[发明专利]一种紫外光辐照交联聚烯烃材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种紫外光辐照交联聚烯烃材料，包括如下重量份的组分：聚烯烃40份‑60份；第一光引发剂1份‑5份；键合剂5份‑15份；聚合物前体20份‑30份；第二光引发剂0.1份‑1份；交联剂0.1份‑1份；硅烷偶联剂1份‑3份；光稳定剂0.01‑0.1份。本发明通过第一光引发剂、第二光引发剂受紫外线照射后，产生自由基，使得聚烯烃重新发生交联，同时，聚合物前体在交联剂的作用，也发生交联反应，部分的聚烯烃与部分的聚合物前体也发生交联反应，形成较为复杂的交联聚合物，最后，由于光稳定剂的作用，使得反应终止，避免材料发生降解反应，以保证其较好的耐高温性能。

技术领域

本发明涉及聚烯烃技术领域，尤其涉及一种紫外光辐照交联聚烯烃材料及其制备方法。

背景技术

聚乙烯是聚合物材料中产量最大，用途最广的通用热塑性高分子材料，在国民经济建设和日常生活中起着越来越重要的作用，然而，聚乙烯材料的使用温度十分有限，在升高温度的情况下易发生变形，甚至丧失其力学强度而无法使用，因此，采用适当的方法对其进行交联改性，使之变成能耐高温的热固性材料，以提高其使用价值。

聚乙烯的交联方法主要有三种：高能辐射交联、化学交联和紫外光交联。高能辐射交联法使用高能射线辐照聚乙烯，打断聚乙烯中C-H键和C-C键，形成的大分子自由基复合产生交联。化学交联法如过氧化物法，通过添加过氧化物在高温下的分解，产生自由基引发聚乙烯的交联反应。而紫外光交联法是通过加入聚乙烯基料中的光引发剂发生一系列的光物理和光化学过程产生的大分子自由基，进行迅速复合生成三维网状的交联结构。

目前，紫外光交联法是用于聚乙烯形成交联结构的一种最新的交联方式，但交联仅通过两个大分子自由基直接复合形成，由于大分子链活性性差，两个大分子的自由基碰撞的几率较低，使得交联的均匀度较差，从而使其耐高温性能差，另外，在聚乙烯光交联过程中，高强度紫外光辐照对聚乙烯材料表面造成了一定程度的光氧化破坏，随着光照时间的增加，其氧化程度也增加，会导致聚乙烯发生降解反应，使其稳定性变差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种紫外光辐照交联聚烯烃材料，其耐高温性能好，稳定性好。

本发明的目的之二在于提供一种紫外光辐照交联聚烯烃材料的制备方法，其简单、易于控制，可应用于大规模生产。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种紫外光辐照交联聚烯烃材料，包括如下重量份的组分：

聚烯烃40份-60份；第一光引发剂1份-5份；键合剂5份-15份；聚合物前体20份-30份；第二光引发剂0.1份-1份；交联剂0.1份-1份；硅烷偶联剂1份-3份；光稳定剂0.01-0.1份。

进一步地，所述聚烯烃由质量比为1：(0.5-1)的聚乙烯、聚丙烯组成。聚乙烯具有低强度、硬度和刚性，但是具有高延展性和冲击强度以及低摩擦性；聚丙烯是一种结晶的具有较高强度的材料和较好的耐热性；将聚乙烯、聚丙烯混合使用，能够大大地增强聚乙烯的耐热性能。优选地，所述聚烯烃由质量比为1：0.8的聚乙烯、聚丙烯组成。

进一步地，所述第一光引发剂为2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、1-羟基环己基苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-羟基-2甲基-1-丙烷-1-酮中的一种或者两种以上组合；所述第二光引发剂为苯甲酸甲酯、苯甲酰基氧化膦中的一种或者两种组合。本申请采用了两种光引发剂，使得光引发的速率不同，形成阶梯式的反应速率。

进一步地，所述键合剂为三(2-甲基氮丙啶)氧化膦；所述交联剂为聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、甘油乙氧基化二甲基丙烯酸酯中的一种或者两种以上组合。三(2-甲基氮丙啶)氧化膦作为高分子材料的包覆层的键合剂，能够增强产品的力学性能及耐老化性能。通过三(2-甲基氮丙啶)氧化膦的作用，使聚烯烃与聚合物前体能够以分子间作用力连接，交联后形成三维结构。