CN102086357A - 用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂及其制备方法与应用。所述用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂，是由20～30份的接枝改性聚烯烃母料、55～60份的聚乙烯、10～15份的增粘树脂、5份的润滑剂和0.3～0.5份的抗氧剂混合均匀，通过挤出反应共混造粒，制备得到。本发明的粘接树脂，气味小，产品性能稳定，耐热性和力学强度比较高，充分满足钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的加工工艺要求，克服了现有技术产品刺激性气味大、耐热性和力学强度低、化学反应不稳定等缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及高分子胶粘剂领域，具体涉及一种用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂及其制备方法与应用。
背景技术
钢带增强聚乙烯螺旋波纹管是近几年流行起来的一种新型复合管，主要用作埋地排水管。它是以高密度聚乙烯为基体，用表面涂覆粘接树脂的钢带成型为波形作为主要支撑结构，并与聚乙烯材料缠绕复合成整体的双壁螺旋波纹管。由于其环刚度高，安装方便，目前在国内已得到广泛应用。
钢带表面的粘接树脂主要起连接钢带与内层PE管和外层PE的作用，如果粘接不好，钢带就会脱层，导致整个管报废。因此粘接树脂的好坏对整管的质量起着决定性作用。
目前国内还没有钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的专用粘接树脂的专利报道，相关的专利报道也比较少。专利CN 101575484A涉及一种用于钢塑复合管粘接的热熔胶，它是以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为基体，通过复配松香、聚乙烯蜡、线性低密度聚乙烯制得。该体系热熔胶由于以EVA为基体，耐热性和力学强度都比较低。另外，该热熔胶也主要是用在PVC类内衬型钢塑复合管，对PE类钢塑复合管适用性也不强。专利CN 1754932A涉及一种用于钢管防腐的聚合物粘接树脂，它是以聚乙烯和聚丙烯的复配物为基体树脂，与马来酸酐和引发剂在双螺杆挤出机通过反应挤出制得。该方法制得的粘接树脂马来酸酐单体残留严重，刺激性气味大，且由于化学反应的不稳定性，导致制得的粘接树脂性能波动比较大，生产效率也比较低。
另外，与传统的钢塑复合管生产工艺相比较，钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的生产工艺相对比较复杂，对粘接树脂的加工性要求比较高，很多传统的粘接树脂在加工工艺上达不到要求，需要一种针对性比较强的专用粘接树脂。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂。
本发明的另一目的在于提供上述粘接树脂的制备方法。本发明的粘接树脂采用两步法完成：第一步通过反应挤出技术制得高接枝率的接枝改性聚烯烃母料，第二步将制得的接枝改性聚烯烃母料与其他树脂进行有效复配，得到最后的粘接树脂。
本发明的再一目的在于提供上述粘接树脂的用途。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂，是由以下重量份数的成分所制备得到，
接枝改性聚烯烃母料 20～30份
聚乙烯 55～60份
增粘树脂 10～15份
润滑剂 5份
抗氧剂 0.3～0.5份
所述接枝改性聚烯烃母料由以下方法制备得到：
将1～5份极性单体、0.1～0.5份引发剂溶解在丙酮中，然后与100份聚烯烃基体树脂一起加入到混合机中混合均匀，最后通过挤出机反应挤出，得到接枝改性聚烯烃母料；所述份数是重量份数；
所述聚烯烃基体树脂为高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中的一种以上混合物；
所述极性单体为马来酸酐(MAH)、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酰胺或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)中的一种；优选马来酸酐(MAH)；
所述引发剂为过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO)、过氧化二叔丁基、叔丁基过氧化氢或异丙苯过氧化氢中的一种以上混合物；
所述丙酮的质量是极性单体与引发剂质量之和；
所述挤出机的加工温度为150-200℃。
所述聚乙烯为高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)或线性低密度聚乙烯(LLDPE)中的一种以上混合物。
所述增粘树脂为石油树脂、聚合松香、萜烯树脂、顺丁橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)中的两种以上混合物。
所述润滑剂为石蜡、微晶蜡或聚乙烯蜡中的一种，优选聚乙烯蜡。
所述抗氧剂是瑞士汽巴公司的抗氧剂，为168、1010、B215、B225中的一种以上混合物。
上述粘接树脂的制备方法，包括以下步骤：
将20～30份的接枝改性聚烯烃母料、55～60份的聚乙烯、10～15份的增粘树脂、5份的润滑剂和0.3～0.5份的抗氧剂混合均匀，通过挤出反应共混造粒，得到用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂；
所述挤出反应的温度为160～230℃；
上述份数为重量份数。
本发明用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂外观为本色颗粒状，性能稳定，粘接力高，剥离强度达到150N/cm以上，远远超过行业标准：≥70N/cm。
本发明的粘接树脂用在钢带增强聚乙烯螺旋波纹管中，起到连接钢带与内层PE管和外层PE的作用。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明采用两步法，接枝改性聚烯烃母料通过第二步的稀释和抽残留，得到的粘接树脂残留少，气味小，且产品性能稳定。
(2)本发明制备方法中，接枝改性聚烯烃母料通过第二步的稀释，产能成倍放大，生产效率成倍提高。
(3)本发明接枝改性聚烯烃母料在第二步反应中，通过有针对性的复配合适的树脂，充分满足钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的加工工艺要求。
(4)本发明粘接树脂以聚乙烯为基体，耐热性和力学强度都比较高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)将3份马来酸酐、0.1份过氧化二异丙苯(DCP)溶解在3.1份丙酮中，然后与50份高密度聚乙烯、30份线性低密度聚乙烯、20份乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)一起加入到高速混合机中混合均匀，最后通过双螺杆挤出机反应挤出，得到接枝改性聚烯烃母料；所述份数是重量份数；双螺杆挤出机的加工温度为180℃。
