CN106318257A - 一种聚乙烯防腐胶带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种胶带，特别涉及一种聚乙烯防腐胶带及其制备方法。所述聚乙烯防腐胶带由聚乙烯基膜和粘胶剂层组成，所述粘胶剂层组分按重量份数计，包括：丁基橡胶、天然橡胶、聚异丁烯、聚异丁烯、萜烯树脂、石油树脂、氢化松香甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、硬脂酸、马来酸酐、抗氧剂、无机填料。本发明提供了一种聚乙烯防腐胶带，该胶带粘结力和致密性好，具有很好的剥离强度、抗化学腐蚀、霉菌腐蚀和抗氧化性；本发明还提供了一种上述聚乙烯防腐胶带的制备方法，该方法操作简单，精密度高，重现性好。

Description

一种聚乙烯防腐胶带及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种胶带，特别涉及一种聚乙烯防腐胶带及其制备方法。
背景技术
众所周知，我国目前对能源的需求量随着经济的发展快速增长，天然气、石油的输送管道已经大量长距离铺设，沿途环境条件复杂多变，对管道的要求和防护要求相当高，这就为我们常规的输送管道的防腐工程提出了很高的标准。目前国内管道防腐多采用环氧沥青，沥青的施工和防护均难以达到工程质量的要求，且均匀性、密封性差。
相对于其他的防腐材料，聚乙烯防腐胶带具有良好的抗冲击能力，良好的耐静压力，良好的防水密封性，施工简单，使用寿命长，适用性广等特点，所以在管道防腐材料体系中占有一定的地位。但其抗土壤应力的能力不好，尤其在高温下，会因粘结力差和致密性高而产生阴极屏蔽(油气储运，2003年，第22卷第8 期)。
针对聚乙烯胶带存在的不足，国外80年代开始使用三层结构聚乙烯防腐涂层，它将北美优良的环氧树脂粉末与欧洲的聚乙烯屏障保护层结合起来，使该体系具有很高的粘结力、很好的抗阴极剥离性、化学屏障特性和抗氧性，但其成本相对较高。(煤气与热力，2005年，第25卷第8期)。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种聚乙烯防腐胶带，该胶带粘结力和致密性好，具有很好的剥离强度、抗化学腐蚀、霉菌腐蚀和抗氧化性；
本发明还提供了一种上述聚乙烯防腐胶带的制备方法，该方法操作简单，精密度高，重现性好。
为克服现有技术存在的缺点，本发明采取的技术方案为：
一种聚乙烯防腐胶带，由聚乙烯基膜和粘胶剂层组成，所述聚乙烯膜的厚度为0.3-0.5mm,其中所述粘胶剂层是由粘胶剂层各组分混合后涂覆于聚乙烯基膜上复合得到；所述粘胶剂层组分按重量份数计，包括：丁基橡胶30-35份、天然橡胶10-15份、聚异丁烯3-10份、萜烯树脂4-9份、石油树脂2-3份、氢化松香甘油酯8-9份、甲基丙烯酸缩水甘油酯8-10份、硬脂酸0.3-0.6份、马来酸酐2-3份、抗氧剂0.1-0.3份、无机填料8-10份。
优选地，所述抗氧剂由抗氧剂246、特丁基对苯二酚和抗氧剂1010组成，三种组分的重量比为1：1-3：2-4。
优选地，所述无机填料为蛋白石、滑石粉和轻质碳酸钙，三者的重量比为1：2-4：4-5；其中所述的蛋白石的粒径为0.5-1μm，滑石粉的粒度为1250目，轻质碳酸钙的粒径为0.2-2μm。通过上述三种无机填料的合理配比，有效降低了聚乙烯防腐胶带伸长率和弹性损失的能力，本发明选择的无机填料粒径小，填料的补强效果好，得到的防腐胶带拉伸强度、定伸应力、撕裂强度和硬度等性能都得到了很好的提高。
一种用于制备上述聚乙烯防腐胶带的方法，采用以下步骤：
（1）按照质量配比称取丁基橡胶30-35份,天然橡胶10-15份放入密炼机中，温度控制在130-145℃，密炼35分钟，得到混炼物1；
