CN101935500B - 防腐粘弹体胶带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防腐粘弹体胶带，包括依次设置的保护膜层、第一粘弹体胶层、增强网层、第二粘弹体胶层和离型膜层，保护膜层与第一粘弹体胶层、第一粘弹体胶层与增强网层、增强网层与第二粘弹体胶层彼此粘结复合成一体，离型膜层粘贴于第二粘弹体胶层上，其中粘弹体胶由下列重量分数的原料制得：3％～10％的丁基橡胶、5％～10％的高分子量聚异丁烯、25％～35％的中分子量聚异丁烯、10％～15％的低分子量聚异丁烯、30％～45％的无机增强粉料、0.5％～1.0％的抗氧剂、0.5％～1.0％的防老剂、0％～1.0％的色料。本发明粘弹体胶带具有自修复功能，使用时无需涂刷底漆，可直接用于异型构件防腐。本发明还涉及该防腐粘弹体胶带的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于油、气埋地钢质管道补口的防腐和修复以及钢质弯头、弯管、三通和绝缘法兰等异型管件防腐的材料，尤其是一种含有粘弹体层的层状结构防腐胶带。本发明还涉及这种粘弹体胶带的制备方法。
背景技术
目前，油、气埋地钢质管道补口的防腐和修复，广泛采用辐射交联聚乙烯热缩带，弯管、三通和绝缘法兰等异型管件的防腐一般采用冷缠带。热缩带由辐射交联聚乙烯基材和热熔胶组成，辐射交联聚乙烯基材在加热条件下产生收缩，包紧被保护的钢管，辐射交联聚乙烯基材在收缩的同时传热使得内层热熔胶熔融，从而实现对钢管粘接密封。使用这种热缩带，施工作业时热缩带收缩都是靠手工烘烤加热，在实际应用过程中经常出现人工烘烤不均等施工原因造成热熔胶粘接不良，而这种缺陷会随着时间的推移不断扩展，从而出现热缩带防腐失效。弯管、三通和绝缘法兰等异型管件所采用的冷缠带的防腐方式，需对防腐部位进行严格的除锈处理并涂刷底漆，其现场操作不便利而且防腐效果也不佳。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明提供一种含有粘弹体层的层状结构防腐胶带，该材料具有自我修复功能、粘结性能优良。同时，还提供该材料的制备方法。
本发明采用的技术方案是：一种防腐粘弹体胶带，包括依次设置的保护膜层、第一粘弹体胶层、增强网层、第二粘弹体胶层和离型膜层，所述保护膜层与第一粘弹体胶层、第一粘弹体胶层与增强网层、增强网层与第二粘弹体胶层彼此粘结复合成一体，所述离型膜层粘贴于第二粘弹体胶层上；其中，所述第一粘弹体胶层和第二粘弹体胶层的粘弹体胶由包括下列组分及重量分数的原料制得：
丁基橡胶 3％～10％，
高分子量聚异丁烯 5％～10％，
中分子量聚异丁烯 25％～35％，
低分子量聚异丁烯 10％～15％，
无机增强粉料 30％～45％，
抗氧剂 0.5％～1.0％，
防老剂 0.5％～1.0％，
色料 0％～1.0％。
作为优选，所述粘弹体胶由下列组分及重量分数的原料制得：
丁基橡胶 5％，
高分子量聚异丁烯 8％，
中分子量聚异丁烯 30％，
低分子量聚异丁烯 15％，
无机增强粉料 40％，
抗氧剂 0.5％，
防老剂 0.5％，
色料 1.0％。
作为优选，所述保护膜层为中密度聚乙烯膜，所述增强网层的增强网为聚乙烯网，所述离型膜层为PET离型膜。
进一步优选，所述保护膜层厚度为0.03mm～0.05mm，所述增强网层的增强网厚度为0.1mm～0.15mm，所述第一粘弹体胶层、增强网层和第二粘弹体胶层的总厚度为1.8mm～2.2mm，所述离型膜层的厚度为0.075mm～0.1mm。
本发明提供的前述防腐粘弹体胶带的制备方法，包括下列步骤：
A、将所述制备粘弹体胶的原料加入捏合机中，在130±15℃下捏合1～1.5小时制成胶泥；
B、将所述胶泥通过单螺杆喂料机输送到反应釜进行二次混合，反应釜混合温度为110±10℃，时间为0.5～1小时；
