提高固相一步法生產矽烷交聯聚乙烯效率的方法

2023-09-11 17:26:25 3

專利名稱：提高固相一步法生產矽烷交聯聚乙烯效率的方法
技術領域：
本發明涉及一種固相一步法生產矽烷交聯聚乙烯的方法
背景技術：
固相一步法生產矽烷交聯聚乙烯的原理是將聚乙烯、矽烷、引發劑、催化劑、抗氧 劑等通過高速混合機混合均勻後打包得到產品。產品再由電纜廠在擠出機的後半段熔融均 化，並進行接枝，擠出成型後在水分子參與的條件下完成最後的交聯。傳統的一步法將所有原料一次性投入高速混合機中混合後即打包得產品，此法造 成矽烷在聚乙烯中的吸收速度太慢，導致生產效率不高，產量替補上去；而且矽烷、引發劑、 催化劑在一起高速混合的過程會聚乙烯提前出現預交聯的情況，導致產品性能下降，儲存 周期縮短。

發明內容
本發明的目的在於提供一種提高固相一步法生產矽烷交聯聚乙烯效率的方法，以 克服現有技術的上述缺陷。本發明的方法，包括如下步驟(1)將聚乙烯粒子置於混合機中打磨，混合機轉速為1500 3000rpm，溫度為 10 30°C，打磨時間為1 10分鐘，獲得打磨好的聚乙烯粒子；所述混合機，包括殼體、設置在殼體中的攪拌裝置和設置在殼體內壁的折流板，所 述混合機中，設有2 4片折流板；進一步，所述折流板的表面設有凹槽和孔洞；最優選的，混合機設有3片表面有條形凹槽和3個菱形孔洞的折流板，轉速為 2000rpm,溫度30°C，混合時間8s採用上述結構的混合機，可加強聚乙烯粒子與折流板的摩擦，使得原本光滑的粒 子表面變得粗糙，增加其比表面積以達到加快吸收矽烷的目的；(2)將打磨好的聚乙烯粒子與復配矽烷混合，獲得聚乙烯粒子與復配矽烷的混合 物；所述復配矽烷由如下重量份數的組分組成矽烷偶聯劑100份，引發劑1 10份;將引發劑和矽烷偶聯劑混合，即可獲得復配矽烷所述引發劑選自過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化二苯甲醯(BPO)或過氧化苯甲酸 叔丁酯(TBPB)中的一種以上；所述矽烷偶聯劑選自乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基甲氧乙 氧基矽烷、乙烯基二甲氧基矽烷或乙烯基二乙氧基甲烷中的一種以上；(3)將聚乙烯樹脂、催化劑和抗氧劑混合，獲得含催化劑的母粒；重量份數為聚乙烯樹脂100份，催化劑0. 5 5份，抗氧劑0. 1 1份；
所述的催化劑為鹽酸、硫酸、硫酸、草酸、醋酸、苯磺酸、萘磺酸、烷基磺酸、苯甲酸、 烷基苯磺酸或月桂酸與錫的化合物中的一種以上；優選的為十二烷基苯磺酸；所述的抗氧劑為1098 (N，N' _1，6_亞己基-雙[3_ (3，5_ 二叔丁基_4_羥基苯基) 丙醯胺)、300(4，4'-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚))、1010(四(3-(3'，5' - 二叔丁 基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯)、168(亞磷酸三(2，4_ 二叔丁基苯基)酯)、雙酚A 或DLTP (硫代二丙酸二月桂酯)中的一種以上。(4)將含催化劑的母粒與步驟( 所述的混合物，置於混合機中混合分散獲得產
品；所述聚乙烯為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯及 超低密度聚乙烯中的一種以上；高密度聚乙烯的密度為0. 941 0. 965g/cm3,低密度聚乙烯的密度為0. 910 0. 925g/cm3，，超低密度聚乙烯的密度為低於0. 910g/cm3 ；各個組分的重量份數為聚乙烯100份，含催化劑的母粒3 8份，復配矽烷0. 1 1份；優選的，各個組分的重量份數為聚乙烯100份，含催化劑的母粒5份，復配矽烷0. 21份；需要說明的是，上述的組分配比，均為本領域常規的配比，在相關的手冊上均有詳 細的報導，本發明的實質改進在於，細化了工藝，改進了混合機的結構。本發明通過細化工藝，改進混合機的結構，達到提高固相一步法生產矽烷交聯聚 乙烯的生產效率的目的，並延長了儲存周期。