（2）按照质量配比称取萜烯树脂4-9份，石油树脂2-3份，氢化松香甘油酯8-9份，甲基丙烯酸缩水甘油酯9-12份,将萜烯树脂，石油树脂，氢化松香甘油酯先一起放入密炼机中，在95℃的温度下进行混炼55-60min，将甲基丙烯酸缩水甘油酯分成等量的三份，分别于混炼开始10min时，20min时，30min时加入到密炼机中，得到混炼物2；
（3）按照质量配比称取聚异丁烯3-10份、硬脂酸0.3-0.6份、马来酸酐2-3份、抗氧剂0.1-0.3份混合均匀，加入密炼机中，升温至125-130℃，再加入混炼物1和混炼物2，反应45-60min后,降温至135-140℃，再加入无机填料8-10份，充分混合均匀，反应30-45min,将混合物在挤出机中挤出，得到胶层材料；
(4)将步骤（3）中制备的胶层材料在熔化状态下，通过自动涂布机涂布在聚乙烯基膜上，涂胶量为10-12g/m³，制得聚乙烯防腐粘胶带。
有益效果
本发明以新的配方，新的生产工艺，较高的生产效率，提供了一种聚乙烯防腐胶带，该胶带粘结力和致密性好，具有很好的剥离强度、抗化学腐蚀、抗霉菌腐蚀和抗氧化性；本发明的聚乙烯防腐胶带能够广泛的用于各种管道的防腐修复上，在延长管道使用寿命和节省资源方面具有重大的意义。
本发明使用的聚乙烯防腐胶带的制备方法，操作简单，精密度高，重现性好。
具体实施方式
为了使相关技术领域人员更好地理解本发明，并使本发明的上述优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种制备聚乙烯防腐胶带的方法，采用以下步骤：
（1）按照质量配比称取丁基橡胶30份、天然橡胶15份放入密炼机中，温度控制在130-145℃，密炼35min，得到混炼物1；
（2）按照质量配比称取萜烯树脂4份，石油树脂3份，氢化松香甘油酯8份先一起放入密炼机中，当温度达到95℃时进行混炼并开始计时，混练持续60min,将12份甲基丙烯酸缩水甘油酯分成等量的三份，分别于混炼开始10min时，20min时，30min时加入到密炼机中，继续混炼，得到混炼物2；
（3）按照质量配比称取聚异丁烯3份、硬脂酸0.3份、马来酸酐2份、抗氧剂0.3份混合均匀，加入密炼机中，升温至125℃，再加入混炼物1和混炼物2，反应60min后,升温至135-140℃，再加入无机填料8份，充分混合均匀，反应30min,将混合物在挤出机中挤出，得到胶层材料；
(4)将步骤（3）中制备的胶层材料在熔化状态下，通过自动涂布机涂布在聚乙烯基膜上，涂胶量为10g/m³，制得聚乙烯防腐胶带。
本实施例中所述抗氧剂由抗氧剂246、特丁基对苯二酚和抗氧剂1010组成，三种组分的重量比为1：1：2。
本实施例中所述无机填料为蛋白石、滑石粉和轻质碳酸钙，三者的重量比为1：2：4；其中所述的蛋白石的粒径为0.5-1μm，滑石粉的粒度为1250目，轻质碳酸钙的粒径为0.2-2μm。
实施例2
一种制备聚乙烯防腐胶带的方法，采用以下步骤：
（1）按照质量配比称取丁基橡胶35份,天然橡胶10份放入密炼机中，温度控制在130-145℃，密炼35分钟，得到混炼物1；
（2）按照质量配比称取萜烯树脂9份，石油树脂2份，氢化松香甘油酯9份，甲基丙烯酸缩水甘油酯9份,将萜烯树脂，石油树脂，氢化松香甘油酯先一起放入密炼机中，在95℃的温度下进行混炼55min，将甲基丙烯酸缩水甘油酯分成等量的三份，分别于混炼开始10min时，20min时，30min时加入到密炼机中，得到混炼物2；
（3）按照质量配比称取聚异丁烯10份、硬脂酸0.6份、马来酸酐3份、抗氧剂0.1份混合均匀，加入密炼机中，升温至125-130℃，再加入混炼物1和混炼物2，反应45min后,升温至135-140℃，再加入无机填料10份，充分混合均匀，反应45min,将混合物在挤出机中挤出，得到胶层材料；
