專利名稱：一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚乙烯交聯(lián)管技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管及其制備方法。
背景技術(shù)：
高密度聚乙烯，具有高強度、耐腐蝕、抗沖擊性能、低摩擦系數(shù)等性能，用其制成的管材具有較好耐壓、耐環(huán)境應(yīng)力開裂、耐磨等性能，是目前使用范圍最為廣泛的一種塑料管材。但是聚乙烯材料不耐熱，使用溫度不能超過40°C，所以不能直接用于地板采暖中。但由于地板輻射采暖比傳統(tǒng)采暖方式有無可比擬的優(yōu)勢，具有以下幾個優(yōu)點I)地面溫度均勻， 室溫自下而上逐漸遞減，舒適度高；2)空氣對流減弱，有較好的空氣潔凈度；3)與傳統(tǒng)供暖方式相比，較為節(jié)能，節(jié)能幅度約為10%-20% ;4)有利于室內(nèi)裝修，增加2%-3%的室內(nèi)使用面積；5)有利于隔聲和降低樓板撞擊聲；6)高大空間采用地板輻射供暖，比其他類型的散熱器設(shè)施的效果好，熱舒適度顯著提高。正是由于上述優(yōu)點，地板輻射采暖被廣泛的應(yīng)用，因此，設(shè)計一種改性的聚乙烯材料，適于地板輻射采暖應(yīng)用，是一項重大的項目之一。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管及其制備方法。它通過物理交聯(lián)聚乙烯的復(fù)合材料，提高聚乙烯管材的耐熱性能。所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管，其特征在于由以下重量份的組分組成
聚乙烯200份，敏化劑0. 4-0. 8份，抗氧劑0. 1-0. 5份。所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管，其特征在于由以下重量份的組分組成
聚乙烯200份，敏化劑0. 5-0. 8份，抗氧劑0. 2-0. 5份。所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管，其特征在于由以下重量份的組分組成
聚乙烯200份，敏化劑0. 5-0. 6份，抗氧劑0. 2-0. 4份。所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管，其特征在于所述的聚乙烯為PE63級、PE80級或PE100 級。所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管，其特征在于所述的敏化劑包括季戊四醇三丙烯酸
酯、三聚氰酸三丙烯酯、2，4-己二炔-1，6- 二(氨基甲酸丁酯)、三烯丙基異三聚氰酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、過氧化二異丙苯、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、三羥基丙烷三丙烯酸酯、己二酸二烯丙酯、葵二酸二烯丙酯、季戊四醇四丙烯酸酯或一縮二季戊四醇六丙烯酸酯中的任意一種。所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管，其特征在于所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑330、抗氧劑300中的一種或者一種以上的混合物。所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管的制備方法，其特征在于包括如下步驟
I)取重量份數(shù)為100份聚乙烯、0. 4-0. 8份敏化劑、0. 1-0. 5份抗氧劑，通過高攪機混合均勻后，經(jīng)過雙螺桿熔融擠出造粒，得到聚乙烯混配料，所述的雙螺桿直徑為70-80_，雙螺桿長度為直徑的30-50倍，擠出造粒的擠出溫度為170-190°C ；2)將步驟I)中得到的聚乙烯混配料與剩下的100份聚乙烯混合攪拌IOmin后，直接在擠出機上擠出管材，擠出溫度為180-200°C，所述的擠出管材厚度為lmm-20mm，管材外徑為0. 05-75mm ；