C、反应釜混合好的胶泥通过齿轮泵输送至挤出机混炼，经平狭缝口模成型模具挤出涂布于增强网，同时使保护膜和离型膜分别贴合于所述增强网的上、下两面并经压胶辊压制，然后送冷却辊冷却。
所述制备方法的C步骤中，所述挤出机的机筒自进料口至模头顺序设置五段加热区，各区温度依次为100±10℃、105±10℃、105±10℃、105±10℃、105±10℃；所述平狭缝口模成型模具自一侧至另一侧顺序设置五个加热区，各区温度依次为110±10℃、110±10℃、105±10℃、110±10℃、110±10℃。
优选的，C步骤中，挤出胶泥涂布于增强网的上表面，离型膜从所述增强网的上表面贴合，保护膜从所述增强网的下表面贴合。
本发明防腐粘弹体胶带具有如下有益技术效果：
1、本发明的粘弹体胶带是一种永不固化的聚合物，除了优良的粘结性能以外，还具有独特的冷流特性。在防腐和修复的过程中可以实现自修复功能，轻微缺陷可自我修复，以达到最佳密封防腐的效果；
2、产品在使用时，可直接应用于钢、PE、PP、FBE(熔接环氧粉末防腐层)等表面，无须涂刷底漆，完全兼容其它涂层(如3层PE、环氧、沥青等等)；
3、耐化学性和密封性好，可彻底阻断水份和氧气，杜绝水分侵入和微生物腐蚀；
4、管体表面处理要求低，现场操作性好，不但可广泛应用于石油天然气管道防腐层的补口及修复，而且可直接应用于异型构件防腐；
5、使用温度范围大，适用于-45℃-60℃的高寒高温环境中施工；
6、现场施工质量容易控制，受环境、施工人员技术水平影响较小；
7、产品可长期存放，无保质期限制，并且材料安全、环保。
附图说明
图1是本发明防腐粘弹体胶带的结构示意图；
图2是粘弹体胶制备装置及挤出机机筒加热区示意图；
图3是平狭缝口模成型模具加热区示意图；
图4是粘弹体胶带的挤出涂布-压胶复合生产工艺示意图。
具体实施方式
以下对本发明进行详细说明，并给出具体实施例，通过这些说明和实施例可以进一步清楚地了解本发明。但它们不是对本发明的限定。
如图1所示，本发明的防腐粘弹体胶带1，包括依次设置的保护膜层11、第一粘弹体胶层12、增强网层13、第二粘弹体胶层14和离型膜层15；保护膜层11与第一粘弹体胶层12、第一粘弹体胶层12与增强网层13、增强网层13与第二粘弹体胶层14彼此粘结复合成一体；增强网层13由增强网及填充于网孔中的粘弹体胶构成；离型膜层15粘贴于第二粘弹体胶层14上，使用时用轻力可撕下离型膜15使其剥离于第二粘弹体胶层14而不对粘弹体胶有任何损伤。
其中粘弹体胶层和增强网层网孔中的粘弹体胶由下列重量分数的原料制得：3％～10％的丁基橡胶、5％～10％的高分子量聚异丁烯、25％～35％的中分子量聚异丁烯、10％～15％的低分子量聚异丁烯、30％～45％的无机增强粉料、0.5％～1.0％的抗氧剂、0.5％～1.0％的防老剂，该原料配方中，还可根据需要加有0％～1.0％的色料，如白色可加钛白粉、黑色可加炭黑、蓝色可加酞菁蓝、黄色可加永固黄、红色可加耐晒艳红等等。丁基橡胶(IIR)可选用北京燕山石油化工公司的IIR1751、Exxon公司的Butyl 268、Bayer公司的301，也可选用卤化丁基橡胶如Exxon公司的2211、2235、2255、1066、1068等。高分子量聚异丁烯(PIB)的分子量可以是十万至一千万，例如可以选用BASF公司的Oppanol B50、B80、B100、B150等。中分子量聚异丁烯的分子量可以是一万至十万，例如可选用BASF公司的OppanolB 10N、12N、15N或者杭州顺达新材料股份有限公司的SDG-8350、8450、8650等。低分子量聚异丁烯的分子量可以是350～3500，例如可以选用BASF公司的Glissopal 1000、1300、2300等。无机增强粉料可以选用碳酸钙、白炭黑、滑石粉等等。抗氧剂可以选用受阻酚类抗氧剂如抗氧剂1010、抗氧剂300，防老剂可选用防老剂264，抗氧剂和防老剂也可用0.5％～1.5％的复合抗氧剂如汽巴精化的IRGANOX B900代替，可以减少用量而达到同样或更好的效果。
