專利名稱：硅烷交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合材料及制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子聚合物復(fù)合材料及其制法在本發(fā)明以前，對于耐熱水管、燃?xì)夤艿?、暖氣管道、有腐蝕性液體管道、壓縮空氣輸送管道等，多采用金屬制品管道，有鋼管、鑄鐵管、不銹鋼管等，很少采用高分子材料制成的管道，如塑料管、橡膠管。德國UNICOR公司最先將高分子材料制成的管材應(yīng)用于上述領(lǐng)域中，并實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，但他們所應(yīng)用的材料及其制取工藝未見報導(dǎo)。目前已有技術(shù)交聯(lián)聚乙烯的復(fù)合材料，其交聯(lián)基體材料為低密度聚乙烯(LDPE)，采用化學(xué)交聯(lián)劑或輻射片交聯(lián)，一步法進(jìn)行，化學(xué)交聯(lián)劑通常有過氧化二異丙苯，過氧化苯甲酰，其制成的復(fù)合材料質(zhì)量不均勻，制品強度較低，工藝不易控制，不易達(dá)到鋁塑復(fù)合材料的性能。
本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的不足，提出了新的技術(shù)方案，提供了兩步法制作工藝，即第一步用硅烷對中密度或高密度聚乙烯進(jìn)行接枝反應(yīng)，第二步在催化劑作用下進(jìn)行水解反應(yīng)，而后兩步的制成料混合擠出造粒，即成本發(fā)明的復(fù)合材料。
本發(fā)明的要點是第一步配方為(重量％)中密度聚乙烯(MDPE) 98.9--85硅烷交聯(lián)劑(Si) 0.1--10相容劑(CPE) 1--5配方中的硅烷交聯(lián)劑是指氨基丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷(環(huán)氧丙氧型或甲基丙烯酰氧基型)、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氧基乙氧基硅烷，任取一種應(yīng)用于配方中，百分比不變；配方中的中密度聚乙烯可用等百分比的高密度聚乙烯(HDPE)代替；配方中的相容劑采用氯化聚乙烯(CPE)，也可用等重量份的氯化聚丙烯或三元乙丙酸代替。
上述配方中各組分經(jīng)充分混合后在單螺桿或雙螺桿擠出機中擠出造粒。
第二步配方為(重量％)中密度聚乙烯(MDPE) 98.9--85催化劑 0.1--10促進(jìn)劑 1--5配方中的中密度聚乙烯可用等重量份的高壓聚乙烯代替；催化劑是指硫醇銻類、鉛鹽類、金屬皂類、錫類、鋇類、鈣類，任取一種應(yīng)用于配方中，其重量份不變；促進(jìn)劑是指氧化鎂類、氧化鋅類，任取一種用于配方中，其重量份不變。
上述配方中各組分經(jīng)充分混合后，在單螺桿或雙螺桿擠出機中擠出造粒。
應(yīng)該指出第一步和第二步的物料充分混合是分別在轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/分的高速捏合機中混合10分鐘后，加到單螺桿或雙螺桿擠出機中造粒，擠出機的五段溫度為120--140--170--180--200℃，螺桿轉(zhuǎn)速為25轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿長徑比為32∶1。
最后，再將上述第一步、第二步的制出粒料按下列比例(重量％)混合第一步制出料 99.9--90第二步制出料 0.1--10混合均勻后，在單螺桿或雙螺桿擠出機中擠出造粒，即成為本發(fā)明的硅烷交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合材料，將這些復(fù)合材料使用塑料加工設(shè)備，可制成管材、板材、耐高壓電纜料等；若制作鋁塑復(fù)合管時，將上述復(fù)合材料直接通過共擠出機頭擠成管，將鋁片折疊成管套在其上，外側(cè)再套上直徑稍大的復(fù)合材料管，在鋁管和兩層塑料管之間，通過另一臺擠出機擠入熱熔粘膠劑，即得到五層鋁塑復(fù)合管，可用于耐熱水管、燃?xì)夤?、輸送壓縮空氣管等。
本發(fā)明的硅烷交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合材料與已有技術(shù)的復(fù)合材料相比具有如下優(yōu)點，已有技術(shù)的復(fù)合材料只單純地應(yīng)用在塑料材料中，而本發(fā)明的復(fù)合材料，可應(yīng)用在鋁塑復(fù)合材料中，應(yīng)用范圍廣，制品強度和物理機械性能高，工藝條件易控制，產(chǎn)品重量好。
具體實施例方式第一步將100千克高密度聚乙烯、100克氨基丙基三乙氧基硅烷、1000克氯化聚乙烯在轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/分鐘的高速捏合機中混合10分鐘后，加到雙螺桿擠出機中造粒，五段溫度為120--140--170--180--200℃，螺桿轉(zhuǎn)速為25轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿長徑比為32∶1。
第二步將100千克中密度聚乙烯、100克巰基酸酯銻、500克氧化鎂在上述條件下混合，擠出造粒。
