CN1221003A - 有机硅聚合物改性聚乙烯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种有机硅聚合物改性聚乙烯,它是由下述原料制成:聚乙烯、有机硅聚合物、有机硅聚合接枝母料和抗氧剂;其制备方法是将有机硅聚合物与其良溶剂混合后加入聚乙烯,在辐照条件下使其产生接枝母料,然后将聚乙烯塑化并加入接枝母料和抗氧剂混炼均匀即可制成;本发明的聚乙烯具有－40—150℃的温度范围,同时具有很好的机械性能,其方法可改善有机硅聚合物与聚乙烯的界面相溶性,从而可改变聚乙烯的性能,且工艺简单、可靠。
Description
本发明涉及有机化工领域，尤其是一种用于有机硅聚合物改性聚乙烯的技术及其制备方法。
聚乙烯本身是一种价格便宜、易于加工、力学性能和电学性能好并且化学性质稳定的通用型塑料。但是，纯聚乙烯制品的长期使用温度只有90℃，经交联可达到105℃，脆化温度约-10℃，这就限制了聚乙烯的应用。通过简单的共混方法，同时改善聚乙烯的耐高、低温性能，并保持其原有的力学、电学、化学性能和优异的加工性能，一直是塑料工业中一项研究内容。但是，用聚乙烯和聚丙烯、乙丙橡胶等烯烃类材料共混，由于它们的分子链都是由-CH2-CH2-单元组成，分子链在低温下的柔顺性和在高温下的稳定性都有较大的局限，因此很难大幅度地对聚乙烯进行改性。
根据橡胶增韧塑料的基本原理，使用耐高、低温性能都好的有机硅聚合物与聚乙烯共混，产生协同效应，可使共混物兼具聚乙烯优良的物理机械性能和有机硅聚合物的耐高、低温性。但是，聚乙烯分子主链由碳-碳键构成，而有机硅分子主链是硅-氧键。两种物质的溶度参数分别是8.0cal1/2·cm-1/2和7-0cal1/2·cm-1/2，相差较大。按照高聚物相容性的热力学原理，彼此相容物质的溶解度参数要相近(相差≤0.7)，才能在混合后不分相。因此，有机硅聚合物与聚乙烯不能直接共混。
本发明的目的是为了提供一种可利用有机硅聚合物来改善聚乙烯的性能，使其具有低达-40℃的脆化温度和长期最高使用温度高达150℃，并在此温度范围内可代替含氟聚合物，且耐有机化学溶剂腐蚀的有机硅聚合物改性聚乙烯。
本发明的另一目的还在于提供一种利用辐射技术使有机硅聚合物与聚乙烯产生接枝从而可改善聚乙烯与有机硅聚合物的界面相容性、且工艺简单、稳定、可靠的有机硅聚合物改性聚乙烯的制备方法。
本发明的目的可通过如下措施来实现：
一种有机硅聚合物改性聚乙烯是由下述重量份的原料制成：聚乙烯100份、有机硅聚合物20-50份、有机硅聚合物接枝母料5-20份、抗氧剂1-3份。
一种有机硅聚合物改性聚乙烯的制备方法含有下述步骤：(1)先将有机硅聚合物与正庚烷按1∶(5-10)的重量比在40-60℃下搅拌成糊状物，再加入按有机硅聚合物与聚乙烯1∶(3-5)重量比的聚乙烯，在捏合机中捏合后烘干；经辐照至40-60KGy产生接枝母料；(2)将原料中的聚乙烯塑化，加入有机硅聚合物接枝母料混炼均匀；然后再加入有机硅聚合物和抗氧剂混炼均匀即可制成。本发明的目的还可通过如下措施来实现：
所述的有机硅聚合物改性聚乙烯原料中的有机硅聚合物可为聚二甲基硅氧烷、聚甲基乙烯基硅氧烷。所述的有机硅聚合物改性聚乙烯原料中的抗氧剂可为受阻酚、受阻胺和含硫酯类化合物中的一种或其至少两种的混合物。所述的受阻酚类化合物可为1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷。所述的受阻胺类化合物可为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体。所述的含硫酯类化合物可为硫代二丙酸二月桂酯。
所述的有机硅聚合物改性聚乙烯的制备方法中制备有机硅聚合物接枝母料中的正庚烷还可用正已烷、正辛烷、二乙醚中的一种或至少两种的混合物代替，其重量份不变。
所述的有机硅聚合物改性聚乙烯的制备方法中的有机硅聚合物与聚乙烯经辐照产生接枝母料的重量接枝率大于或等于30％。
本发明相比现有技术具有如下优点：
1、本发明利用有机硅聚合物接枝聚乙烯母料改善有机硅聚合物与聚乙烯的界面相容性，从而可使聚乙烯的脆化温度低达-40℃，长期最高使用温度达150℃，具有比纯聚乙烯更宽的使用温度范围；适于制作电线电缆包覆材料和多种耐高、低温塑料制品；在-40℃至150℃温度范围之间，还可以用来替代价格昂贵的含氟聚合物。
2、本发明原料中还加有抗氧剂，可提高聚乙烯的机械性能。
3、本发明的制备方法利用辐照技术将溶于良溶剂的有机硅聚合物与聚乙烯产生Si-O-C或O-Si-C接枝，利用这种接枝母料添加到有机硅聚合物与聚乙烯的共混物中，改善其界面相容性，使不能直接共混的两种材料混合，改善聚乙烯的耐高、低温及物理机械性能和耐有机化学溶剂腐蚀的性能。
4、本发明的制备方法简单、可靠、稳定。
本发明还将结合实施例作进一步详述：
实施例一：
一种有机硅聚合物改性聚乙烯是由下述重量份的原料制成：聚乙烯100份、聚二甲基硅氧烷36份、聚二甲基硅氧烷接枝母料13份、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷2份。