(2)将接枝改性聚烯烃母料30重量份、高密度聚乙烯55重量份、石油树脂5重量份、SBS 5重量份、聚乙烯蜡5重量份和抗氧剂B215(瑞士汽巴公司)0.3重量份一起加入到高速混合机中，混合均匀，通过双螺杆挤出机共混造粒，双螺杆挤出机的加工温度为200℃，得到用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂。
实施例2
(1)将1份甲基丙烯酸、0.1份过氧化苯甲酰(BPO)、0.2份过氧化二叔丁基溶解在1.3份丙酮中，然后与50份高密度聚乙烯、30份低密度聚乙烯(LDPE)、20份乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)一起加入到高速混合机中混合均匀，最后通过双螺杆挤出机反应挤出，得到接枝改性聚烯烃母料；所述份数是重量份数；双螺杆挤出机的加工温度为150℃。
(2)将接枝改性聚烯烃母料20重量份、高密度聚乙烯40重量份、线性低密度聚乙烯20重量份、聚合松香5重量份、SIS 10重量份、石蜡5重量份、抗氧剂168(瑞士汽巴公司)0.1重量份和1010(瑞士汽巴公司)0.4重量份一起加入到高速混合机中，混合均匀，通过双螺杆挤出机共混造粒，双螺杆挤出机的加工温度为230℃，得到用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂。
实施例3
(1)将5份丙烯酰胺、0.2份叔丁基过氧化氢、0.3份异丙苯过氧化氢溶解在5.5份丙酮中，然后与50份高密度聚乙烯、30份线性低密度聚乙烯、20份乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)一起加入到高速混合机中混合均匀，最后通过双螺杆挤出机反应挤出，得到接枝改性聚烯烃母料；所述份数是重量份数；双螺杆挤出机的加工温度为200℃。
(2)将接枝改性聚烯烃母料25重量份、高密度聚乙烯40重量份、低密度聚乙烯20重量份、萜烯树脂5重量份、顺丁橡胶5重量份、微晶蜡5重量份和抗氧剂B225(瑞士汽巴公司)0.4重量份一起加入到高速混合机中，混合均匀，通过双螺杆挤出机共混造粒，双螺杆挤出机的加工温度为160℃，得到用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂。
将实施例1～3得到的粘接树脂按标准GB/T 1633进行耐热性测试，按标准GB/T 2790进行粘接性测试，测试结果如表1。
表1实施例1～3所得粘接树脂的测试结果
本发明的用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂的应用过程是先将粘接树脂加入到螺杆挤出机中，通过机头的环形口模在钢带表面涂覆一层厚度均匀的粘接树脂，然后通过钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的生产设备将表面涂覆粘接树脂的钢带成型为波形作为主要支撑结构，并与聚乙烯材料缠绕复合成整体的双壁螺旋波纹管。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂，其特征在于：是由以下重量份数的成分所制备得到，
接枝改性聚烯烃母料 20～30份
聚乙烯 55～60份
增粘树脂 10～15份
润滑剂 5份
抗氧剂 0.3～0.5份；
所述接枝改性聚烯烃母料由以下方法制备得到：
将1～5份极性单体、0.1～0.5份引发剂溶解在丙酮中，然后与100份聚烯烃基体树脂一起加入到混合机中混合均匀，最后通过挤出机反应挤出，得到接枝改性聚烯烃母料；所述份数是重量份数；
所述增粘树脂为石油树脂、聚合松香、萜烯树脂、顺丁橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的两种以上混合物。
2.根据权利要求1所述用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂，其特征在于：
所述聚烯烃基体树脂为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种以上混合物；
所述极性单体为马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酰胺或甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种；
所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、叔丁基过氧化氢或异丙苯过氧化氢中的一种以上混合物；
所述丙酮的质量是极性单体与引发剂质量之和；
所述挤出机的加工温度为150-200℃。
3.根据权利要求1或2所述用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂，其特征在于：所述极性单体为马来酸酐。
4.根据权利要求1所述用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂，其特征在于：所述聚乙烯为高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或线型低密度聚乙烯中的一种以上混合物。
5.根据权利要求1所述用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂，其特征在于：所述润滑剂为石蜡、微晶蜡或聚乙烯蜡中的一种。
6.根据权利要求1或5所述用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂，其特征在于：所述润滑剂为聚乙烯蜡。
7.权利要求1所述用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
将20～30份的接枝改性聚烯烃母料、55～60份的聚乙烯、10～15份的增粘树脂、5份的润滑剂和0.3～0.5份的抗氧剂混合均匀，通过挤出反应共混造粒，得到用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂；
所述份数为重量份数。
8.根据权利要求7所述用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂的制备方法，其特征在于：所述挤出反应的温度为160～230℃。
9.权利要求1所述用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的粘接树脂在钢带增强聚乙烯螺旋波纹管中的应用。
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