CN108117854A - 一种衬塑钢管专用粘接树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种衬塑钢管专用粘接树脂，由以下组分及重量份的原料组成：聚烯烃及其共聚物100份、苯乙烯热塑性弹性体2～4份、聚酰胺树脂2～4份、增粘剂1～2份、合成蜡3～7份、邻苯二甲酸二辛酯1～2份、抗氧化剂0.5～2份、助剂0.5‑1份。本发明公开的一种衬塑钢管专用粘接树脂保持了聚乙烯优良的耐候性、耐酸碱性能、以及优良的力学性能，适用于各类冷水及热水衬塑管道；本发明还公开了该种粘接树脂的制备方法，通过反应釜反应，以提高树脂的接枝率以及接枝效率；且在满足高接枝率的同时，提高聚烯烃的利用率高、降低反应后的残留量。该生产方法卫生安全、且生产过程环保无毒、加工得到的粘结树脂的加工性能好、涂覆均匀。

Description

一种衬塑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合成技术领域，具体涉及一种衬塑钢管专用粘接树脂及其制备方法。
背景技术
随着科技的发展，市场对金属-塑料复合材料，尤其是对其粘接层树脂的性能要求越来越高，如粘接性能等。目前，国产粘接树脂对金属，尤其是对钢、铜等的粘接强度比较低。树脂的粘接性能除与其接枝率有关外，还与其润湿性能和内聚能息息相关。性能优异的粘接树脂具备较高的树脂接枝率、合适的润湿性能以及较高的内聚能。
衬塑钢管，以镀锌无缝钢管、焊接钢管为基管，内壁去除焊筋后，衬入与镀锌管内等径的食品级聚乙烯(PE)管材。聚乙烯衬层厚度要求符合CJ/T136-2007标准，最后加压加热一定时间后成型，是传统镀锌管的升级型产品。因此，衬塑钢管需要通过在内层塑料管外表面涂覆一层粘接树脂中间层，将外层钢管同内层塑料管连接成一整体，与高密度聚乙烯及交联聚乙烯等相容性极佳。
聚烯烃热熔胶粘剂是以聚烯烃为基体树脂，通过接枝反应使其带有一定基团，并且通过添加增黏树脂、抗氧剂和其他助剂等共混而成的一类不含溶剂的胶粘剂。聚烯烃热熔胶粘剂通过加热熔融粘合，随后冷却、固化发挥粘接力，一般在200℃左右的温度下使用。在高温下聚烯烃粘接树脂表面链段才具有足够的活化能运动，才能与基材充分接触而具有足够大的实际接触面积，从而实现良好粘接。粘接聚烯烃材料的原料组分多为低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)类聚合物。HDPE粘接树脂的研制始于20世纪30年代，并且六七十年代世界各国HDPE粘接树脂发展更为迅速，以HDPE为主体的粘接树脂制得的胶粘剂在各行各业应用非常广泛。中国发明专利CN101074305公开了一种粘结性聚烯烃树脂，但其对金属的粘接性能并不十分理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种衬塑钢管专用粘接树脂及其制备方法，解决了现有技术中粘接树脂对金属的粘接性差的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：一种衬塑钢管专用粘接树脂，其特征在于，由以下组分及重量份的原料组成：
优选的，所述聚烯烃及其共聚物为高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、乙烯－丙烯酸乙酯共聚树脂中的一种或几种。
优选的，所述苯乙烯热塑性弹性体为苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物。
优选的，为了提高粘合树脂的初粘强度、软化点等性能，添加适量的增粘剂，所述增粘剂为松香及其衍生物、萜烯树脂及其改性树脂、石油树脂、热塑性酚醛树脂、低分子量聚苯乙烯中的一种或几种。
优选的，为了防止聚合物在高温熔融共混时氧化分解，添加适量的抗氧化剂。所述抗氧化剂为抗氧化剂B215、抗氧化剂1010、抗氧化剂168、抗氧化剂1076、抗氧化剂3114中的一种或几种。
优选的，所述助剂为无规聚丙烯。
一种衬塑钢管专用粘接树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：按照规定重量份称取聚烯烃及其共聚物、苯乙烯热塑性弹性体、聚酰胺树脂、增粘剂、合成蜡、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂、以及助剂，然后将聚烯烃及其共聚物、苯乙烯热塑性弹性体、以及聚酰胺树脂加入反应釜，得到反应产物；
步骤2：将反应产物以及增粘剂、合成蜡、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂、以及助剂加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒。
优选的，所述反应釜的反应温度为240～250℃，反应压力1.8～2.2MPa，反应时间为30-60min。
优选的，所述挤出机中的挤出温度为220～230℃。
本发明的有益效果：本发明公开的一种衬塑钢管专用粘接树脂保持了聚乙烯优良的耐候性、耐酸碱性能、以及优良的力学性能。其与高密度聚乙烯及交联聚乙烯等相容性极佳，且与镀锌管、不锈钢、马口铁等金属都具有良好的粘结力，适用于各类冷水及热水衬塑管道；本发明还公开了该种粘接树脂的制备方法，通过反应釜先将聚烯烃及其共聚物、苯乙烯热塑性弹性体、以及聚酰胺树脂三者进行反应，以提高树脂的接枝率以及接枝效率；且在满足高接枝率的同时，提高聚烯烃的利用率高、降低反应后的残留量。该生产方法卫生安全、且生产过程环保无毒、加工得到的粘结树脂的加工性能好、涂覆均匀。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种衬塑钢管专用粘接树脂，由以下组分及重量份的原料组成：
高密度聚乙烯
线性低密度聚乙烯
其中，高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的总重量份为100份，且高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的重量份之比为1:1。
一种衬塑钢管专用粘接树脂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照规定重量份称取高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物、聚酰胺树脂、松香、合成蜡、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂B215、以及无规聚丙烯，然后将高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物、以及聚酰胺树脂加入反应釜，在250℃和2MPa的条件下反应时间30min得到反应产物；
步骤2：将反应产物以及松香、合成蜡、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂B215、以及无规聚丙烯加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒。其中，挤出机采用的是双螺杆挤出机进行接枝造粒，挤出机第1～9段的温度为160～230℃，机头温度为180℃，挤出机的喂料转速为50r/min，挤出机主机转速190r/min。
实施例2：
一种衬塑钢管专用粘接树脂，由以下组分及重量份的原料组成：
高密度聚乙烯
线性低密度聚乙烯
乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂
其中，高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂的总重量份为100份，且高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂的重量份之比为1:1:1。