(4)将步骤（3）中制备的胶层材料在熔化状态下，通过自动涂布机涂布在聚乙烯基膜上，涂胶量为12g/m³，制得聚乙烯防腐胶带。
本实施例中所述抗氧剂由抗氧剂246、特丁基对苯二酚和抗氧剂1010组成，三种组分的重量比为1：3：4。
所述的无机填料为蛋白石、滑石粉和轻质碳酸钙，三者的重量比为1：4：5；其中所述的蛋白石的粒径为0.5-1μm，滑石粉的粒度为1250目，轻质碳酸钙的粒径为0.2-2μm。
实施例3
一种制备聚乙烯防腐胶带的方法，采用以下步骤：
（1）按照质量配比称取丁基橡胶32份,天然橡胶12份放入密炼机中，温度控制在130-145℃，密炼35分钟，得到混炼物1；
（2）按照质量配比称取萜烯树脂6份，石油树脂2份，氢化松香甘油酯9份，甲基丙烯酸缩水甘油酯10份,将萜烯树脂，石油树脂，氢化松香甘油酯先一起放入密炼机中，在95℃的温度下进行混炼58min，将甲基丙烯酸缩水甘油酯分成等量的三份，分别于混炼开始10min时，20min时，30min时加入到密炼机中，得到混炼物2；
（3）按照质量配比称取聚异丁烯6份、硬脂酸0.5份、马来酸酐3份、抗氧剂0.2份混合均匀，加入密炼机中，升温至128℃，再加入混炼物1和混炼物2，反应52min后,升温至135-140℃，再加入无机填料9份，充分混合均匀，反应36min,将混合物在挤出机中挤出，得到胶层材料；
(4)将步骤（3）中制备的胶层材料在熔化状态下，通过自动涂布机涂布在聚乙烯基膜上，涂胶量为10g/m³，制得聚乙烯防腐胶带。
本实施例所述抗氧剂由抗氧剂246、特丁基对苯二酚和抗氧剂1010组成，三种组分的重量比为1：3：2。
所述的无机填料为蛋白石、滑石粉和轻质碳酸钙，三者的重量比为1：2：5；其中所述的蛋白石的粒径为0.5-1μm，滑石粉的粒度为1250目，轻质碳酸钙的粒径为0.2-2μm。
对比例1
一种制备聚乙烯防腐胶带的方法，采用以下步骤：
（1）按照质量配比称取丁基橡胶32份,天然橡胶12份放入密炼机中，温度控制在130-145℃，密炼35分钟，得到混炼物1；
（2）按照质量配比称取萜烯树脂6份，石油树脂2份，甲基丙烯酸缩水甘油酯10份,将萜烯树脂，石油树脂先一起放入密炼机中，在95℃的温度下进行混炼58min，将甲基丙烯酸缩水甘油酯分成等量的三份，分别于混炼开始10min时，20min时，30min时加入到密炼机中，得到混炼物2；
（3）按照质量配比称取聚异丁烯6份、硬脂酸0.5份、马来酸酐3份、抗氧剂0.2份混合均匀，加入密炼机中，升温至128℃，再加入混炼物1和混炼物2，反应52min后,升温至135-140℃，再加入无机填料9份，充分混合均匀，反应36min,将混合物在挤出机中挤出，得到胶层材料；
(4)将步骤（3）中制备的胶层材料在熔化状态下，通过自动涂布机涂布在聚乙烯基膜上，涂胶量为10g/m³，制得聚乙烯防腐胶带。
本实施例所述抗氧剂由抗氧剂246、特丁基对苯二酚和抗氧剂1010组成，三种组分的重量比为1：3：2。
所述的无机填料为蛋白石、滑石粉和轻质碳酸钙，三者的重量比为1：2：5；其中所述的蛋白石的粒径为0.5-1μm，滑石粉的粒度为1250目，轻质碳酸钙的粒径为0.2-2μm。
对比例2
一种制备聚乙烯防腐胶带的方法，采用以下步骤：
（1）按照质量配比称取丁基橡胶32份,天然橡胶12份放入密炼机中，温度控制在130-145℃，密炼35min，得到混炼物1；
