專利名稱：一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工程塑料用母粒技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于硅烷交聯(lián)聚乙烯管材，能加快交聯(lián)速度和改善擠出加工性能的硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒及其制備方法和用途。
背景技術(shù)：
PEX材料有較好的耐熱性、耐蠕變性能，目前市面上普通的硅烷交聯(lián)料主要是用來生產(chǎn)小口徑的管材(D20-25)，大口徑PEX管材(D110-315)的生產(chǎn)、應(yīng)用在國內(nèi)還是空白。普通兩步法硅烷交聯(lián)AB料生產(chǎn)管材，在生產(chǎn)過程中，會存在凝膠和設(shè)備積料的問題，因此設(shè)備需要定期的清理，連續(xù)性生產(chǎn)周期較短；從設(shè)備上改進成本較大而且不能與普通的PE管材擠出設(shè)備通用，因此給生產(chǎn)廠家增加了成本；另外普通的硅烷交聯(lián)管材擠出后需要水煮， 才能在短時間內(nèi)完成交聯(lián)，該工序增加了場地投入和能源消耗。尤其是在擠出生產(chǎn)大口徑、壁厚交聯(lián)管材過程中，上述兩個問題更加突出，限制了 PEX管材在大口徑管道領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，改善普通硅烷交聯(lián)料的交聯(lián)速度和加工性能，實現(xiàn)大口徑PEX管材的硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒及其制備方法和用途。所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于其組份及重量份數(shù)如下
高密度聚乙烯100份吸附劑25-35份 潤滑劑5-10份抗氧劑2-5份
光穩(wěn)定劑 2-5份交聯(lián)促進劑3-6份。其中高密度聚乙烯選用PE80管材級，作為母粒載體、吸附劑用于吸附低分子物質(zhì)、潤滑劑改善普通硅烷料加工性能和管材的表觀、抗氧劑為了防止聚乙烯材料在加工過程和使用過程中氧化降解、光穩(wěn)定劑提高管材在露天使用的抗老化性能、交聯(lián)促進劑用于加速管材的交聯(lián)速度。所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于其組份及重量份數(shù)如下
高密度聚乙烯100份吸附劑30份 潤滑劑8份抗氧劑4份
光穩(wěn)定劑 4份交聯(lián)促進劑5份。所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于所述的吸附劑為多孔狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物，其粒徑為1000-3000目。所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于所述的潤滑劑質(zhì)量比為1:1的N，N-已撐雙硬脂酰胺和高分子量聚二甲基硅氧烷的混合物。所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于所述的高分子量聚二甲基娃氧燒分子量為40-80萬。所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168或抗氧劑330中的任意一種或一種以上的混合物。所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于所述的光穩(wěn)定劑為2-(3’，5’- 二特丁基-2’-羥基苯基)5氯苯并三唑、雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯或質(zhì)量比為1:1的上述兩者的混合物。所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于所述的交聯(lián)促進劑為對叔丁基苯甲酸。所述的硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒的制備方法，其特征在于(I)將25-35份 吸附劑在80°C的條件下，在高混機中按轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)/分下攪拌5分鐘，靜置冷卻至室溫；
(2)接著將100份高密度聚乙烯、3-8份潤滑劑、2-5份抗氧劑、2-5份光穩(wěn)定劑和3_6份交聯(lián)促進劑加入高混機中，在轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分的工藝下攪拌3分鐘；(3)攪拌好后的料，再經(jīng)雙螺桿熔融擠出造粒，造粒工藝為溫度180-200°C，雙螺桿轉(zhuǎn)速300-400轉(zhuǎn)/分，造粒好后，同步進行干燥，在80°C下干燥4小時候后真空包裝，得到成品硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒。所述的硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒在大口徑硅烷交聯(lián)聚乙烯管材的擠出成型中的應(yīng)用。通過采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下