一种衬塑钢管专用粘接树脂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照规定重量份称取高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物、聚酰胺树脂、萜烯树脂、合成蜡、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂B215、以及无规聚丙烯，然后将高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物、以及聚酰胺树脂加入反应釜，在245℃和2MPa的条件下反应时间50min得到反应产物；
步骤2：将反应产物以及萜烯树脂、合成蜡、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂B215、以及无规聚丙烯加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒。其中，挤出机采用的是双螺杆挤出机进行接枝造粒，挤出机第1～9段的温度为160～230℃，机头温度为180℃，挤出机的喂料转速为50r/min，挤出机主机转速190r/min。
实施例3：
一种衬塑钢管专用粘接树脂，由以下组分及重量份的原料组成：
高密度聚乙烯
线性低密度聚乙烯
乙烯－丙烯酸乙酯共聚树脂
其中，高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和乙烯－丙烯酸乙酯共聚树脂的总重量份为100份，且高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和乙烯－丙烯酸乙酯共聚树脂的重量份之比为1:1:1。
一种衬塑钢管专用粘接树脂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照规定重量份称取高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯－丙烯酸乙酯共聚树脂、苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物、聚酰胺树脂、石油树脂、合成蜡、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂B215、以及无规聚丙烯，然后将高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯－丙烯酸乙酯共聚树脂、苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物、以及聚酰胺树脂加入反应釜，在245℃和2MPa的条件下反应时间50min得到反应产物；
步骤2：将反应产物以及石油树脂、合成蜡、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂B215、以及无规聚丙烯加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒。其中，挤出机采用的是双螺杆挤出机进行接枝造粒，挤出机第1～9段的温度为160～230℃，机头温度为180℃，挤出机的喂料转速为50r/min，挤出机主机转速190r/min。
实施例4：
一种衬塑钢管专用粘接树脂，由以下组分及重量份的原料组成：
高密度聚乙烯
线性低密度聚乙烯
乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂
乙烯－丙烯酸乙酯共聚树脂
其中，高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、乙烯－丙烯酸乙酯共聚树脂的总重量份为100份，且高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、和乙烯－丙烯酸乙酯共聚树脂的重量份之比为1:1:1:1。
一种衬塑钢管专用粘接树脂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照规定重量份称取高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、乙烯－丙烯酸乙酯共聚树脂、苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物、聚酰胺树脂、热塑性酚醛树脂、合成蜡、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂B215、以及无规聚丙烯，然后将高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、乙烯－丙烯酸乙酯共聚树脂、苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物、以及聚酰胺树脂加入反应釜，在240℃和2.1MPa的条件下反应时间60min得到反应产物；
步骤2：将反应产物以及热塑性酚醛树脂、合成蜡、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂B215、以及无规聚丙烯加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒。其中，挤出机采用的是双螺杆挤出机进行接枝造粒，挤出机第1～9段的温度为160～230℃，机头温度为180℃，挤出机的喂料转速为50r/min，挤出机主机转速190r/min。
将实施例1～4得到的粘接树脂的性能进行检测，检测结果如下：
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种衬塑钢管专用粘接树脂，其特征在于，由以下组分及重量份的原料组成：
2.根据权利要求1所述衬塑钢管专用粘接树脂，其特征在于，所述聚烯烃及其共聚物为高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚树脂、乙烯－丙烯酸乙酯共聚树脂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述衬塑钢管专用粘接树脂，其特征在于，所述苯乙烯热塑性弹性体为苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物。
4.根据权利要求1所述衬塑钢管专用粘接树脂，其特征在于，所述增粘剂为松香及其衍生物、萜烯树脂及其改性树脂、石油树脂、热塑性酚醛树脂、低分子量聚苯乙烯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述衬塑钢管专用粘接树脂，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧化剂B215、抗氧化剂1010、抗氧化剂168、抗氧化剂1076、抗氧化剂3114中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述衬塑钢管专用粘接树脂，其特征在于，所述助剂为无规聚丙烯。
7.根据权利要求1～6任意一种所述衬塑钢管专用粘接树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：按照规定重量份称取聚烯烃及其共聚物、苯乙烯热塑性弹性体、聚酰胺树脂、增粘剂、合成蜡、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂、以及助剂，然后将聚烯烃及其共聚物、苯乙烯热塑性弹性体、以及聚酰胺树脂加入反应釜，得到反应产物；
步骤2：将反应产物以及增粘剂、合成蜡、邻苯二甲酸二辛酯、抗氧化剂、以及助剂加入到双螺杆挤出机中，挤出造粒。
8.根据权利要求7所述衬塑钢管专用粘接树脂的制备方法，其特征在于，所述反应釜的反应温度为240～250℃，反应压力1.8～2.2MPa，反应时间为30-60min。
9.根据权利要求7所述衬塑钢管专用粘接树脂的制备方法，其特征在于，所述挤出机中的挤出温度为220～230℃。
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