（2）按照质量配比称取萜烯树脂6份，石油树脂2份，氢化松香甘油酯9份，甲基丙烯酸缩水甘油酯10份,将萜烯树脂，石油树脂，氢化松香甘油酯先一起放入密炼机中，在95℃的温度下进行混炼58min，将甲基丙烯酸缩水甘油酯分成等量的三份，分别于混炼开始10min时，20min时，30min时加入到密炼机中，得到混炼物2；
（3）按照质量配比称取聚异丁烯6份、硬脂酸0.5份、马来酸酐3份、抗氧剂0.2份混合均匀，加入密炼机中，升温至128℃，再加入混炼物1和混炼物2，反应52min后,升温至135-140℃，再加入无机填料9份，充分混合均匀，反应36min,将混合物在挤出机中挤出，得到胶层材料；
(4)将步骤（3）中制备的胶层材料在熔化状态下，通过自动涂布机涂布在聚乙烯基膜上，涂胶量为10g/m³，制得聚乙烯防腐胶带。
本实施例所述抗氧剂由抗氧剂246、特丁基对苯二酚和抗氧剂1010组成，三种组分的重量比为1：3：2。
所述的无机填料为蛋白石、滑石粉，两者的重量比为1：2；其中所述的蛋白石的粒径为0.5-1μm，滑石粉的粒度为1250目。
对比例3
一种制备聚乙烯防腐胶带的方法，采用以下步骤：
（1）按照质量配比称取丁基橡胶32份,天然橡胶12份放入密炼机中，温度控制在130-145℃，密炼35分钟，得到混炼物1；
（2）按照质量配比称取萜烯树脂6份，石油树脂2份，氢化松香甘油酯9份，甲基丙烯酸缩水甘油酯10份,将萜烯树脂，石油树脂，氢化松香甘油酯先一起放入密炼机中，在95℃的温度下进行混炼58min，将甲基丙烯酸缩水甘油酯分成等量的三份，分别于混炼开始10min时，20min时，30min时加入到密炼机中，得到混炼物2；
（3）按照质量配比称取聚异丁烯6份、硬脂酸0.5份、抗氧剂0.2份混合均匀，加入密炼机中，升温至128℃，再加入混炼物1和混炼物2，反应52min后,升温至135-140℃，再加入无机填料9份，充分混合均匀，反应36min,将混合物在挤出机中挤出，得到胶层材料；
(4)将步骤（3）中制备的胶层材料在熔化状态下，通过自动涂布机涂布在聚乙烯基膜上，涂胶量为10g/m³，制得聚乙烯防腐胶带。
本实施例所述抗氧剂由抗氧剂246、特丁基对苯二酚和抗氧剂1010组成，三种组分的重量比为1：3：2。
所述的无机填料为蛋白石、滑石粉和轻质碳酸钙，三者的重量比为1：2：5；其中所述的蛋白石的粒径为0.5-1μm，滑石粉的粒度为1250目，轻质碳酸钙的粒径为0.2-2μm。
对比例4
一种制备聚乙烯防腐胶带的方法，采用以下步骤：
（1）按照质量配比称取丁基橡胶32份,天然橡胶12份放入密炼机中，温度控制在130-145℃，密炼35分钟，得到混炼物1；
（2）按照质量配比称取萜烯树脂6份，石油树脂2份，氢化松香甘油酯9份，甲基丙烯酸缩水甘油酯10份,放入密炼机中，在95℃的温度下进行混炼60min，得到混炼物2；
（3）按照质量配比称取聚异丁烯6份、硬脂酸0.5份、马来酸酐3份、抗氧剂0.2份、无机填料9份，加入密炼机中混合均匀，再加入混炼物1和混炼物2，升温至135-140℃，反应36min,将混合物在挤出机中挤出，得到胶层材料；
(4)将步骤（3）中制备的胶层材料在熔化状态下，通过自动涂布机涂布在聚乙烯基膜上，涂胶量为10g/m³，制得聚乙烯防腐胶带。
本实施例所述抗氧剂由抗氧剂246、特丁基对苯二酚和抗氧剂1010组成，三种组分的重量比为1：3：2。
所述的无机填料为蛋白石、滑石粉和轻质碳酸钙，三者的重量比为1：2：5；其中所述的蛋白石的粒径为0.5-1μm，滑石粉的粒度为1250目，轻质碳酸钙的粒径为0.2-2μm。
性能测试
1.防腐胶带防霉性能评价试验
参照标准ASTM G21-96的标准检测胶带的防霉性能。将实施例1-3及对比例1-4中胶带制成样片，在培养箱中养护14d后，观察霉菌的生长情况，并对胶带的防霉效果进行评级，
评级标准：