1)本發(fā)明添加粒徑1000-3000目的多孔狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物作為吸附劑，用于在管材加工過程中吸附殘留的硅烷，減少凝膠，而且在管材擠出后繼續(xù)吸附空氣中的水分，提供硅烷交聯(lián)所需的水分，加速管材的交聯(lián)，管材無需水煮，這對大口徑壁厚管材的生產(chǎn)尤為重要；
2)本發(fā)明通過添加質(zhì)量比為1:1的N，N-已撐雙硬脂酰胺和高分子量(40-80萬)聚二甲基硅氧烷的作為潤滑劑，不但可以節(jié)約成本，而且能產(chǎn)生協(xié)同效果，在塑料與金屬間形成潤滑層，提高管材內(nèi)外表面的光潔度，減輕了口芯模的積料的問題，延長了管材生產(chǎn)的穩(wěn)定周期；
3)本發(fā)明的功能母粒能縮短成品的交聯(lián)時間，無需熱水池或蒸汽房工序，無需更換現(xiàn)有管材擠出設(shè)備，且能大大改善擠出成品管的表觀及加工性能，給管道生產(chǎn)廠家?guī)砹撕艽蟮谋憷?br> 4)本發(fā)明的功能母粒制備方法簡單、適于工業(yè)化生產(chǎn)，而且將其用于大口徑硅烷交聯(lián)聚乙烯管材的擠出成型，管材加工穩(wěn)定性好，得到的管材伸長率及交聯(lián)度速度均遠遠優(yōu)于普通硅烷交聯(lián)管材，且對其拉伸強度并無影響，而且可以根據(jù)不同的設(shè)備和管材規(guī)格進行添加，可直接在普通硅烷交聯(lián)料中添加2-5%該母粒，攪拌均勻后便可擠出管材。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案及效果作進一步的描述。但是，所使用的具體方法、配方和說明并不是對本發(fā)明的限制。
實施例子1:將高密度聚乙烯(PE80) 100份，多孔狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物1250目25份，質(zhì)量比為1:1的N，N-已撐雙硬脂酰胺和高分子量(50萬)聚二甲基硅氧烷的混合物5份，抗氧劑1010和抗氧劑168各I份，光穩(wěn)定劑2-(3’，5’ - 二特丁基-2’ -羥基苯基)5氯苯并三唑和雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯各I份，交聯(lián)促進劑對叔丁基苯甲酸3份。其制備方法如下將25份1250目多孔狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物在80°C的條件下，在高混機中按轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)/分下攪拌5分鐘，靜置冷卻至室溫；接著將100份高密度聚乙烯(PE80)、5份質(zhì)量比為1:1的N，N-已撐雙硬脂酰胺和高分子量(50萬)聚二甲基硅氧烷的混合物、各I份的抗氧劑1010和抗氧劑168、各I份的2-(3’，5’ - 二特丁基-2’ -羥基苯基)5氯苯并三唑和雙(2，2，6，6- 四甲基哌啶基)癸二酸酯各I份和3份對叔丁基苯甲酸加入上述高混機中，在轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分的工藝下攪拌3分鐘；再用雙螺桿擠出機熔融擠出，造粒工藝為溫度180°C，雙螺桿轉(zhuǎn)速400轉(zhuǎn)/分，造粒好后，同步進行干燥，在80°C下干燥4小時候后真空包裝，得到成品硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，并將該母粒用于大口徑硅烷交聯(lián)聚乙烯管材的擠出成型，即在普通的硅烷交聯(lián)接枝料中添加3. 5%該功能母粒，攪拌均勻后直接擠出管材，連續(xù)擠出口徑為160mm，SDR17管材并觀察內(nèi)外表觀質(zhì)量，記錄穩(wěn)定生產(chǎn)時間，結(jié)果列于表I。擠出管材在環(huán)境溫度23度、相對濕度為50%的條件下,放置30天后測試管材交聯(lián)度和力學(xué)性能，結(jié)果列于表2。上述實施例中吸附劑選用粒徑為1000-3000目的任意粒徑代替粒徑為1250目的的多孔狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物、所述的潤滑劑中選用分子量50萬高分子量聚二甲基硅氧烷替代；抗氧劑用抗氧劑1010、抗氧劑168或抗氧劑330中的任意一種或一種以上的混合物代替抗氧劑1010和抗氧劑168的混合物、光穩(wěn)定劑用2-(3’，5’ - 二特丁基-2’ -羥基苯基)5氯苯并三唑或雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯代替其混合物均能取得同樣的技術(shù)效果。實施例2 :將高密度聚乙烯(PE80) 100份，多孔狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物1000目35份，質(zhì)量比為1:1的N，N-已撐雙硬脂酰胺和高分子量(40萬)聚二甲基硅氧烷的混合物10份，抗氧劑330 5份，光穩(wěn)定劑2-(3’，5’- 二特丁基-2’-羥基苯基)5氯苯并三唑5份，交聯(lián)促進劑對叔丁基苯甲酸6份。其制備方法及應(yīng)用同實施例1，其中雙螺桿熔融擠出造粒溫度200°C，雙螺桿轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分。