CN109851901B - 一种热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是一种热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料及其制备方法和应用；其中，热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料由以下重量份的原料组成：聚乙烯100份；马来酸酐0.1‑1份；抗菌剂0.1‑4份；过氧化物交联剂0.1‑1份；交联助剂0.1‑1份；抗氧剂0.3‑0.5份；润滑剂0.2‑1份；其中，所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯与茂金属聚乙烯的混合物，两者比例1‑9:1；所述的聚乙烯熔指为10‑30g/10min。与现有技术相比，本发明提供的热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料，在用于制备热水器内胆时，所得热水器内胆的塑料内层与金属层粘附力好，塑料内层内表面光滑，且加工方便，能够降低生产成本。

Description

一种热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是一种热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料及其制备方法和应用。

背景技术

热水器内胆目前主要有不锈钢内胆，搪瓷内胆及聚乙烯复合内胆，聚乙烯内胆与不锈钢内胆、搪瓷内胆相比不存在漏水问题，而且采用滚塑工艺成型，生产工艺简单，成品率高，成本低廉，近几年发展迅猛。但是聚乙复合内胆存在金属外层和塑料内层之间粘附性差，在使用过程中容易出现分层开裂的问题；为此，专利CN101805424B提出了一种电热水器内胆用的硅烷交联聚乙烯专用料，通过加入硅烷交联剂和接枝单体，生成可交联的接枝化合物，能够显著提高聚乙烯的热变形温度，具有良好的耐热蠕变性能、良好的耐化学性能和优异的耐环境应力开裂性能。然而该聚乙烯专用料在制备热水器内胆的加工过程中需要先产生预交联，会导致聚乙烯材料熔指降低，材料流动性变差，使得制成的热水器内胆内表面容易产生不光滑的问题，同时制备热水器内胆需要进行二次交联，工艺较复杂，加工时间长，加工成本高。

发明内容

为解决上述现有技术中提到的现有聚乙烯塑料用于制备热水器内胆时，聚乙烯塑料与金属粘附力差、容易产生不光滑表面、加工不方便等不足，本发明提供一种热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料，由以下重量份的原料组成：

其中，所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯与茂金属聚乙烯的混合物，两者比例为1-9:1，优选为7:3；所述的聚乙烯熔指为10-30g/10min。

进一步地，所述抗菌剂为银离子类抗菌剂、氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂中的至少一种或组合。优选为银离子类抗菌剂，更优选为纳米银抗菌母料。

进一步地所述过氧化物交联剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、二亚乙基三胺、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、α,α’双(叔丁基过氧化)-1,-3二异丙苯中的至少一种。优选为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷。

进一步地所述交联助剂为聚三烯丙基异三聚氰酸酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化氢异丙苯、过氧化氢特丁基、过氧化氢对孟烷中的至少一种。优选为聚三烯丙基异三聚氰酸酯。

进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂H10中的至少一种。

进一步地，所述润滑剂为石蜡、PE蜡、EBS、硬脂酸锌、芥酸酰胺、油酸酰胺中的至少一种。

本发明还提供一种热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料的制备方法，包括以下步骤：按重量配比称取聚乙烯组合物、马来酸酐、抗菌剂、过氧化物交联剂、交联助剂、抗氧剂、润滑剂，混合均匀后通过双螺杆挤出机挤出造料，再经磨粉过40目网，制得所述的热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料；其中挤出过程中控制熔体温度不超过130℃。

本发明还提供一种热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料的应用，包括：将所述的热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料装进碳钢热水内胆中，放置于滚塑机中，设定成型温度为240℃，滚塑成型时间为25min，即制得热水器内胆。

与现有技术相比，本发明提供的热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料，在用于制备热水器内胆时，所得热水器内胆的塑料内层与金属层粘附力好，塑料内层内表面光滑，抗菌剂在制得的塑料层内分散均匀，能够提供高效的抗菌性能；且在应用本发明提供的热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料制备热水器内胆时，仅需进行一次交联反应，加工方便，能够有效降低生产成本。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供如表1所示实施例1-4和对比例1-4(各组分按照重量份配比)

表1

具体地，根据上述表格中的是实施例和对比例配方，本发明还提供以下制备实施例的方案：

以实施例1为例，其制备方法包括：

按重量配比称取聚乙烯组合物、接枝单体、抗菌剂、交联剂、交联助剂、抗氧剂、润滑剂，混合均匀后通过双螺杆挤出机挤出造料，再经磨粉后通过40目网进行筛选，即制得所述的热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料；其中挤出过程中控制熔体温度不超过130℃。