0级：无长霉；
1级：长霉斑点在1mm左右，分布稀疏，小于整个表面的10%；
2级：长霉斑点蔓延生长在2mm范围内，霉斑分布最大量不超过整个表面的四分之一；
3级：霉斑分布最大量不超过整个表面的二分之一；
4级：霉斑超过整个表面的二分之一直至整个表面布满菌丝。
表1 本发明防霉胶带的防霉效果
组别 防霉效果
实施例1 0级
实施例2 0级
实施例3 0级
对比例1 2级
对比例2 4级
对比例3 2级
对比例4 1级
表1的数据表明，本发明实施例1-3制备的防腐胶带具有较强的防霉效果；同时，表1的数据也表明本发明各个组分相互协同，缺一不可，对比例中防霉效果均下降，尤其是对比例2没有添加轻质碳酸钙，防霉胶带的防腐效果最差。
2.防腐胶带耐化学介质试验
选取平整无锈的低碳钢条(规格：200mm×25mm×6mm )，分别包覆实施例1-3以及对比例1-4所述的防腐胶带，分别浸泡于10%HCl、10%NaOH以及10%NaCl溶液中，并保持温度60℃，10d后观察其表面变化。结果见表2。
表2 本发明防霉胶带的耐化学介质试验结果
组别 表面观察
实施例1 未见任何变化
实施例2 未见任何变化
实施例3 未见任何变化
对比例1 轻微开裂
对比例2 开裂
对比例3 老化、开裂严重
对比例4 老化、开裂严重
表2的数据表明，本发明实施例1-3具有较强的耐受化学介质腐蚀的能力，对比例1-4的耐化学介质腐蚀能力均有不同程度降低。
3.防腐胶带的各种力学性能试验
对实施例和对比例制备的聚乙烯防腐胶带做性能测试，性能测试的项目包括：基材的拉伸强度、基材的断裂伸长率、对钢质管道的剥离强度、电气强度、体积电阻率、耐热老化性能等性能。
实施例中得到的聚乙烯防腐胶带指标测定、评价如下进行：
拉伸强度（MPa）：按照GB/T 1040进行检测；
断裂伸长率（%）：按照GB/T 1040进行检测；
对管道剥离强度（N/cm）：按照GB/T 2790进行检测；
电气强度（MV/m）：按照GB 1408进行检测；
体积电阻率（Ω·m）：按照GB 1410进行检测；
耐热老化保持率（%）：按照GB/T 7141进行检测；
600h耐紫外光老化保持率（%）：按照GB/T 7141进行检测；
表1 性能测试结果
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
拉伸强度（MPa） 23 22 24 19 17 18
断裂伸长率（%） 426 428 429 238 199 219
对管道剥离强度（N/cm） 34 35 36 19 20 17
电气强度（MV/m） 38 37 38 28 27 26
体积电阻率（Ω·m） 1.5×1013 1.6×1013 1.9×1013 0.9×1013 0.8×1013 0.6×1013
耐热老化保持率（%） 91 92 94 85 82 81
600h耐紫外光老化保持率（%） 92 92 93 75 73 70
如表1中所示的检测结果，实施例1-3中的聚乙烯防腐胶带的拉伸强度22-24MPa，优于标准基材拉伸强度≥18MPa；断裂伸长率在426-429%，远远高于基材断裂伸长率≥200%的标准，说明本发明的聚乙烯防腐胶带的弹性较大，能够很好的满足防腐施工的缠绕，使防腐效果更好。
本发明的聚乙烯防腐胶带常温对管道的剥离强度可达36N/cm，大于标准20N/cm，本聚乙烯防腐胶带对管道和背材的剥离强度较大，说明该聚乙烯防腐胶带的粘结性能优越。通过耐热老化测试后其耐热老化保持率都在90%以上，优于标准75%，说明材料的耐热老化性能较好；该内外胶带的耐紫外光老化保持率在90%以上，优于标准75%，说明胶带的抗紫外光氧化性能较好，能够满足管道防腐时将该胶带暴露在外面作为外带保护使用，能够经受风吹日晒和高温的环境，使该胶带能够持久保持好的防腐保护效果。实施例中的胶带的电气强度均大于37MV/m，体积电阻率≥1×1013Ω·m，其电学性能较好。对比例中制备的防腐胶带各项性能均不同程度的下降。