3)將步驟2)中得到的管材通過高速發(fā)射器的超高速電子束進行旋轉(zhuǎn)輻照，輻照劑量為10-20Mrad，交聯(lián)后得到耐熱聚乙烯交聯(lián)管。所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管的制備方法，其特征在于步驟I)中所述的雙螺桿直徑為75mm，雙螺桿長度為直徑的40倍。所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管的制備方法，其特征在于步驟3)中超高電子束的能量為 0. 55-5Mev0所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管的制備方法，其特征在于步驟3)超高速電子束的輻照劑量為10-20Mrad。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)明通過在200份重量份的聚乙烯中添加0.4-0. 8份重量份的敏化劑，能提升聚乙烯管材的交聯(lián)度；
2)本發(fā)明通過在200份重量份的聚乙烯中添加0.1-0. 5份重量份的抗氧劑，有效防止聚乙烯材料在輻照過程中氧化降解，提升產(chǎn)品的氧化誘導(dǎo)時間；
3)本發(fā)明通過添加敏化劑和抗氧劑，不但提高了管材的凝膠含量，使交聯(lián)度達到65%以上；也提高了其氧化誘導(dǎo)時間，使氧化誘導(dǎo)時間大于20min，使管材的長期性能得到保障；而且加入的敏化劑和抗氧劑均為無毒助劑，不會影響管材的衛(wèi)生性能，使本發(fā)明的管材能應(yīng)用于供水領(lǐng)域，當(dāng)給水管用；
4)本發(fā)明的管材擠出工藝方法簡單，易于操作，先用100份聚乙烯與敏化劑、抗氧劑混合進行造粒，造粒后再將剩下的100份聚乙烯加入，混合后再擠出，而且經(jīng)過高速發(fā)射器的越高速電子束輻照，在輻照過程通過多道管線排布，采用旋轉(zhuǎn)輻照的方式，既能保證管材截面輻照的均勻性，也能保證整條管線輻照的均勻性，本發(fā)明具體限定了輻照劑量為10-20Mrad，保證了交聯(lián)度，也延長了管材的壽命，防止老化。由于輻照劑量過低，管材的交聯(lián)度達不到要求，輻照劑量過高，管材老化快，使用壽命短；
5 )本發(fā)明通過使用上述配方及制備工藝，得到的聚乙烯交聯(lián)管，耐熱性好，而且其交聯(lián)度高，交聯(lián)度達到65%以上、氧化誘導(dǎo)時間大于20min，管材的老化慢，適于長期使用。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。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I :
原料200份聚乙烯(PE80)、0. 6份三烯丙基異三聚氰酸酯、0. 3份抗氧劑300制備方法按重量份數(shù)取100份聚乙烯(PE80)、0. 6份三烯丙基異三聚氰酸酯、0. 3份抗氧劑300，將上述3種原料在高攪機內(nèi)混合均勻后，再采用雙螺桿擠出機熔融擠出，所述的雙螺桿直徑為75mm，雙螺桿長度為其直徑40倍，擠出溫度為180°C，加入聚乙烯(PE80) 200份，再繼續(xù)攪拌10分鐘后直接出料擠出D20*2. 0規(guī)格管材，擠出管材厚度為1mm，管材外徑為0. 05，送到輻照車間進行輻照，輻照劑量為15Mrad，超高電子束的能量為3Mev,即可得到耐熱性交聯(lián)聚乙烯管材。本實施例中聚乙烯用PE63級或PE100級代替PE80級；敏化劑用季戊四醇三丙烯酸酯、2，4-己二炔-1，6- 二(氨基甲酸丁酯)、三烯丙基異三聚氰酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、過氧化二異丙苯、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、三羥基丙烷三丙烯酸酯、己二酸二烯丙酯、葵二酸二烯丙酯、季戊四醇四丙烯酸酯或一縮二季戊四醇六丙烯酸酯中的任意一種代替三聚氰酸三丙烯酯；抗氧劑用抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑330、抗氧劑300中的一種或者一種以上的混合物代替抗氧劑300，且輻照劑量控制在10-20Mrad范圍內(nèi)，超高電子束的能量控制在0. 55-5Mev范圍內(nèi)，均能取得同樣的技術(shù)效果。實施例2:
原料200份聚乙烯PE63、0. 4份2，4-己二炔-1，6- 二 (氨基甲酸丁酯)、0. 2份重量比為I :1的抗氧劑300和抗氧劑1010混合物 制備方法制備工藝中，所述的雙螺桿直徑為70_，雙螺桿長度為其直徑30倍，擠出溫 度為190°C，所述的擠出管材厚度為20mm，管材外徑為75mm輻照劑量為18Mrad，超高電子束的能量為2Mev，其它工藝同實施例I。實施例3:
原料200份聚乙烯(PE100)、0. 8份季戊四醇三丙烯酸酯、0. 4份抗氧劑300制備方法制備工藝中，所述的雙螺桿直徑為80mm，雙螺桿長度為其直徑50倍，擠出溫度為170°C，輻照劑量為20Mrad，超高電子束的能量為5Mev，其它工藝同實施例I。實施例4
原料200份聚乙烯PE63、0. 5份過氧化二異丙苯、0. 5份抗氧劑300。制備方法制備工藝中，所述的雙螺桿直徑為72mm，雙螺桿長度為其直徑45倍，擠出溫度為185°C，輻照劑量為lOMrad，超高電子束的能量為0. 55Mev，其它工藝同實施例I。實施例5
原料200份聚乙烯PE63、0. 4份一縮二季戊四醇六丙烯酸酯、0. I份重量比為2 :1的抗氧劑168和抗氧劑300混合物。制備方法制備工藝中，輻照劑量為15Mrad，超高電子束的能量為IMev，其它工藝同實施例I。實施例6
原料200份聚乙烯PE63、0. 8份一縮二季戊四醇六丙烯酸酯、0. 4份重量比為I :1 :0. 5的抗氧劑168、抗氧劑1010和抗氧劑330混合物。制備方法制備工藝中，輻照劑量為16Mrad，超高電子束的能量為4Mev，其它工藝同實施例I。實施例7
原料200份聚乙烯(PE80)、0. 5份葵二酸二烯丙酯、0. 5份抗氧劑300制備方法制備方法中，所述的雙螺桿直徑為75mm，雙螺桿長度為其直徑40倍，擠出溫度為180°C，輻照劑量為15Mrad，超高電子束的能量為3Mev，其它工藝同實施例I。實施例8
原料200份聚乙烯(PE80)、0. 5份三烯丙基異三聚氰酸酯、0. 2份抗氧劑300 制備方法輻照劑量為15Mrad，超高電子束的能量為2Mev，其它工藝同實施例I。
實施例9
原料200份聚乙烯PE80、0. 8份三烯丙基異三聚氰酸酯、0. 2份重量比為I :1的抗氧劑168和抗氧劑1010混合物
制備方法輻照劑量為13Mrad，其它工藝同實施例I。實施例10
原料200份聚乙烯(PE100)、0. 4份季戊四醇三丙烯酸酯、0. 4份抗氧劑300 制備方法輻照劑量為12Mrad，其它工藝同實施例I。實施例11
原料200份聚乙烯PE100、0. 5份過氧化二異丙苯、0. 2份抗氧劑330。制備方法輻照劑量為13Mrad，其它工藝同實施例I。實施例12
原料200份聚乙烯PE100、0. 8份季戊四醇三丙烯酸酯、0. 4份抗氧劑300。制備方法輻照劑量為15Mrad，其它工藝同實施例I。將實施例1-12制備得到的耐熱聚乙烯交聯(lián)管按照國家標(biāo)準(zhǔn)進行制樣，并用國家標(biāo)準(zhǔn)要求的檢測方法對其熱穩(wěn)定性(耐熱溫度)、氧化誘導(dǎo)時間、交聯(lián)度及95度靜液壓試驗進行測試，測試結(jié)果如表I所示
表I :本發(fā)明得到管材的相關(guān)性能參數(shù)
實施例I氧化誘導(dǎo)時間/min I交聯(lián)度/%|耐熱溫度/°C I靜液壓(95°C lOOOh，o =4. 4Mpa)
143~75 110_ 無破壞—
240~74^110無破壞
3~371^110無破壞
42h 564^110無破壞
5357767_ 110無破壞
6387173^110無破壞
745~75 110_ 無破壞—
8287670.6_110無破壞
950 366.8_110無破壞
1047 I74.3一110無破壞
1127 467.9_110無破壞
1245 367.8_110無破壞普通PE80管材|52|o K 40I爆管
從上表可以看到，本發(fā)明得到的耐熱性能和交聯(lián)度遠遠大于普通的PE80管材，靜液壓(95°C lOOOh, O =4. 4Mpa)不會被破壞。
權(quán)利要求
