CN104497930B - 一种用于增强ppr铝塑稳态管的粘结树脂 - Google Patents
一种用于增强ppr铝塑稳态管的粘结树脂 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于增强PPR铝塑稳态管的粘结树脂，所述粘结树脂包括以下原料组分及重量份：无规共聚聚丙烯接枝物30‑100份、聚乙烯接枝物0‑100份、无规共聚聚丙烯10‑50份、聚乙烯0‑50份、增黏树脂5‑20份、黏度调节剂5‑20份、无机填充剂5‑50份、弹性体1‑30份、偶联剂0.1‑5份和抗氧剂0.1‑1.0份。本发明中上述各组分种类和含量之间相互配合最终使得所获得的粘结树脂在增强PPR铝塑稳态管方面的效果显著，具有优异的粘结强度和耐水性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种组合物，具体涉及一种用于增强PPR铝塑稳态管的粘结树脂。
背景技术
PPR为无规共聚聚丙烯，PPR铝塑稳态复合管是国内近年来发展起来的一种新型管道材料，它是将PPR管与金属铝层在高温下通过特制热熔胶有机结合，形成PPR-热熔胶-铝层-热熔胶-PPR五层特殊复合结构。PPR铝塑稳态复合管集PPR管和金属管的优点于一体，同时具备PPR的卫生性、密封性和金属管的刚性，形成优于一般塑料管的独特属性，具有线膨胀系数小、不渗氧、抗紫外线、高强度和高耐热等级佳的物理性能。
PPR铝塑稳态复合管在暖通和高温热水等领域应用广泛，在不同于现有技术中的在常温情况下使用的粘结树脂的一点是，应用于暖通和高温热水领域的粘结树脂需要一直处于较高温度的热水或者热气中，在这种情况下，粘结树脂在较高温度下的粘结强度和耐水性要求就比在室温条件下的更高，面临新的挑战。对于PPR铝塑稳态复合管来说，PPR管和金属铝之间的粘接强度和耐水性能直接影响其最终的使用性能。要达到并满足PPR铝塑稳态复合管的上述性能，粘结树脂的作用尤其重要，现有技术中粘结树脂的种类众多，但是并没有一款针对于PPR铝塑稳态复合管使用的粘结树脂，目前粘结树脂并不能满足PPR铝塑稳态复合管在现有使用环境下的使用需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于增强PPR铝塑稳态管的粘结树脂，用于克服现有技术中粘结树脂在较高使用温度条件下，粘结强度不足和耐水性不好的缺点。
本发明的进一步目的是提供一种如上述所述粘结树脂的制备方法。
本发明的进一步目的是提供一种上述粘结树脂在PPR铝塑稳态管中的应用。
为实现上述目的，本发明是采取以下的具体技术方案实现的：
一种用于增强PPR铝塑稳态管的粘结树脂，其特征在于，所述粘结树脂包括以下原料组分及重量份：
优选地，所述无规共聚聚丙烯接枝物为40～50份。
优选地，所述聚乙烯接枝物为10～20份。
优选地，所述无规共聚聚丙烯10～20份。
优选地，所述聚乙烯为3～10份。
优选地，所述增黏树脂为5～10份。
优选地，所述黏度调节剂为10～20份。
优选地，所述无机填充剂为5～10份。
优选地，所述弹性体为1～10份。
优选地，所述偶联剂为1～3份。
优选地，所述抗氧剂为0.1～2.0份。
优选地，所述无规共聚聚丙烯接枝物选自接枝率为0.1～1.0％的丙烯酸接枝无规共聚聚丙烯。
优选地，所述聚乙烯的数均分子量在190℃，2.16kg下的熔融指数为12～20g/10min。
优选地，所述聚乙烯接枝物选自接枝率为0.1～0.8％的聚乙烯丙烯酸接枝物。
优选地，所述无规共聚聚丙烯在230℃，2.16kg下的熔融指数为5～20g/10min。
更优选地，，所述无规共聚聚丙烯在230℃，2.16kg下的熔融指数为8～12g/10min。
优选地，所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯。
优选地，所述聚乙烯接枝物为线性低密度聚乙烯接枝物。
优选地，所述增黏树脂选自氢化石油树脂、萜烯树脂、萜酚树脂和氢化松香树脂中的一种或几种。
更优选地，所述增粘树脂选自氢化石油树脂和萜烯树脂中的一种。
优选地，所述黏度调节剂选自聚酰胺蜡、聚乙烯蜡和石蜡中的一种或几种。
优选地，所述无机填充剂选自碳酸钙、滑石粉、蒙托土、气相二氧化硅中的一种或几种。
优选地，所述弹性体选自为EPDM、POE、SBS、SEBS、EVA中的一种或几种。
优选地，所述偶联剂为KH560和KH792中的一种或两种混合。
优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂为1010、1076、168或DLTP中的一种或几种混合。
优选地，所述无规共聚聚丙烯接枝物和聚乙烯接枝物均采用以下方法获得：