本发明对于防腐胶带基材配方的改进已经从根本上实现了剥离强度的提高，而且该胶带粘结力和致密性好，具有很好抗化学腐蚀、抗霉菌腐蚀和抗氧化性能，能够广泛的用于石油管道的防腐修复上，在延长石油管道使用寿命和节省资源方面具有重大的意义。

Claims (5)

1.一种聚乙烯防腐胶带，其特征在于,所述聚乙烯防腐胶带由聚乙烯基膜和粘胶剂层组成，所述聚乙烯膜的厚度为0.3-0.5mm,其中所述粘胶剂层组分按重量份数计，包括：丁基橡胶30-35份、天然橡胶10-15份、聚异丁烯3-10份、萜烯树脂4-9份、石油树脂2-3份、氢化松香甘油酯8-9份、甲基丙烯酸缩水甘油酯8-10份、硬脂酸0.3-0.6份、马来酸酐2-3份、抗氧剂0.1-0.3份、无机填料8-10份。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯防腐胶带，其特征在于，所述抗氧剂由抗氧剂246、特丁基对苯二酚和抗氧剂1010组成，所述三种组分的重量比为1：1-3：2-4。
3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯防腐胶带，其特征在于，所述无机填料为蛋白石、滑石粉和轻质碳酸钙，三者的重量比为1：2-4：4-5。
4.根据权利要求3所述的一种聚乙烯防腐胶带，其特征在于，其中所述的蛋白石的粒径为0.5-1μm，滑石粉的粒度为1250目，轻质碳酸钙的粒径为0.2-2μm。
5.一种用于制备权利要求1-4所述的聚乙烯防腐胶带方法，其特征在于，采用以下步骤：
（1）按照质量配比称取丁基橡胶30-35份,天然橡胶10-15份放入密炼机中，温度控制在130-145℃，密炼35分钟，得到混炼物1；
（2）按照质量配比称取萜烯树脂4-9份，石油树脂2-3份，氢化松香甘油酯8-9份，甲基丙烯酸缩水甘油酯9-12份,将萜烯树脂，石油树脂，氢化松香甘油酯先一起放入密炼机中，在95℃的温度下进行混炼55-60min，将甲基丙烯酸缩水甘油酯分成等量的三份，分别于混炼开始10min时，20min时，30min时加入到密炼机中，得到混炼物2；
（3）按照质量配比称取聚异丁烯3-10份、硬脂酸0.3-0.6份、马来酸酐2-3份、抗氧剂0.1-0.3份混合均匀，加入密炼机中，升温至125-130℃，再加入混炼物1和混炼物2，反应45-60min后,降温至135-140℃，再加入无机填料8-10份，充分混合均匀，反应30-45min,将混合物在挤出机中挤出，得到胶层材料；
(4)将步骤（3）中制备的胶层材料在熔化状态下，通过自动涂布机涂布在聚乙烯基膜上，涂胶量为10-12g/m³，制得聚乙烯防腐胶带。
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CN109054668A (zh) * 2018-08-10 2018-12-21 阜南县力韦包装材料有限公司 一种阻燃防腐绝缘胶带
CN109468092A (zh) * 2018-06-11 2019-03-15 科顺防水科技股份有限公司 一种阻燃抗静电丁基压敏胶及其制备方法
CN112662084A (zh) * 2021-01-20 2021-04-16 深圳市益达兴技术研究有限公司 丁基橡胶和天然橡胶复合胶带用胶料及其制备方法

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