三烯丙基異氰脲酸酯。

14、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

15、所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑中的至少一種，優(yōu)選為抗氧劑1076、抗氧劑1098、抗氧劑1010中的一種或多種，更優(yōu)選為抗氧劑1076、抗氧劑1010中的一種或兩種。

16、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

17、所述滾塑交聯聚乙烯材料中各組分以聚乙烯為100重量份數計，

18、引發(fā)劑0.1-1重量份；優(yōu)選為0.1-0.8重量份；更優(yōu)選為0.4-0.6重量份；

19、交聯劑0.1-1重量份；優(yōu)選為0.1-0.8重量份；更優(yōu)選為0.2-0.4重量份；

20、消泡劑0.05-1重量份；優(yōu)選為0.05-0.3重量份；更優(yōu)選為0.1-0.2重量份；進一步優(yōu)選為0.1-0.12重量份；

21、抗氧劑0.1-0.5重量份；優(yōu)選為0.1-0.3重量份；更優(yōu)選為0.1-0.15重量份。

22、本發(fā)明的一種優(yōu)選地實施方式中，

23、所述滾塑交聯聚乙烯材料中，35-80目間的滾塑交聯聚乙烯材料的粉體占總質量的70-85％，優(yōu)選為78-82％，35-60目間的滾塑交聯聚乙烯材料的粉體占總質量的45-60％，優(yōu)選為48-52％，以所述滾塑交聯聚乙烯材料總質量為100％計。

24、本發(fā)明的目的之二是提供一種本發(fā)明的目的之一的滾塑交聯聚乙烯材料的制備方法，包括將包含有所述聚乙烯、引發(fā)劑、交聯劑、消泡劑和抗氧劑在內的組分混合，然后熔融擠出并造粒的步驟；優(yōu)選地，還包括將造粒后的物料進行磨粉處理的步驟；進一步優(yōu)選地，磨粉處理后，所得滾塑交聯聚乙烯材料中，35-80目間的滾塑交聯聚乙烯材料的粉體占總質量的70-85％，優(yōu)選為78-82％，35-60目間的滾塑交聯聚乙烯材料的粉體占總質量的45-60％，優(yōu)選為48-52％，以所述滾塑交聯聚乙烯材料總質量為100％計。

25、本發(fā)明所述滾塑交聯聚乙烯材料的制備方法可采用以下具體技術方案：

26、(1)混料：將包含有聚乙烯、引發(fā)劑、交聯劑、消泡劑和抗氧劑在內的組分混勻，備用；

27、(2)擠出造粒：將步驟(1)得到的混合物料加入同向雙螺桿擠出機進行熔融擠出，并進行擠出造粒處理；擠出溫度為140-145℃，擠出機主機轉速為150-230r/min；

28、(3)磨粉：將上述步驟(2)造粒后的物料進行磨粉處理，控制35-80目間的粉體占總量的70-85％，35-60目間的粉體占總量的45-60％，即得所述滾塑交聯聚乙烯材料。

29、本發(fā)明的目的之三是提供一種滾塑交聯聚乙烯制品，由本發(fā)明的目的之一的滾塑交聯聚乙烯材料或者本發(fā)明的目的之二的制備方法所得的滾塑交聯聚乙烯材料經過滾塑成型而得；優(yōu)選地，所述滾塑成型的條件包括：水平軸方向轉速為2-8r/min，優(yōu)選為7r/min，垂直軸方向轉速為3-7r/min，優(yōu)選為4r/min，成型溫度為200-240℃，優(yōu)選為220℃，成型時間為30-45min，優(yōu)選為40min。

30、本發(fā)明所述滾塑交聯聚乙烯制品的制備過程可采用以下具體技術方案：

31、將所述滾塑交聯聚乙烯材料置于滾塑成型模具中，設定滾塑成型條件后，進行熔融交聯，并經過冷卻定型后得到所述滾塑交聯聚乙烯制品。

32、本發(fā)明對所使用的擠出設備、滾塑設備等并無特殊限制，本領域的任意公開擠出設備、滾塑設備均可適用，只要能滿足上述擠出及滾塑工藝條件即可。

33、與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果如下：

34、1、本發(fā)明的滾塑交聯聚乙烯材料的制備方法，通過控制各成分的加入比例，以及特殊消泡劑的使用，方法簡單，利于操作。

35、2、本發(fā)明的滾塑交聯聚乙烯材料的制備方法中，特殊消泡劑的加入不僅改善了粉末熔融成型后的制品中氣孔較多的缺陷，還提高了制品拉伸和沖擊性能，使得成型制品的性能更優(yōu)。