圖1為混合機結構示意圖。圖2為折流板機結構示意圖。
具體實施例方式參見圖1和圖2，所述混合機，包括殼體1、設置在殼體1中的攪拌裝置2和設置在 殼體1內壁的折流板3，折流板的數量為2 4片，優選的，所述折流板的表面設有凹槽4和 孔洞5 ；最優選的，折流板為3片，表面有條形凹槽和3個菱形孔洞。實施例1(對比實施例)各原料組分重量配方為低密度聚乙烯樹脂100KG ；乙烯基三甲氧基矽烷0. 2KG ；DCPO. 01KG。催化劑母粒原料配比為低密度聚乙烯樹脂100KG ；十二烷基苯磺酸0. 5KG ；抗氧劑(1010)0. 5KG。低密度聚乙烯樹脂的0. 918g/cm3。將所有原料投入常規的混合機中，混合後物料放入料倉打包。實施例2各原料組分重量配方為低密度聚乙烯樹脂100KG ；乙烯基三甲氧基矽烷0. 2KG ；DCPO. 01KG。
催化劑母粒原料配比為低密度聚乙烯樹脂100KG ；烷基苯磺酸0. 5KG ；抗氧劑(1010)0. 5KG。混合機採用圖1的結構，換裝3片同例1的沒有凹槽或者孔洞的折流板，製備方 法(1)將聚乙烯粒子置於混合機中打磨，混合機轉速為1500rpm，溫度為30°C，打磨 時間為8分鐘，獲得打磨好的聚乙烯粒子；(2)將打磨好的聚乙烯粒子與復配矽烷混合，獲得聚乙烯粒子與復配矽烷的混合 物；將聚乙烯、乙烯基三甲氧基矽烷引發劑和DCP混合，即可獲得復配矽烷(3)將聚乙烯樹脂、十二烷基苯磺酸和抗氧劑(1010)混合，獲得含催化劑的母粒；(4)將含催化劑的母粒與步驟( 所述的混合物，置於混合機中混合分散獲得產
ρ
BFI ；實施例3各原料組分重量配方為低密度聚乙烯樹脂100KG ；乙烯基三甲氧基矽烷0. 2KG ； DCPO. OlKG0催化劑母粒原料配比為低密度聚乙烯樹脂100KG ；十二烷基苯磺酸0. 5KG ；抗氧 劑(1010)0. 5KG。混合機I換裝3片表面有條形凹槽的折流板，如圖1和圖2，設定轉速1500rpm，溫 度30°C，混合時間8s。製備方法同實施例2。實施例4各原料組分重量配方為低密度聚乙烯樹脂100KG ；乙烯基三甲氧基矽烷0. 2KG ；DCPO. 01KG。催化劑母粒原料配比為低密度聚乙烯樹脂100KG ；十二烷基苯磺酸0. 5KG ；抗氧劑(1010)0. 5KG。混合機換裝3片表面有條形凹槽和3個菱形孔洞的折流板，設定轉速1500rpm，溫 度30°C，混合時間8s。製備方法同實施例2實施例5各原料組分重量配方為低密度聚乙烯樹脂100KG ；乙烯基三甲氧基矽烷0. 2KG ；DCPO. 01KG。催化劑母粒原料配比為低密度聚乙烯樹脂100KG ；十二烷基苯磺酸0. 5KG ；抗氧劑(1010)0. 5KG。混合機換裝3片表面有條形凹槽和3個菱形孔洞的折流板，設定轉速2000rpm，溫 度30°C，混合時間8s。製備方法同實施例2。實施例6對實施例1 5的產品採用如下的方法進行評價聚乙烯樹脂吸收矽烷的速度通過對成品的平行雙螺杆擠出餵料機的校量數據對 比得出，因為如果矽烷吸收不充分，樹脂的表面則由於矽烷的存在而顯得比較滑膩，在擠出餵料的過程容易滑移，造成在相同的時間內，同樣的螺杆轉速下擠出的物料重量有所不同。 下表為例1 例5成品放置不同時間下在長徑比為35、螺杆轉速為20rpm的30#平行雙螺 杆餵料機上擠出IOmin的重量(單位KG)。
權利要求
1.提高固相一步法生產矽烷交聯聚乙烯效率的方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)將聚乙烯粒子置於混合機中打磨，獲得打磨好的聚乙烯粒子；所述混合機中，設有2 4片折流板；(2)將打磨好的聚乙烯粒子與復配矽烷混合，獲得聚乙烯粒子與復配矽烷的混合物；(3)將聚乙烯樹脂、催化劑和抗氧劑混合，獲得含催化劑的母粒；(4)將含催化劑的母粒與步驟( 所述的混合物，置於混合機中混合分散獲得產品。