CN106905893A - 一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂及其制备方法 - Google Patents

一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，按质量份计，包括以下组分：乙烯-醋酸乙烯共聚物20-30份；马来酸酐接枝聚氯乙烯15-20份；马来酸酐接枝聚丙烯15-20份；聚氨酯改性环氧树脂10-15份；三聚磷酸改性聚乙烯醇树脂10-15份；萜烯树脂10-15份；填料5-10份；抗氧剂0.1-0.5份。本发明还进一步提供了一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂的制备方法。本发明提供的一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，对极性材料有良好的粘接性能，具有较高的剪切强度和较好的耐低温性能，并在较宽温度范围内具有较高的剥离强度，适用范围广。

Description

一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，涉及一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂及其制备方法。
背景技术
防腐钢管主要用于油气水的输送，对于提高防腐钢管中间层粘接树脂的阻隔性对防腐管的密封性有会有很大的提高，在输送油气水的的同时提高了其安全性。但是一般市面上的聚氯乙烯防腐钢管，使用一段时间后就会出现裂纹等现象，使得使用时的风险增大。这主要是因为：一、粘接树脂剪切强度、剥离强度等性能不好，当温度发生变化时，出现剥落或者滑移等现象；二、粘接树脂的粘接强度不够，特别是对于难粘材料聚氯乙烯来说；三、粘接树脂的阻隔密封性能差。
CN200910035358.7提出了一种负50度防腐热熔胶及其制备方法，CN2009100335813.3提出了一种60度防腐热熔胶，但是这些专利中提到的热熔胶均只是适用于某一温度范围内。CN93110285提供了一种管道用防腐热熔胶，由聚异丁烯-异戊二烯单体聚合成的聚合体与增粘剂、补强剂、抗氧剂、聚烯烃、热塑性弹性体、添加剂与填料以颗粒与粉状在140-160℃下边加料边混炼而成，同样只具有一定的耐高温性能。CN200410051700.X提出了一种用于钢管防腐的聚合物粘接树脂及其制备方法，由HDPE(高密度聚氯乙烯)、LLDPE(线性低密度聚氯乙烯)、LDPE(低密度聚氯乙烯)、PP(聚丙烯)、马来酸酐、引发剂、EVA、增粘剂、增塑剂、抗氧剂、颜填料、结构调整剂采用同向平行排气双螺杆挤出机制备，但是并没有提到该粘接树脂的耐温性能。
本发明提供一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，即是为了解决上述问题而研制，是一种接枝极性功能基团的功能化聚烯烃，采用反应挤出工艺，在熔融状态下通过有机过氧化物引发自由基反应接枝极性功能基团。由于其具有优异的阻隔性能因此具有良好的防腐性能。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的是解决现有聚氯乙烯防腐钢管由于粘接树脂性能问题而影响其适用的问题，提供一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，按质量份计，包括以下组分：
优选地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物在190℃，2.16kg下的熔融指数为0.5-3.0g/10min，数均分子量为2000～8000，邵氏A硬度为98A，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为10-50％。
优选地，所述马来酸酐接枝聚氯乙烯的条件为：在190℃，0.2kg下的熔融指数为28-32g/10min；接枝率为1.0-1.2％。
优选地，所述马来酸酐接枝聚丙烯的条件为：在190℃，0.2kg下的熔融指数为38-42g/10min；接枝率为0.8-1.0％。
优选地，所述马来酸酐接枝聚氯乙烯在反应釜中由马来酸酐与基础树脂聚氯乙烯发生热引发接枝反应生成。
优选地，所述马来酸酐接枝聚丙烯在反应釜中由马来酸酐与基础树脂聚丙烯发生热引发接枝反应生成。
优选地，所述聚氨酯改性环氧树脂在190℃，0.2kg下的熔融指数为53-57g/10min。
优选地，所述三聚磷酸改性聚乙烯醇树脂在190℃，0.2kg下的熔融指数为46-50g/10min。
优选地，所述萜烯树脂在190℃，0.2kg下的熔融指数为40-44g/10min。
优选地，所述萜烯树脂为聚α-蒎烯树脂。
优选地，所述填料选自滑石粉、轻质碳酸钙、二氧化硅中的任意一种。
优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂1010(四[B-(3，5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸])季戊四醇酯或BHT(2，6-叔丁基-4-甲酚)中的任意一种。
本发明进一步提供一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂的制备方法，包括以下步骤：
1)按配比将乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚氯乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯进行充油处理后，加入抗氧剂在捏合机中高速捏合均匀，再依次加入聚氨酯改性环氧树脂，三聚磷酸改性聚乙烯醇树脂，萜烯树脂和填料后，继续在捏合机中高速捏合均匀；
2)捏合均匀后放入挤出机中挤出出料，烘干即得。
优选地，所述充油处理是指本领域常规进行的充油处理。具体地，所述充油处理采用甲基硅油进行处理。
优选地，在步骤1)中，所述充油处理的条件为：试剂：甲基硅油；处理温度：60-70℃；处理时间：40-50分钟。