1.一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管，其特征在于由以下重量份的組分組成 聚乙烯200份，敏化劑0. 4-0. 8份，抗氧劑0. 1-0. 5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管，其特征在于由以下重量份的組分組成 聚乙烯200份，敏化劑0. 5-0. 8份，抗氧劑0. 2-0. 5份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管，其特征在于由以下重量份的組分組成 聚乙烯200份，敏化劑0. 5-0. 6份，抗氧劑0. 2-0. 4份。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管，其特征在于所述的聚乙烯為PE63級、PE80級或PE100級。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管，其特征在于所述的敏化劑包括季戊四醇三丙烯酸酯、三聚氰酸三丙烯酯、2，4-己二炔-1，6- 二 (氨基甲酸丁酯)、三烯丙基異三聚氰酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、過氧化二異丙苯、二甲基丙烯酸四乙二醇酯、三羥基丙烷三丙烯酸酯、己二酸二烯丙酯、葵二酸二烯丙酯、季戊四醇四丙烯酸酯或一縮二季戊四醇六丙烯酸酯中的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管，其特征在于所述的抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑330、抗氧劑300中的一種或者一種以上的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管的制備方法，其特征在于包括如下步驟 1)取重量份數(shù)為聚乙烯100份、敏化劑0.4-0. 8份、抗氧劑0. 1-0. 5份，通過高攪機混合均勻后，經(jīng)過雙螺桿熔融擠出造粒，得到聚乙烯混配料，所述的雙螺桿直徑為70-80_，雙螺桿長度為直徑的30-50倍，擠出造粒的擠出溫度為170-190°C ； 2)將步驟I)中得到的聚乙烯混配料與剩下的100份聚乙烯混合攪拌IOmin后，直接在擠出機上擠出管材，擠出溫度為180-200°C，所述的擠出管材厚度為lmm-20mm，管材外徑為0.05_75mm ； 3)將步驟2)中得到的管材通過高速發(fā)射器的超高速電子束進行旋轉(zhuǎn)輻照，輻照劑量為10-20Mrad，交聯(lián)后得到耐熱聚乙烯交聯(lián)管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管的制備方法，其特征在于步驟I)中所述的雙螺桿直徑為75mm，雙螺桿長度為直徑的40倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管的制備方法，其特征在于步驟3)中超高電子束的能量為0. 55-5Mev。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管的制備方法，其特征在于步驟3)超高速電子束的輻照劑量為10-20Mrad。
全文摘要
一種耐熱聚乙烯交聯(lián)管及其制備方法，屬于聚乙烯交聯(lián)管技術(shù)領(lǐng)域。它將重量份數(shù)為100份聚乙烯、0.4-0.8份敏化劑、0.1-0.5份抗氧劑在高攪機內(nèi)混合均勻后，采用雙螺桿擠出機熔融擠出造粒，再加入聚乙烯100份，攪拌10分鐘后直接出料擠出管材，送到輻照車間進行輻照，得到耐熱性交聯(lián)聚乙烯管材。本發(fā)明通過采用上述技術(shù)，在聚乙烯中添加敏化劑和抗氧劑，提高了管材的凝膠含量，使交聯(lián)度達到65%以上；也使氧化誘導(dǎo)時間大于20min，管材的長期性能得到保障；其擠出工藝方法簡單，易于操作，得到管材的耐熱、耐老化性能好，適于長期使用。
文檔編號C08J7/12GK102977447SQ20121050272
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者梁香, 王家樂 申請人:天津市偉星新型建材有限公司