一种有机硅聚合物改性聚乙烯的制备方法含有下述步骤：(1)先将聚二甲基硅氧烷与正庚烷按1∶7的重量比在50℃下搅拌成糊状物，再加入按聚二甲基硅氧烷与聚乙烯1∶4重量比的聚乙烯，在高速捏合机中捏合后烘干；经能量大于1、5MeV的电子束辐照至50KGy产生接枝母料，其重量接枝率为35％；(2)将原料中的聚乙烯在双辊开炼机上于150℃塑化，加入聚二甲基硅氧烷接枝母料混炼均匀；然后再加入聚二甲基硅氧烷和1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基)丁烷混炼均匀，出片、切粒即可制成。
实施例二：
一种有机硅聚合物改性聚乙烯是由下述重量份的原料制成：聚乙烯100份、聚二甲基硅氧烷21份、聚二甲基硅氧烷接枝母料19份、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体3份。
其制备方法中的接枝母料是由聚二甲基硅氧烷溶于正己烷后与聚乙烯混合经辐照产生接枝，利用上述原料的制备方法均与例一同。
实施例三：
一种有机硅聚合物改性聚乙烯是由下述重量份的原料制成：聚乙烯100份、聚甲基乙烯基硅氧烷48份、聚甲基乙烯基硅氧烷接枝母料5份、硫代二丙酸二月桂酯1份。
其制备方法中的接枝母料是由聚甲基乙烯基硅氧烷溶于正辛烷后与聚乙烯混合经辐照产生接枝，利用上述原料的制备方法均与例一同。
实施例四：
一种有机硅聚合物改性聚乙烯是由下述重量份的原料制成：聚乙烯100份、聚甲基乙烯基硅氧烷30份、聚甲基乙烯基硅氧烷接枝母料15份、1,1,3-三(2-甲基-4羟基-5-叔丁基)丁烷1份、硫代二丙酸二月桂酯1份。
其制备方法中的接枝母料是由聚甲基乙烯基硅氧烷溶于二乙醚后与聚乙烯混合经辐照产生接枝，利用上述原料的制备方法均与例一同。
实施例五：
一种有机硅聚合物改性聚乙烯是由下述重量份的原料制成：聚乙烯100份、聚二甲基硅氧烷40份、聚二甲基硅氧烷接枝母料10份、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-权丁基)丁烷1份、2,2,4-三甲基1,2-二氢化喹啉聚合体1份、硫代二丙酸二月桂酯1份。
其制备方法中的接枝母料是由聚甲基乙烯基硅氧烷溶于正辛烷、二乙醚后与聚乙烯混合经辐照产生接枝，利用上述原料的制备方法均与例一同。
Claims (9)
1、一种有机硅聚合物改性聚乙烯，其特征是它由下述重量份的原料制成：
聚乙烯 100份
有机硅聚合物 20-50份
有机硅聚合物接枝母料 5-20份
抗氧剂 1-3份
2、如权利要求1所述的有机硅聚合物改性聚乙烯，其特征是有机硅聚合物可为聚二甲基硅氧烷、聚甲基乙烯基硅氧烷。
3、如权利要求1所述的有机硅聚合物改性聚乙烯，其特征是抗氧剂可为受阻酚、受阻胺和含硫酯类化合物中的一种或其至少两种的混合物。
4、如权利要求3所述的有机硅聚合物改性聚乙烯，其特征是受阻酚类化合物可为1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷。
5、如权利要求3所述的有机硅聚合物改性聚乙烯，其特征是受阻胺类化合物可为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体。
6、如权利要求3所述的有机硅聚合物改性聚乙烯，其特征是含硫酯类化合物可为硫代二丙酸二月桂酯。
7、一种权利要求1所述的有机硅聚合物改性聚乙烯的制备方法，其特征是含有下述步骤：(1)先将有机硅聚合物与正庚烷按1∶(5-10)的重量比在40-60℃下搅拌成糊状物，再加入按有机硅聚合物与聚乙烯1∶(3-5)重量比的聚乙烯，在捏合机中捏合后烘干；经辐照至40-60KGy产生接枝母料；(2)将原料中的聚乙烯塑化，加入有机硅聚合物接枝母料混炼均匀；然后再加入有机硅聚合物和抗氧剂混炼均匀即可制成。
8、如权利要求7所述的有机硅聚合物改性聚乙烯的制备方法，其特征是制备有机硅聚合物接枝母料中的正庚烷还可用正已烷、正辛烷、二乙醚中的一种或至少两种的混合物代替，其重量份不变。
9、如权利要求7所述的有机硅聚合物改性聚乙烯的制备方法，其特征是有机硅聚合物与聚乙烯经辐照产生接枝母料的重量接枝率大于或等于30％。
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|---|---|---|---|---|
| CN102399386A (zh) * | 2010-09-15 | 2012-04-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种含硅聚乙烯高润滑复合材料的制备方法 |
| CN109761513A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-05-17 | 高路生 | 一种温致变色夹层玻璃及其加工工艺 |
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1997
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