一種輻射接枝硅烷交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輻射化學(xué)和有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種輻射硅烷接枝交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚丙烯樹(shù)脂材料是通用塑料的一種，其強(qiáng)度高、產(chǎn)量大、價(jià)格低廉，越來(lái)越受到汽車、家電、腐蝕防護(hù)等很多領(lǐng)域的重視。聚丙烯屬于線性高分子，對(duì)聚丙烯進(jìn)行交聯(lián)，將線性分子轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型大分子，可以顯著提高聚丙烯的耐溫性和抗蠕變性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
[0003]聚丙烯交聯(lián)主要包括化學(xué)交聯(lián)、輻射交聯(lián)和硅烷交聯(lián)三種方式。傳統(tǒng)的化學(xué)交聯(lián)容易出現(xiàn)引發(fā)劑殘留，影響材料長(zhǎng)期穩(wěn)定性；輻射交聯(lián)則存在所需輻照劑量大，對(duì)大制品、異形件實(shí)施困難。硅烷交聯(lián)是將硅烷接枝于聚丙烯上，然后進(jìn)行水解縮合交聯(lián)。聚丙烯接枝硅烷時(shí)伴隨著較嚴(yán)重的降解反應(yīng)，導(dǎo)致接枝率不高，較難獲得高凝膠含量的制品。硅烷接枝交聯(lián)聚丙烯包括一步法和兩步法。一步法是在硅烷接枝聚丙烯時(shí)即添加抗氧劑、水解催化劑，此時(shí)抗氧劑會(huì)抑制接枝，使接枝率下降，另外接枝硅烷容易水解，原料貯存要求高。兩步法是將接枝聚丙烯作為A料，水解催化劑、抗氧劑與聚丙烯作為B料，可以減弱抗氧劑對(duì)接枝的影響，同時(shí)提高原料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，但工藝路線較長(zhǎng)，生產(chǎn)管控復(fù)雜。
[0004]為此，我們發(fā)明了一種輻射接枝硅烷交聯(lián)聚丙烯的方法，該方法可以消除傳統(tǒng)聚丙烯交聯(lián)的缺點(diǎn)，輻照劑量低，工藝流程簡(jiǎn)單，工序靈活；同時(shí)利用本方法可制造包括大型異形件、厚壁制品、各種管徑和壁厚的管道等交聯(lián)聚丙烯制品，也可用于交聯(lián)聚丙烯電纜制品O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種輻射接枝硅烷交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法，該方法可以消除傳統(tǒng)聚丙烯交聯(lián)的缺點(diǎn)，輻照劑量低，工藝流程簡(jiǎn)單，工序靈活；同時(shí)利用本方法可制造包括大型異形件、厚壁制品、各種管徑和壁厚的管道等交聯(lián)聚丙烯制品，也可用于交聯(lián)聚丙烯電纜制品。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種輻射接枝硅烷交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法，包含以下步驟:步驟一:按重量比，將聚丙烯或聚丙烯改性物70?100份、硅烷
0.2?6份、抗氧劑0.2?2份、交聯(lián)催化劑0.01?0.5份混合均勻，然后擠出造粒；步驟二:置于輻照設(shè)備中輻照I?10KGy劑量后再成型或先成型再置于輻照設(shè)備中輻照I?10KGy劑量；步驟三:在潮濕環(huán)境下自然放置或浸泡在冷水或熱水中4小時(shí)以上，即完成制品的交聯(lián)過(guò)程。
[0006]優(yōu)選的，步驟一中，還包含丙烯基彈性體，其重量比為5?30份。
[0007]優(yōu)選的，步驟一中，還包含炭黑，其重量比為0.2?5份。
[0008]優(yōu)選的，步驟一中，還包含紫外線吸收劑770，其重量比為0.1?0.8份。
[0009]優(yōu)選的，所述聚丙烯或聚丙烯改性物可以是各種密度或牌號(hào)的聚丙烯或聚丙烯改性物，也可以是幾種聚丙烯或聚丙烯與其他改性聚合物的混合物。
[0010]優(yōu)選的，所述硅烷是含有雙鍵的硅烷，且所述硅烷可以是一種含有雙鍵的硅烷，也可以是幾種含有雙鍵的硅烷的混合物。
[0011]優(yōu)選的，所述抗氧劑，是受阻酚類抗氧劑或受阻胺類抗氧劑或由受阻胺或受阻酚組成的復(fù)合抗氧劑。
[0012]優(yōu)選的，所述水解交聯(lián)催化劑是有機(jī)錫化合物，可以是一種有機(jī)錫化合物，也可以是幾種有機(jī)錫化合物的混合物。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、與傳統(tǒng)化學(xué)交聯(lián)相比，本發(fā)明不使用過(guò)氧化物弓I發(fā)劑，無(wú)過(guò)氧化物殘留；
2、與普通硅烷接枝交聯(lián)相比，本發(fā)明采用輻射接枝，接枝率與硅烷含量和輻照劑量成增函數(shù)關(guān)系，抗氧劑影響小，交聯(lián)度控制方便，在較大范圍內(nèi)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整；