然后將100千克第一步料和1千克第二步料同樣在上述工藝條件下混合，擠出造粒，即成為本發(fā)明復(fù)合材料，而后在鋁塑五層復(fù)合管專用設(shè)備中擠出管材，即得到硅烷交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合管材。
本發(fā)明材料性能符合意大利產(chǎn)polidanT/A 12692--PE和ISOPlasP471--PE產(chǎn)品要求軟化點 120--130℃分解溫度 ＞300融化點 130--140密度 0.95g/cm3熔融指數(shù)(190℃5kg) 1.5～2成品交聯(lián)度 ＞65％制成品管材性能符合ASPM F1281《PEX--AL--PEX壓力管》性能要求粘接性 交聯(lián)聚乙烯與鋁之間無分層表觀拉伸強度 ≥2500N爆破壓力 4.0MPa持久壓力(93℃2.0Mpa) 500小時交聯(lián)度 ≥65％
權(quán)利要求
1.一種硅烷交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合材料，它包括第一步配方、第二步配方和第一步、第二步制出料混合后及鋁片熱熔粘膠劑組合而成，其特征在于第一步配方為(重量％)中密度聚乙烯(MDPE) 98.9--85硅烷交聯(lián)劑(Si) 0.1--10相容劑(CPE) 1--5第二步配方為(重量％)中密度聚乙烯(MDPE) 98.9--85催化劑 0.1--10促進(jìn)劑 1--5第一步、第二步的制出料比例(重量％)第一步制出料 99.9--90第二步制出料 0.1--10
2.按照權(quán)利要求所述的硅烷交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合材料，其特征在于中密度聚乙烯(MDPE)可用等重量份的高密度聚乙烯代替。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的硅烷交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合材料，其特征在于配方中的硅烷交聯(lián)劑是指氨基丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷(環(huán)氧丙氧型或甲基丙烯酰氧基型)、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氧基硅烷，任取一種用于配方中，百分比不變。
4.按照權(quán)利要求1或2所說的硅烷交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合材料，其特征在于相容劑(CPE)，可用等重量份的氯化聚丙烯或三元乙丙酸代替。
5.按照權(quán)利要求1或2所說的硅烷交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合材料，其特征在于催化劑是指硫醇銻類、鉛鹽類、金屬皂類、錫類、鋇類、鈣類，任取一種用于配方中，重量份不變。
6.按照權(quán)利要求1或2所說的硅烷交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合材料，其特征在于促進(jìn)劑是指氧化鎂類、氧化鋅類，任取一種用于配方中，其重量份不變。
7.一種硅烷交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合材料的制法，是按照權(quán)利要求1或2所述配方，按以下步驟進(jìn)行(1)將第一步配方和第二步配方分別置于轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/分鐘的高速捏合機中混合10分鐘后，分別加到單螺桿或雙螺桿擠出機中造粒，擠出機的五段溫度為120--140--170--180--200℃，螺桿轉(zhuǎn)速為25轉(zhuǎn)/分鐘，螺桿長徑比為32∶1；(2)將步驟(1)中，第一步配方制出料的99.9--90％(重量％)和第二步配方制出料的0.1--10％(重量％)置于步驟(1)中的捏合機中，在上述工藝條件下混合，擠出造粒；(3)將步驟(2)中的造粒料制成管材，將鋁片折疊成管套在管材上，外側(cè)再套上直徑稍大的復(fù)合管材；(4)通過另一臺擠出機，在鋁管和兩層塑料管之間擠入熱熔粘膠劑，即得到五層鋁塑復(fù)合管。
全文摘要
一種硅烷交聯(lián)聚乙烯鋁塑復(fù)合材料及制法,它是兩步法制作工藝,第一步用硅烷對高密度或中密度聚乙烯進(jìn)行接枝反應(yīng),第二步在催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng),而后將兩步制成料混合擠出造粒即成。用這種復(fù)合材料制成管材,在管材外側(cè)套上或折疊成鋁薄管,再在鋁管外套上一復(fù)合材料管,通過擠出機在鋁管和兩層塑管之間,擠入熱熔粘膠劑即成五層鋁塑復(fù)合管,可用于制造自來水管、熱水管、暖氣管、制冷媒體輸送管、耐化學(xué)品腐蝕管、油田管、煤氣管等。是一種科技含量高,用途廣泛的新型高分子材料。
文檔編號B29D23/00GK1195673SQ98110179
公開日1998年10月14日 申請日期1998年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月24日
發(fā)明者潘炯璽, 王斌, 段予忠, 劉新民, 潘迥騁, 晉蘭珍, 葛濤, 江培青, 楊金平, 葉林忠 申請人:青島化工學(xué)院高分子工程材料研究所