粘弹体胶带各层的厚度控制在下列范围为最佳：保护膜层11的厚度0.03mm～0.05mm，增强网层13的增强网厚度0.1mm～0.15mm，第一粘弹体胶层12、增强网层13和第二粘弹体胶层14的总厚度1.8mm～2.2mm，离型膜层15的厚度0.075mm～0.1mm。保护膜层11可以选用高强度聚乙烯膜，优选中密度聚乙烯膜，例如DOW化学公司的ELITE5538G吹制的膜。增强网层13的增强网可以选用聚乙烯、聚丙烯编织网等，优选聚乙烯网。离型膜层15可以选用PET、PE、OPP离型膜或者复合离型膜，优选PET离型膜。
实施例1
按下述配方准确称取制备粘弹体胶的原料：
丁基橡胶(IIR268)5kg，高分子量聚异丁烯(PIB B80)8kg，中分子量聚异丁烯(PIB B12)30kg，低分子量聚异丁烯(PIB 2300)15kg，活性碳酸钙40kg，抗氧剂(1010)0.5kg，防老剂(264)0.5kg，色料(酞菁绿)1kg。
如图2所示，将上述称量好的制备粘弹体胶的原料加入捏合机2中，在130±15℃下捏合1～1.5小时制成胶泥。胶泥通过单螺杆喂料机输送到反应釜3进行二次混合，反应釜混合温度为110±10℃，时间为0.5～1小时。反应釜3混合好的胶泥再通过齿轮泵输送至挤出机4进行混炼，挤出机4装有平狭缝口模成型模具5。
如图4所示，混炼好的胶泥经成型模具5的平狭缝口模挤出至第一压胶辊61和第二压胶辊62的咬入区。保护膜11由第一放卷辊81放入咬入区；增强网131由第二放卷辊82放入咬入区，使得增强网131进入咬入区时叠于保护膜11的上面；离型膜15由第三放卷辊83放入咬入区，离型膜15进入咬入区时位于增强网131的上面。自成型模具5挤出至咬入区增强网131与离型模15之间的粘弹体胶泥124涂布于增强网131上，同时第一压胶辊61和第二压胶辊62使保护膜11和离型膜15分别贴合于增强网131的上、下两面并对其进行滚压复合，然后送第一冷却辊71、第二冷却辊72和第三冷却辊73相继连续冷却，即成粘弹体胶带1，再绕经支撑辊9由收卷辊10收卷即得防腐粘弹体胶带成品。
如图2所示，挤出机的机筒自进料口至模头顺序设置第一加热区41、第二加热区42、第三加热区43、第四加热区44、第五加热区45，各区温度依次为100±10℃、105±10℃、105±10℃、105±10℃、105±10℃。
如图3所示，平狭缝口模成型模具自一侧至另一侧顺序等间隔设置第六加热区51、第七加热区52、第八加热区53、第九加热区54、第十加热区55，各区温度依次为110±10℃、110±10℃、105±10℃、110±10℃、110±10℃。
增强网131采用0.1mm厚的聚乙烯网，保护膜11采用0.03mm厚的中密度聚乙烯膜，离型膜15采用0.075厚的PET离型膜，第一粘弹体胶层12、增强网层13和第二粘弹体胶层14的总厚度1.8～2.2mm。
测得粘弹体胶带23±2℃剪切强度为0.050MPa，50±2℃剪切强度为0.020MPa，23±2℃剥离强度为8N/cm，剥离状态为内聚破坏。
实施例2
采用实施例1的方法，改变弹粘体胶的配方如下：
丁基橡胶(IIR268)5kg，高分子量聚异丁烯(PIB B80)5kg，中分子量聚异丁烯(PIB B12)35kg，低分子量聚异丁烯(PIB2300)15kg，活性碳酸钙38kg，抗氧剂(1010)0.5kg，防老剂(268)0.5kg，色料(酞菁绿)1kg。
增强网131采用0.1mm厚的聚乙烯网，保护膜11采用0.05mm厚的中密度聚乙烯膜，离型膜15采用0.075厚的PET离型膜，第一粘弹体胶层12、增强网层13和第二粘弹体胶层14的总厚度2.0～2.2mm。
测得粘弹体胶带23±2℃剪切强度为0.035MPa，50±2℃剪切强度为0.015MPa，23±2℃剥离强度为5N/cm，剥离状态为内聚破坏。
实施例3
采用实施例1的方法，改变弹粘体胶的配方如下：