3、可以一步法制料造粒，還可以原料直接混合加工成型后輻照，省去造粒過(guò)程，加工工藝簡(jiǎn)單；
4、本發(fā)明中聚丙烯復(fù)合物粒子在輻照前干燥條件下密封包裝可存放任意長(zhǎng)時(shí)間，如果包裝破損或物料吸潮，可干燥后重新添加硅烷進(jìn)行造粒，無(wú)需擔(dān)心聚丙烯粒子存放期間發(fā)生交聯(lián)；
5、本發(fā)明采用的輻射源，可以是鈷-60源，也可以是電子加速器，均能完成各種規(guī)格形狀聚丙烯交聯(lián)產(chǎn)品的生產(chǎn)；
6、本發(fā)明降低了聚丙烯交聯(lián)所需的輻照劑量，比傳統(tǒng)的輻照交聯(lián)聚丙烯所需劑量小很多，約為后者的十分之一，輻照加工效率高；
7、本發(fā)明可制成任意形狀和尺寸的交聯(lián)聚丙烯制品。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0015]實(shí)施例1
一種輻射硅烷接枝交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法:聚丙烯或聚丙烯混合物100份(重量計(jì)，下同)，硅烷單體KH570 0.2?5.0份，抗氧劑1010 0.1?1.0份，輔助抗氧劑168
0.1?1.0份，水解交聯(lián)催化劑二月桂酸丁基錫0.01-0.5份，將以上物料在高速混合機(jī)中混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，經(jīng)干燥后裝入防潮袋中密封包裝，將造好的聚丙烯混合粒子連包裝物在鈷源輻照I?10KGy劑量，將輻照好的聚丙烯粒子在單螺桿擠出機(jī)擠出成壁厚為5_管子，浸泡在冷水中14天后取出晾干，可獲得凝膠含量為50%的交聯(lián)聚丙烯制品。
[0016]實(shí)施例2
一種輻射硅烷接枝交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法:聚丙烯75份(重量計(jì)，下同)，丙烯彈性體5?30份，硅烷單體KH570 0.2?5.0份，抗氧劑1010 0.1?1.0份，輔助抗氧劑168 0.1?0.5份，水解交聯(lián)催化劑二月桂酸丁基錫0.01?0.5份，炭黑0.2?3.0份，將以上物料在高速混合機(jī)中混合均勻，用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行造粒，將粒子干燥后裝入防潮袋中進(jìn)行密封包裝，將包裝好的聚丙烯粒子放入鈷源輻照I?10KGy劑量，將輻照好的粒子用管材擠出機(jī)組中擠出壁厚為6mm以上管子，在潮濕環(huán)境中放置20天以上，可得到凝膠含量大于50%的交聯(lián)聚丙烯管道制品。經(jīng)交聯(lián)后的聚丙烯管道，其抗蠕變性比無(wú)交聯(lián)的聚丙烯管道顯著增強(qiáng)，耐壓能力增大30%，對(duì)熱敏感度顯著降低，該制品可用于120°C以下熱水管道和蒸汽管道。
[0017]實(shí)施例3
一種輻射硅烷接枝交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法:聚丙烯70?90份(重量計(jì)，下同)，EVA5?30份，硅烷單體KH570 0.2?5.0份，抗氧劑1010 0.1?1.0份，輔助抗氧劑1680.1?0.5份，紫外線吸收劑770 0.1?0.8份，水解交聯(lián)催化劑二月桂酸丁基錫0.01?0.5份，炭黑0.2?3.0份，將以上物料在高速混合機(jī)中混合均勻，用單螺桿擠出機(jī)擠出成型為厚度0.5?2.0mm厚的片材，將片材置于電子加速器內(nèi)輻照1-1OOKGy的劑量，在70°C溫水環(huán)境中浸泡4小時(shí)，脫水干燥后可得到凝膠含量大于55%的交聯(lián)聚丙烯片材制品。該交聯(lián)的聚丙烯片材具有優(yōu)異的形狀記憶功能，耐長(zhǎng)期大氣及戶外環(huán)境老化，可用于電纜修復(fù)、鋼質(zhì)管道防腐保溫等方面。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、與傳統(tǒng)化學(xué)交聯(lián)相比，本發(fā)明不使用過(guò)氧化物弓I發(fā)劑，無(wú)過(guò)氧化物殘留；
2、與普通硅烷接枝交聯(lián)相比，本發(fā)明采用輻射接枝，接枝率與硅烷含量和輻照劑量成增函數(shù)關(guān)系，抗氧劑影響小，交聯(lián)度控制方便，在較大范圍內(nèi)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整；
3、可以一步法制料造粒，還可以原料直接混合加工成型后輻照，省去造粒過(guò)程，加工工藝簡(jiǎn)單；
4、本發(fā)明中聚丙烯復(fù)合物粒子在輻照前干燥條件下密封包裝可存放任意長(zhǎng)時(shí)間，如果包裝破損或物料吸潮，可干燥后重新添加硅烷進(jìn)行造粒，無(wú)需擔(dān)心聚丙烯粒子存放期間發(fā)生交聯(lián)；
5、本發(fā)明采用的輻射源，可以是鈷-60源，也可以是電子加速器，均能完成各種規(guī)格形狀聚丙烯交聯(lián)產(chǎn)品的生產(chǎn)；
