[发明专利]一种二步法制备过氧化物交联聚乙烯管材的方法

说明书

本发明提供了一种二步法制备过氧化物交联聚乙烯管材的方法。该方法通过初交联和后交联两步进行，初交联过程中，聚乙烯熔融、塑化、成型和部分交联，机头可以很短，因此挤出阻力小，可采用螺杆式挤出机连续挤出，管壁松密度均匀，也因此不不存在“焦烧”现象；可以采用无异味过氧化物交联剂，管材卫生性能好；需交联的时间短，挤出速度较快；通过初交联和后交联两步配合，共同构建长的交联区间，使交联更更充分。

技术领域

本发明属于一种塑制品制造方法，特别属于一种二步法制造过氧化物交联聚乙烯管材方法。

背景技术

交联高密度聚乙烯的蠕变抗性和耐热性，比未交联的高度密度聚乙烯提高明显，用其制成的管材，被称为交联聚乙烯(PEX)管材，广泛用于冷热水系统中。已商品化的PEX管材有三种，即PEXa管—过氧化物交联聚乙烯管：PEXb管—硅烷交联聚乙烯管；PEXc管—辐照交联聚乙烯管。

同步交联PEXa管材的制造，采用柱塞式挤出机出挤出，交联过程与物料的熔融塑化和管胚的成型同时完成，可以适于不同管径、不同壁厚的PEXa管的制造，管材尺寸精度高，内应力小，卫生性能好，管壁无熔合线痕迹，能耗低，操作容易，但生产速度极慢，物料脉冲式压缩与输送，管壁松密度有周期性变化；

红外后交联PEXa管的制造，采用螺杆式挤出机挤出，物料的输送和压缩是连续进行的，交联过程是在管胚成型后完成的，管壁密实程度均匀，生产速度可为同步交联PEXa管生产速度的8～10倍，甚至更高。但能耗极高，管壁存在熔合线的影响，挤出过程中，不仅要保证物料很好的熔融塑化，另外还要保证交联剂不会过早的分解(焦烧)，操作难度极大，交联剂的选择据交联剂册一书介绍DYBP(2，5，甲基，2，5，[叔丁基，过氧基]，炔-3)是唯一的，其异味严重、卫生性能差，管材在热空中交联，其表热氧化明显，火灾也难免；

微波后交联法，采用螺杆式挤出机挤出，可以高速挤出，但也必须使用DYBP做交联剂，异味严重，卫生性能差，也无法避免“焦烧”现象的发生，且因需添加较多导电材料，材料性能下降明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无异味、卫生性能好，生产速度快的过氧化物交联聚乙烯管材的制造方法。

为达到上述目的，本发明采取的解决方案是：改变过氧化物交联聚乙烯管的交联工艺流程。PEXa管的同步交联和后交联两种方法的交联过程都是一步完成的，本发明改为初交联和后交联两步进行：

初交联：管胚在机头(模具)内塑化成型的同时，过氧化物交联剂部分分解，管材部分交联，称为初交联：

后交联：经初交联的PEXa管材成型后通过一个高温热环境，管材内剩余过氧化物交联剂完全分解，管材也在进行继续交联，并最终完成全部交联过程，称为后交联。

具体地，一种二步法制备过氧化物交联聚乙烯管材的方法，过氧化物交联聚乙烯管材的交联过程分为初交联和后交联二步完成。

进一步地，所述初交联为交联剂部分分解，聚乙烯树脂低度交联。

进一步地，所述初交联是通过调整机头温度和物料挤出速度实现的；

所述后交联是在一个无阻力的热环境中运动并完成交联过程。

进一步地，所述交联剂为DTBP和/或BiBP。优选为DTBP。

进一步地，包括如下步骤：对高密度聚乙烯、二叔丁基过氧化物和抗氧化剂进行掺混，得到掺混物；

对所述掺混物进行加热、熔融、塑化、成型，并完成初交联；

对所述初交联后的成型品管材继续进行加热并完成后交联，制得所述过氧化物交联聚乙烯管材管胚。

进一步地，所述掺混是在温度不超过35℃的密闭环境中以200～300rpm的搅拌速度搅拌8-12min。