优选地，在步骤1)中，所述捏合机的条件为：捏合温度：180-190℃；捏合速率：1600-2000rpm；捏合时间：70-90分钟。
优选地，在步骤2)中，所述挤出机为双螺杆挤出机。
更优选地，在步骤2)中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为130-160℃。
进一步优选地，所述双螺杆挤出机的温度设置为：机筒一区130-135℃，机筒二区135-140℃，机筒三区140-145℃，机筒四区145-150℃，机筒五区150-155℃，端口温度155-160℃。
如上所述，本发明提供的一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂及其制备方法，具有以下有益效果：
(1)本发明提供的一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，其制备的具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管，具有一定的耐蚀性、耐候性，较好的弹性和韧性，以及抗霉菌等性能，管道埋于地下，具有足够长的使用寿命。
(2)本发明提供的一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，对极性材料有较好的粘接力，能在低于基材热收缩温度的情况下进行机械涂敷，并较好地黏附在基材上；又能在高于基材热收缩温度时，随基材的收缩而将基材与钢管粘牢，达到密封和防腐的目的。
(3)本发明提供的一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，在较宽温度范围内具有较高的剥离强度，以保证管道在使用过程中收缩带不会脱落，同时具有较好的耐低温性能，适用范围广。
(4)本发明提供的一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，具有较高的剪切强度，能够避免热收缩带收缩时出现滑移现象。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员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与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有压力值和范围都是指相对压力。
此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
一种聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，按质量份计，包括以下组分：乙烯-醋酸乙烯共聚物30份，马来酸酐接枝聚氯乙烯15份，马来酸酐接枝聚丙烯15份，聚氨酯改性环氧树脂10份，三聚磷酸改性聚乙烯醇树脂10份，萜烯树脂10份，填料滑石粉10份，抗氧剂1010为0.5份。
首先按配比将乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚氯乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯在60℃下进行充油处理50分钟。然后加入抗氧剂1010，在捏合机中高速捏合均匀，温度设为180℃。再依次加入聚氨酯改性环氧树脂，三聚磷酸改性聚乙烯醇树脂，萜烯树脂和填料后继续在180℃温度下的捏合机中高速捏合均匀。捏合均匀后将捏合物放入双螺杆挤出机挤出出料，即得所需聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂样品1#。其中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为130-160℃。具体为机筒一区130-135℃，机筒二区135-140℃，机筒三区140-145℃，机筒四区145-150℃，机筒五区150-155℃，端口温度155-160℃。
实施例2
一种聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，按质量份计，包括以下组分：乙烯-醋酸乙烯共聚物20份，马来酸酐接枝聚氯乙烯20份，马来酸酐接枝聚丙烯15份，聚氨酯改性环氧树脂10份，三聚磷酸改性聚乙烯醇树脂10份，萜烯树脂10份，填料轻质碳酸钙5份，抗氧剂BHT为0.1份。
首先按配比将乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚氯乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯在70℃下进行充油处理40分钟。然后加入抗氧剂BHT，在捏合机中高速捏合均匀，温度设为190℃。再依次加入聚氨酯改性环氧树脂，三聚磷酸改性聚乙烯醇树脂，萜烯树脂和填料后继续在190℃温度下的捏合机中高速捏合均匀。捏合均匀后将捏合物放入双螺杆挤出机挤出出料，即得所需聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂样品2#。其中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为130-160℃。具体为机筒一区130-135℃，机筒二区135-140℃，机筒三区140-145℃，机筒四区145-150℃，机筒五区150-155℃，端口温度155-160℃。
实施例3
一种聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，按质量份计，包括以下组分：乙烯-醋酸乙烯共聚物30份，马来酸酐接枝聚氯乙烯15份，马来酸酐接枝聚丙烯20份，聚氨酯改性环氧树脂10份，三聚磷酸改性聚乙烯醇树脂10份，萜烯树脂10份，填料二氧化硅5份，抗氧剂1010为0.3份。