1)将100份聚烯烃、0.02～0.5份2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、0.2～5.0份丙烯酸、0.1～5份苯乙烯和0.1～2.0份抗氧剂加入高速混合机中；
2)用双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为160～180℃；
所述聚烯烃为无规共聚聚丙烯或聚乙烯。
本发明中2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷缩写为DMDPB；所述丙烯酸缩写为AA；所述苯乙烯缩写为St。
本发明还公开了一种制备如上述所述粘结树脂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照各原料组分重量份，将其加入高速混合机中混合；
2)加入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为190～220℃。
一种如上述所述粘结粘结树脂在PPR铝塑稳态管上的应用。
根据相似相容的原理，选择了无规共聚聚丙烯PPR基体树脂，通过接枝反应，将带有极性基团的马来酸酐引入聚烯烃侧链中，增加了其对铝的粘接性能。聚乙烯和弹性体具有柔顺的分子链，破坏了PP连续有序的链节结构，使粘接树脂由粘附破坏转为倾向于内聚破坏，从而增强粘接性能。增粘树脂可以提高胶体的流动性和对被粘物的润湿性，改善粘结性能，达到所需的粘结强度。抗氧剂可以保证在高温条件下，粘结性能不发生变化。软化点低的粘度调节剂有利于提高粘结时的渗透性，达到粘得牢的目的。无机填充剂的加入一方面大量地中和吸收粘结树脂中未反应地极性单体，另一方面又激活了粘接树脂与铝带之间地粘结持久性和耐候性能，更加赋予粘接树脂较好的力学性能。良好的浸润性和超高的粘结强度使粘接树脂不易因为水的作用而造成内聚能下降，引起孔隙或气泡，抑制了水和氧气的渗透和扩散，以及铝片的腐蚀，从而提高了复合管的耐水性能。通过偶联剂的架桥作用使胶层与被粘物实现化学键连接，粘接强度大增。同时，界面上的硅氧烷聚合物是一憎水膜，覆盖在基体表面，可有效阻止水分的渗透、扩散。也就是说，形成一个整的防水界面，起着保护作用。本发明中上述各组分种类和含量之间相互配合最终使得所获得的粘结树脂在增强PPR铝塑稳态管方面的效果显著，具有优异的粘结强度和耐水性能。
本发明中的粘结树脂克服了现有技术中的种种缺陷而具有创造性。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1
本实施例中所述粘结树脂的各原料组分的重量份如下：
其中，所述聚乙烯接枝物为线性低密度聚乙烯接枝物；
所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯；
所述增粘树脂为萜烯树脂；
所述黏度调节剂为聚乙烯蜡；
所述无机填充剂为活性纳米碳酸钙；
所述弹性体为POE；
所述偶联剂为KH560；
所述抗氧剂为抗氧剂1010。
本实施例所述无规共聚聚丙烯接枝物和聚乙烯接枝物由包括以下步骤的方法获得：
1)将100份聚烯烃、0.02份DMDPB、0.2份AA、0.1份St和0.1份抗氧剂1010加入高速混合机中；
2)用双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为170～180℃；
所述聚烯烃为无规共聚聚丙烯或线性低密度聚乙烯。
本实施例中所述粘结树脂的制备方法为：
1)按照各原料组分重量份，将其加入高速混合机中混合；
2)加入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为200～210℃。
实施例2
本实施例中所述粘结树脂的各原料组分的重量份如下：
其中，所述聚乙烯接枝物为线性低密度聚乙烯接枝物；
所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯；
所述增粘树脂为氢化石油树脂；
所述黏度调节剂为聚乙烯蜡；
所述无机填充剂为蒙托土；
所述弹性体为EPDM；
所述偶联剂为KH560；
所述抗氧剂为抗氧剂1010。
本实施例所述无规共聚聚丙烯接枝物和聚乙烯接枝物由包括以下步骤的方法获得：
1)将100份聚烯烃、0.05份DMDPB、0.1份AA、0.2份St和0.2份抗氧剂1010加入高速混合机中；
2)用双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为160～170℃；
所述聚烯烃为无规共聚聚丙烯或线性低密度聚乙烯。
本实施例中所述粘结树脂的制备方法为：
1)按照各原料组分重量份，将其加入高速混合机中混合；
2)加入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为190～200℃。