6、本發(fā)明降低了聚丙烯交聯(lián)所需的輻照劑量，比傳統(tǒng)的輻照交聯(lián)聚丙烯所需劑量小很多，約為后者的十分之一，輻照加工效率高；
7、本發(fā)明可制成任意形狀和尺寸的交聯(lián)聚丙烯制品。
[0019]以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輻射硅烷接枝交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法，其特征在于:包含以下步驟:步驟一:按重量比，將聚丙烯或聚丙烯改性物70?100份、硅烷0.2?6份、抗氧劑0.2?2份、交聯(lián)催化劑0.01?0.5份混合均勻，然后擠出造粒；步驟二:置于輻照設(shè)備中輻照I?10KGy劑量后再成型或先成型再置于輻照設(shè)備中輻照I?10KGy劑量；步驟三:在潮濕環(huán)境下自然放置或浸泡在冷水或熱水中4小時(shí)以上，即完成制品的交聯(lián)過(guò)程。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射硅烷接枝交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法，其特征在于:步驟一中，還包含炭黑，其重量比為0.2?5份。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輻射硅烷接枝交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法，其特征在于:步驟一中，還包含紫外線吸收劑770，其重量比為0.1?0.8份。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輻射硅烷接枝交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法，其特征在于:步驟一中，還包含丙烯彈性體，其重量比為20?30份。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輻射硅烷接枝交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法，其特征在于:步驟一中，還包含EVA，其重量比為10?30份。6.根據(jù)權(quán)利要求1或4或5所述的輻射硅烷接枝交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法，其特征在于:所述聚丙烯或聚丙烯改性物可以是各種密度或牌號(hào)的聚丙烯或聚丙烯改性物，也可以是幾種聚丙烯或聚丙烯與其他改性聚合物的混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輻射硅烷接枝交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法，其特征在于:所述硅烷是含有雙鍵的硅烷，且所述硅烷可以是一種含有雙鍵的硅烷，也可以是幾種含有雙鍵的硅烷的混合物。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輻射硅烷接枝交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法，其特征在于:所述抗氧劑，是受阻酚類抗氧劑或受阻胺類抗氧劑或由受阻胺或受阻酚組成的復(fù)合抗氧劑。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輻射硅烷接枝交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法，其特征在于:所述水解交聯(lián)催化劑是有機(jī)錫化合物，可以是一種有機(jī)錫化合物，也可以是幾種有機(jī)錫化合物的混合物。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種輻射接枝硅烷交聯(lián)聚丙烯而制成制品的方法，包含以下步驟：步驟一：按重量比，將聚丙烯或聚丙烯改性物70～100份、丙烯彈性體或EVA5～30份，硅烷0.2～6份、抗氧劑0.2～2份、交聯(lián)催化劑0.01～0.5份混合均勻，然后擠出造粒；步驟二：置于輻照設(shè)備中輻照1～100KGy劑量后再成型或先成型再置于輻照設(shè)備中輻照1～100KGy劑量；步驟三：在潮濕環(huán)境下自然放置或浸泡在冷水或熱水中4小時(shí)以上，即完成制品的交聯(lián)過(guò)程；該方法可以消除傳統(tǒng)聚丙烯交聯(lián)的缺點(diǎn)，輻照劑量低，工藝流程簡(jiǎn)單，工序靈活；同時(shí)利用本方法可制造包括大型異形件、厚壁制品、各種管徑和壁厚的管道等交聯(lián)聚丙烯制品，也可用于交聯(lián)聚丙烯電纜制品。
【IPC分類】C08K3/04, C08L23/12, C08J3/28, C08J3/24, C08L23/08
【公開(kāi)號(hào)】CN104910397
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510300134
【發(fā)明人】范小銀, 劉長(zhǎng)海
【申請(qǐng)人】江蘇寶力泰新材料科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月4日