[发明专利]一种改性交联聚乙烯及其制备方法和应用、成型的聚乙烯

说明书

本发明公开了一种改性交联聚乙烯及其制备方法和应用、成型的聚乙烯。该改性交联聚乙烯的制备方法，包括如下步骤：采用高能射线协同紫外光对聚乙烯进行辐照交联；高能射线辐照交联的吸收剂量为5～3000kGy，紫外光的辐照总能量为1～200kWh/m²。采用本发明的制备方法能耗低、无污染，制得的改性交联聚乙烯在保证交联密度的基础上，提高了力学性能，综合使用性能好。

技术领域

本发明涉及一种改性交联聚乙烯及其制备方法和应用、成型的聚乙烯。

背景技术

聚乙烯(polyethene，简称PE)是乙烯经聚合反应制得的一种热塑性树脂材料，具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。聚乙烯根据聚合方法、分子量高低和链结构之间的不同，可以分为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)。聚乙烯可以广泛应用于管材，薄膜制品，工程塑料以及电线电缆等领域。

聚乙烯的一些缺点，也限制了其应用范围。如：力学性能一般，抗蠕变性不好，耐热性差，UHMWPE以外的PE拉伸强度较低等。为了改进聚乙烯的性能，研究者们采取共混，接枝，交联等多种改性方法。其中辐照改性是通过高能射线辐照(γ射线、X射线、电子射线等)使线型聚乙烯成为网状或体型的交联聚乙烯。辐照处理可以提供耐热性、耐环境应力开裂性及机械性能，适于作大型管材、电缆电线以及滚塑制品等。

辐照改性同样存在不可控因素，采用电子束或γ射线辐射交联技术对PE进行改性处理后，可能会导致分子链断裂，造成如冲击强度、断裂伸长率等性能下降。对部分材质而言，辐照改性材料在后续存储或使用时，性能缓慢下降，或称之为辐射后效应，辐射后效应是影响材料长期稳定性能的重要因素。为了减少辐射后效应，现有技术常常通过加入抗氧剂、高温退火等方法。然而这些方法或影响材料的性能，或增加工艺的复杂性。

现有技术还提出采用紫外光并添加光敏引发剂用于交联聚乙烯，但在交联之后光敏引发剂会以杂质的形式存在，损害聚乙烯的性能，且其效率远低于电子束辐照和伽马(γ)射线辐照。

因此，如何减少交联聚乙烯的辐射改性后效应，避免结构破坏，降低工艺难度，提高综合使用性能的研究是很有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中对聚乙烯进行辐照交联后，其力学性能下降的缺陷，提供一种改性交联聚乙烯及其制备方法和应用、成型的聚乙烯。本发明采用高能射线协同紫外光辐射处理的方式，简单易行，制得的改性交联聚乙烯在保证交联密度的基础上，提高了力学性能，综合使用性能好。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种改性交联聚乙烯的制备方法，其包括如下步骤：采用高能射线协同紫外光对聚乙烯进行辐照交联；所述高能射线辐照交联的吸收剂量为5～3000kGy，所述紫外光的辐照总能量为1～200kWh/m²。

本发明中，所述高能射线辐照交联的吸收剂量优选为15～150kGy，更优选为25～60kGy，例如25kGy或50kGy。

本发明中，所述高能射线辐照交联的剂量率可为1～3kGy/h，例如2kGy/h。

本发明中，所述紫外光的辐照总能量优选为20kWh/m²、40kWh/m²、60kWh/m²或120kWh/m²，更优选为40～100kWh/m²，进一步优选为20～60kWh/m²。紫外辐射总能量若过低，改性效果不明显；若过高会老化聚乙烯，造成损伤。

本发明中，所述紫外光的辐照时间可为0.5～2h，优选为0.5～1h，例如0.5h或1h。