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(1)中，混合機轉速為1500 3000rpm，溫度為10 30°C，打磨時間為1 10分鐘。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述折流板的表面設有凹槽和孔洞。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，混合機設有3片表面有條形凹槽和3個菱 形孔洞的折流板，轉速為2000rpm，溫度30°C，混合時間8s。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述復配矽烷由如下重量份數的組分組 成矽烷偶聯劑100份，引發劑1 10份;將引發劑和矽烷偶聯劑混合，即可獲得復配矽烷所述引發劑選自過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化二苯甲醯(BPO)或過氧化苯甲酸叔丁 酯(TBPB)中的一種以上；所述矽烷偶聯劑選自乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基甲氧乙氧基 矽烷、乙烯基二甲氧基矽烷或乙烯基二乙氧基甲烷中的一種以上。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，含催化劑的母粒的重量份數為聚乙烯樹脂100份，催化劑0. 5 5份，抗氧劑0. 1 1份；所述的催化劑為鹽酸、硫酸、硫酸、草酸、醋酸、苯磺酸、萘磺酸、烷基磺酸、苯甲酸、烷基 苯磺酸或月桂酸與錫的化合物中的一種以上；優選的為十二烷基苯磺酸；所述的抗氧劑為1098(N，N' -1，6-亞己基-雙[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙 醯胺)、300(4，4'-硫代雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚))、1010(四(3-(3'，5' - 二叔丁 基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯)、168(亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯)、雙酚A 或DLTP (硫代二丙酸二月桂酯)中的一種以上。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述聚乙烯為高密度聚乙烯、低密度聚乙 烯、線性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯或超低密度聚乙烯中的一種以上。
8.根據權利要求1 7任一項所述的方法，其特徵在於，各個組分的重量份數為聚乙 烯100份，含催化劑的母粒3 8份，復配矽烷0. 1 1份。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，優選的，各個組分的重量份數為聚乙烯 100份，含催化劑的母粒5份，復配矽烷0. 21份。
全文摘要
本發明提供了一種提高固相一步法生產矽烷交聯聚乙烯效率的方法，包括如下步驟(1)將聚乙烯粒子置於混合機中打磨，獲得打磨好的聚乙烯粒子；所述混合機中，設有2～4片折流板；(2)將打磨好的聚乙烯粒子與復配矽烷混合，獲得聚乙烯粒子與復配矽烷的混合物；(3)將聚乙烯樹脂、催化劑和抗氧劑混合，獲得含催化劑的母粒；(4)將含催化劑的母粒與步驟(2)所述的混合物，置於混合機中混合分散獲得產品。本發明通過細化工藝，改進混合機的結構，達到提高固相一步法生產矽烷交聯聚乙烯的生產效率的目的，並延長了儲存周期。
文檔編號C08J3/22GK102101904SQ20091020044
公開日2011年6月22日 申請日期2009年12月22日 優先權日2009年12月22日
發明者徐永衛, 歐陽觀林, 王芹, 穆肖斌, 邱漢亮, 龔華 申請人:上海新上化高分子材料有限公司