實施例3 :將高密度聚乙烯(PE80) 100份，多孔狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物3000目30份，質(zhì)量比為1:1的N，N-已撐雙硬脂酰胺和高分子量(80萬)聚二甲基硅氧烷的混合物8份，抗氧劑1010 4份，光穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯4份，交聯(lián)促進劑對叔丁基苯甲酸5份。其制備方法及應(yīng)用同實施例1，其中雙螺桿熔融擠出造粒溫度190°C，雙螺桿轉(zhuǎn)速280轉(zhuǎn)/分。實施例4 :同實施例1，其中多孔狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物的粒徑為2000目，用量為30份，應(yīng)用擠出的管材性能測試結(jié)果見表1、2。實施例5 :同實施例1，其中多孔狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物粒徑為2500目，用量為35份，應(yīng)用擠出的管材性能測試結(jié)果見表1、2。
實施例6 :同實施例1，其中潤滑劑1:1的N，N-已撐雙硬脂酰胺和高分子量(50萬)聚二甲基硅氧烷的混合物的添加量各增加到5份，應(yīng)用擠出的管材性能測試結(jié)果見表1、2。實施例7 :在例I中提高功能母粒的添加比例至5%，其他工藝相同，結(jié)果列于表1、2
表I為實施例1-7的管材加工穩(wěn)定性
權(quán)利要求
1.一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于其組份及重量份數(shù)如下 高密度聚乙烯100份吸附劑25-35份 潤滑劑5-10份抗氧劑2-5份 光穩(wěn)定劑 2-5份交聯(lián)促進劑3-6份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于其組份及重量份數(shù)如下 高密度聚乙烯100份吸附劑30份 潤滑劑8份抗氧劑4份 光穩(wěn)定劑 4份交聯(lián)促進劑5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于所述的吸附劑為多孔狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物，其粒徑為1000-3000目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于所述的潤滑劑質(zhì)量比為1:1的N，N-已撐雙硬脂酰胺和高分子量聚二甲基硅氧烷的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于所述的高分子量聚二甲基硅氧烷分子量為40-80萬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168或抗氧劑330中的任意一種或一種以上的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于所述的光穩(wěn)定劑為2-(3’，5’ - 二特丁基_2’ -羥基苯基)5氯苯并三唑、雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯或質(zhì)量比為1:1的上述兩者的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒，其特征在于所述的交聯(lián)促進劑為對叔丁基苯甲酸。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒的制備方法，其特征在于(I)將25-35份吸附劑在80°C的條件下，在高混機中按轉(zhuǎn)速為700轉(zhuǎn)/分下攪拌5分鐘，靜置冷卻至室溫；(2)接著將100份高密度聚乙烯、3-8份潤滑劑、2-5份抗氧劑、2-5份光穩(wěn)定劑和3-6份交聯(lián)促進劑加入高混機中，在轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分的工藝下攪拌3分鐘；(3)攪拌好后的料，再經(jīng)雙螺桿熔融擠出造粒，造粒工藝為溫度180-200°C，雙螺桿轉(zhuǎn)速300-400轉(zhuǎn)/分，造粒好后，同步進行干燥，在80°C下干燥4小時候后真空包裝，得到成品硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒在大口徑硅烷交聯(lián)聚乙烯管材的擠出成型中的應(yīng)用。
全文摘要
一種硅烷交聯(lián)聚乙烯管材用功能母粒及其制備方法和用途，屬于工程塑料用母粒技術(shù)領(lǐng)域。它由100份高密度聚乙烯、25-35份吸附劑、5-10份潤滑劑、2-5份抗氧劑、2-5份光穩(wěn)定劑及3-6份交聯(lián)促進劑經(jīng)高攪機攪拌、雙螺桿擠出、造粒等得到該功能母粒，并用于大口徑硅烷交聯(lián)聚乙烯管材的擠出成型。本發(fā)明的功能母粒制備方法簡單、適于工業(yè)化生產(chǎn)，而且將其用于大口徑硅烷交聯(lián)聚乙烯管材的擠出成型，管材加工穩(wěn)定性好，得到的管材伸長率及自交聯(lián)度速度均遠遠優(yōu)于普通管材，本功能母粒給管道生產(chǎn)廠家?guī)砹吮憷梢愿鶕?jù)不同的設(shè)備和管材規(guī)格進行添加，可直接在普通硅烷交聯(lián)料中添加2-5%該母粒，攪拌均勻后便可擠出管材。
文檔編號C08K5/3435GK103012931SQ201210555668
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者張偉嬌, 高莉, 陸國強 申請人:浙江偉星新型建材股份有限公司