丁基橡胶(IIR268)3kg，高分子量聚异丁烯(PIB B80)10kg，中分子量聚异丁烯(PIB B12)30kg，低分子量聚异丁烯(PIB2300)15kg，活性碳酸钙40kg，抗氧剂(1010)0.5kg，防老剂(264)0.5kg，色料(酞菁绿)1kg。
增强网131采用0.1mm厚的聚乙烯网，保护膜11采用0.05mm厚的中密度聚乙烯膜，离型膜15采用0.075厚的PET离型膜，第一粘弹体胶层12、增强网层13和第二粘弹体胶层14的总厚度2.0～2.2mm。
测得粘弹体胶带23±2℃剪切强度为0.040MPa，50±2℃剪切强度为0.018MPa，23±2℃剥离强度为5N/cm，剥离状态为内聚破坏。
Claims (8)
1.一种防腐粘弹体胶带，其特征在于：其包括依次设置的保护膜层、第一粘弹体胶层、增强网层、第二粘弹体胶层和离型膜层，所述保护膜层与第一粘弹体胶层、第一粘弹体胶层与增强网层、增强网层与第二粘弹体胶层彼此粘结复合成一体，所述离型膜层粘贴于第二粘弹体胶层上；
其中所述第一粘弹体胶层和第二粘弹体胶层的粘弹体胶由包括下列组分及重量分数的原料制得：
丁基橡胶 3%～10%，
高分子量聚异丁烯 5%～10%，
中分子量聚异丁烯 25%～35%，
低分子量聚异丁烯 10%～15%，
无机增强粉料 30%～45%，
抗氧剂 0.5%～1.0%，
防老剂 0.5%～1.0%，
色料 0 %～1.0% ；
其中，所述高分子量聚异丁烯的分子量为十万至一千万，中分子量聚异丁烯的分子量为一万至十万，低分子量聚异丁烯的分子量为350～3500。
2.根据权利要求1所述的防腐粘弹体胶带，其特征在于：所述粘弹体胶由下列组分及重量分数的原料制得：
丁基橡胶 5%，
高分子量聚异丁烯 8%，
中分子量聚异丁烯 30%，
低分子量聚异丁烯 15%，
无机增强粉料 40%，
抗氧剂 0.5%，
防老剂 0.5%，
色料 1.0% 。
3.根据权利要求1或2所述的防腐粘弹体胶带，其特征在于：所述保护膜层为中密度聚乙烯膜，所述增强网层的增强网为聚乙烯网，所述离型膜层为PET离型膜。
4.根据权利要求1或2所述的防腐粘弹体胶带，其特征在于：所述保护膜层厚度为0.03mm～0.05mm，所述增强网层的增强网厚度为0.1mm～0.15mm，所述第一粘弹体胶层、增强网层和第二粘弹体胶层的总厚度为1.8mm～2.2mm，所述离型膜层的厚度为0.075mm～0.1mm。
5.根据权利要求3所述的防腐粘弹体胶带，其特征在于：所述保护膜层厚度为0.03mm～0.05mm，所述增强网层的增强网厚度为0.1mm～0.15mm，所述第一粘弹体胶层、增强网层和第二粘弹体胶层的总厚度为1.8mm～2.2mm，所述离型膜层的厚度为0.075mm～0.1mm。
6.一种如权利要求1至5任一项所述的防腐粘弹体胶带的制备方法，包括下列步骤：
A、将所述制备粘弹体胶的原料加入捏合机中，在130±15℃下捏合1～1.5小时制成胶泥；
B、将所述胶泥通过单螺杆喂料机输送到反应釜二次混合，反应釜混合温度为110±10℃，时间为0.5～1小时；
C、反应釜混合好的胶泥通过齿轮泵输送至挤出机混炼，经平狭缝口模成型模具挤出涂布于增强网，同时使保护膜和离型膜分别贴合于所述增强网的上、下两面并经压胶辊压制，然后送冷却辊冷却。
7.根据权利要求6所述的防腐粘弹体胶带的制备方法，其特征在于：所述挤出机的机筒自进料口至模头顺序设置五段加热区，各区温度依次为100±10℃、105±10℃、105±10℃、105±10℃、105±10℃；所述平狭缝口模成型模具自一侧至另一侧顺序设置五个加热区，各区温度依次为110±10℃、110±10℃、105±10℃、110±10℃、110±10℃。
8.根据权利要求6或7所述的防腐粘弹体胶带的制备方法，其特征在于：C步骤中，挤出胶泥涂布于增强网的上表面，离型膜从所述增强网的上表面贴合。
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