首先按配比将乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚氯乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯在60-70℃下进行充油处理45分钟。然后加入抗氧剂1010，在捏合机中高速捏合均匀，温度设为185℃。再依次加入聚氨酯改性环氧树脂，三聚磷酸改性聚乙烯醇树脂，萜烯树脂和填料后继续在185℃温度下的捏合机中高速捏合均匀。捏合均匀后将捏合物放入双螺杆挤出机挤出出料，即得所需聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂样品3#。其中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为130-160℃。具体为机筒一区130-135℃，机筒二区135-140℃，机筒三区140-145℃，机筒四区145-150℃，机筒五区150-155℃，端口温度155-160℃。
实施例4
将实施例1-3中制备的粘接树脂样品1-3#，依照国家标准GB/T 7124-86进行胶粘剂搭接剪切强度的测定(金属对金属)，同时依照国家标准GB/T 15332-94进行热熔胶粘剂环球软化点的测定，结果如下表1。
由表1可知，本发明粘接树脂环球软化点基本保持在145-150℃之间，拉伸强度超过27.5MPa。当马来酸酐接枝聚氯乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯组分比例高时，粘接树脂对塑料的粘接能力提高，粘接剂的防水阻隔性能、机械性能、抗热性能等综合性能良好。
表1
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3
分解温度(℃) 195-200 195-200 195-200
6.3 5.9 6.1
环球软化点(℃) 145-150 145-150 145-150
拉伸强度(Mpa) 28.2 27.8 28.5
水中浸泡一个月后环球软化点(℃) 105-110 105-110 105-110
水中浸泡一个月后拉伸强度(Mpa) 16.1 15.8 16.3
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
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 (10)

1.一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，其特征在于，按质量份计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物在190℃，2.16kg下的熔融指数为0.5-3.0g/10min，数均分子量为2000～8000，邵氏A硬度为98A，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯的含量为10-50％。
3.根据权利要求1所述的具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚氯乙烯的条件为：在190℃、0.2kg下的熔融指数为28-32g/10min，接枝率为1.0-1.2％；所述马来酸酐接枝聚丙烯的条件为：在190℃、0.2kg下的熔融指数为38-42g/10min；接枝率为0.8-1.0％。
4.根据权利要求1所述的具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，其特征在于，所述聚氨酯改性环氧树脂在190℃、0.2kg下的熔融指数为53-57g/10min；所述三聚磷酸改性聚乙烯醇树脂在190℃、0.2kg下的熔融指数为46-50g/10min；所述萜烯树脂在190℃、0.2kg下的熔融指数为40-44g/10min。
5.根据权利要求1所述的具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂，其特征在于，所述填料选自滑石粉、轻质碳酸钙、二氧化硅中的任意一种；所述抗氧剂选自抗氧剂1010或抗氧剂BHT中的任意一种。
6.一种具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按配比将乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝聚氯乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯进行充油处理后，加入抗氧剂在捏合机中高速捏合均匀，再依次加入聚氨酯改性环氧树脂，三聚磷酸改性聚乙烯醇树脂，萜烯树脂和填料后，继续在捏合机中高速捏合均匀；
2)捏合均匀后放入挤出机中挤出出料，烘干即得。
7.根据权利要求6所述的具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述充油处理的条件为：试剂：甲基硅油；处理温度：60-70℃；处理时间：40-50分钟。
8.根据权利要求6所述的具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，所述捏合机的条件为：捏合温度：180-190℃；捏合速率：1600-2000rpm；捏合时间：70-90分钟。
9.根据权利要求6所述的具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂的制备方法，其特征在于，在步骤2)中，所述挤出机为双螺杆挤出机；所述双螺杆挤出机的挤出温度为130-160℃。
10.根据权利要求9所述的具有阻隔性能聚氯乙烯防腐钢管专用粘接树脂的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的温度设置为：机筒一区130-135℃，机筒二区135-140℃，机筒三区140-145℃，机筒四区145-150℃，机筒五区150-155℃，端口温度155-160℃。
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