实施例3
本实施例中所述粘结树脂的各原料组分的重量份如下：
其中，所述聚乙烯接枝物为线性低密度聚乙烯接枝物；
所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯；
所述增粘树脂为萜烯树脂；
所述黏度调节剂为聚酰胺蜡；
所述无机填充剂为气相二氧化硅；
所述弹性体为EVA；
所述偶联剂为KH792；
所述抗氧剂为抗氧剂1010。
本实施例所述无规共聚聚丙烯接枝物和聚乙烯接枝物由包括以下步骤的方法获得：
1)将100份聚烯烃、0.02份DMDPB、0.15份AA、0.15份St和0.1份抗氧剂1010加入高速混合机中；
2)用双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为170～180℃；
所述聚烯烃为无规共聚聚丙烯或线性低密度聚乙烯。
本实施例中所述粘结树脂的制备方法为：
1)按照各原料组分重量份，将其加入高速混合机中混合；
2)加入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为210～220℃。
模拟PPR稳态复合管的实际生产工艺，将上述实施例1～3中制备的粘结树脂用于PPR与铝片的三层复合结构中，具体的工艺步骤和参数为：
热压成型，制备剥离强度测试样条：温度230℃，压力2MPa，控制胶层厚度为0.2mm，将厚度为0.2mm的铝片、粘结树脂及0.5mm的PPR片三层复合。
经测试数据如表1所示：
其中剥离强度的测试参照GBT2790；拉伸强度的测试方法参照GB/T 1040；断裂伸长率的测试方法参照GB/T 1040。
表1
由上表可以看出：粘结树脂具有较好的力学性能，优异的耐水性能及较高的耐剥离强度，材料综合性能优异。
实施例4
本实施例中所述粘结树脂的各原料组分的重量份如下：
其中，所述聚乙烯接枝物为线性低密度聚乙烯接枝物；
所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯；
所述增粘树脂为萜烯树脂；
所述黏度调节剂为聚乙烯蜡；
所述无机填充剂为活性纳米碳酸钙；
所述弹性体为POE；
所述偶联剂为KH560；
所述抗氧剂为抗氧剂1010。
本实施例所述无规共聚聚丙烯接枝物和聚乙烯接枝物由包括以下步骤的方法获得：
1)将100份聚烯烃、0.04份DMDPB、3.0份AA、3.0份St和2.0份抗氧剂1010加入高速混合机中；
2)用双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤出机的挤出温度为160～180℃；
所述聚烯烃为无规共聚聚丙烯或线性低密度聚乙烯。
本实施例中所述粘结树脂的制备方法为：
1)按照各原料组分重量份，将其加入高速混合机中混合；
2)加入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为190～220℃。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种用于增强PPR铝塑稳态管的粘结树脂，其特征在于，所述粘结树脂包括以下原料组分及重量份：
所述无规共聚聚丙烯接枝物选自接枝率为0.1～1.0％的丙烯酸接枝无规共聚聚丙烯；
所述聚乙烯在190℃，2.16kg下的熔融指数为12～20g/10min。
2.如权利要求1所述用于增强PPR铝塑稳态管的粘结树脂，其特征在于，所述聚乙烯接枝物选自接枝率为0.1～0.8％的聚乙烯丙烯酸接枝物。
3.如权利要求1所述用于增强PPR铝塑稳态管的粘结树脂，其特征在于，所述无规共聚聚丙烯在230℃，2.16kg下的熔融指数为5～20g/10min。
4.如权利要求1所述用于增强PPR铝塑稳态管的粘结树脂，其特征在于，所述增黏树脂选自氢化石油树脂、萜烯树脂、萜酚树脂和氢化松香树脂中的一种或几种。
5.如权利要求1所述用于增强PPR铝塑稳态管的粘结树脂，其特征在于，所述弹性体选自为EPDM、POE、SBS、SEBS、EVA中的一种或几种。
6.如权利要求1所述用于增强PPR铝塑稳态管的粘结树脂，其特征在于，所述偶联剂为KH560和KH792中的一种或两种混合。
7.一种如权利要求1～6任一所述用于增强PPR铝塑稳态管的粘结树脂的制备方法，包括以下步骤：
1)按照各原料组分重量份，将其加入高速混合机中混合；
2)加入双螺杆挤出机中挤出造粒，双螺杆挤出机的挤出温度为190～220℃。
8.一种如权利要求1～6任一项所述粘结树脂及如权利要求7所述方法制备的粘结树脂在PPR铝塑稳态管上的应用。
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