其中对比例4在制备的过程中，控制挤出过程中熔体温度为170℃。

其余实施例和对比例制备方法和上述基本一致，在此不再赘述。

将根据上述实施例1-4和对比例1-4获得的聚乙烯滚塑料制备成测试样条以及通过滚塑成型工艺制成热水器内胆，进行相关性能测试，其中：

1、塑料层剥离力的评价方法为：将两个厚度为0.5mm铝片用酒精处理表面后，将塑料粒子均匀行置于两铝片间，用平板硫化机在240℃条件下，加热15分钟，制成厚度为2.5mm的铝片，切成25mm宽、100mm长的样条在万能拉力机上测试剥离力，设置拉伸速度为100mm/min。

2、塑料层表面光滑度的评价方法为：通过肉眼观察滚塑成型后的试样的塑料层表面，查看内表面上是否存在凹陷、凸起、流痕等缺陷。

评价等级包括：“光滑”表示无肉眼可见的缺陷，“正常”表示有少量肉眼可见的缺陷，“粗糙”有大量肉眼可见的缺陷。

3、交联度测试方法：将滚塑完成的交联聚乙烯滚塑料置于180℃对二甲苯中冷凝回流12小时，交联度计算公式＝1-(冷凝回流前重量-冷凝回流后重量)/冷凝回流前重量*100％。

4、分散性的评价方法：通过目测观察制备过程中挤出料条的表面以及滚塑成型的热水器内胆内表面。

具体测试结果如表2所示：

表2

由上表实施例1-4测试结果可知，各项性能良好，特别是塑料层与铝片的剥离力达到120j/25mm以上，当接枝单体马来酸酐含量增大时，对剥离力的提高有帮助，但是当达到0.9份时对塑料表面光滑性有不良影响；而实施例3采用纳米银抗菌粉末，与实施例2采用纳米银抗菌母料相比，纳米银抗菌剂分散性差，对对塑料表面光滑性会造成影响。而通过实施例2和对比例1-2可知，在没有添加接枝单体时，塑料层与铝片的剥离力仅37j/25mm，而采用接好的PE接枝马来酸酐作为增粘剂，材料流动性能明显下降，制成的内胆内表面粗糙，塑料层与铝片的剥离力也较低。而通过实施例2和对比例3可知，仅采用线性低密度聚乙烯时，塑料层剥离力和交联度均有所下降；对比例4中，由于挤出温度太高，在挤出过程中产生了交联，流动性能差，无法挤出。

与现有技术相比，本发明提供的热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料，在用于制备热水器内胆时，所得热水器内胆的塑料内层与金属层粘附力好，塑料内层内表面光滑，抗菌剂在制得的塑料层内分散均匀，能够提供高效的抗菌性能；且在应用本发明提供的热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料制备热水器内胆时，仅需进行一次交联反应，加工方便，能够有效降低生产成本。

本发明还提供一种热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料的在制备热水器内胆的应用，在制备热水器内胆时，将制备好的热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料装进碳钢热水内胆中，放置于滚塑机中，设定滚塑机的工作温度为240℃，滚塑成型时间为25min，即制得热水器内胆。在应用本发明提供的热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料制备热水器内胆时，仅需进行一次交联反应，加工方便，能够有效降低生产成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料，其特征在于：由以下重量份的原料组成：

聚乙烯 100份；

马来酸酐 0.1-1份；

过氧化物交联剂 0.1-1份；

抗菌剂 0.1-4份；

交联助剂 0.1-1份；

抗氧剂 0.3-0.5份；

润滑剂 0.2-1份；

其中，所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯与茂金属聚乙烯的混合物，两者比例为1-9:1；所述的聚乙烯熔指为10-30g/10min。

2.如权利要求1所述的一种热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料，其特征在于：所述抗菌剂为银离子类抗菌剂、氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料，其特征在于：所述过氧化物交联剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷中的至少一种。

4.如权利要求1所述的一种热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料，其特征在于：所述交联助剂为聚三烯丙基异三聚氰酸酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。

5.如权利要求1所述的一种热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1098、抗氧剂H10中的至少一种。

6.如权利要求1所述的一种热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料，其特征在于：所述润滑剂为石蜡、PE蜡、EBS、硬脂酸锌、芥酸酰胺、油酸酰胺中的至少一种。

7.根据权利要求1-6任一项所述的热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：按重量配比称取聚乙烯、马来酸酐、过氧化物交联剂、交联助剂、抗菌剂、抗氧剂、润滑剂，混合均匀后通过双螺杆挤出机挤出造料，再经磨粉后过40目网，即制得所述的热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料；其中挤出过程中控制熔体温度不超过130℃。

8.一种如权利要求1-6任一项所述的热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料的应用，其特征在于：包括：将所述的热水器内胆用交联聚乙烯滚塑料装进碳钢热水内胆中，放置于滚塑机中，设定成型温度为240℃，滚塑成型时间为25min，即制得热水器内胆。