CN108264866A - 一种钢丝缠绕增强聚乙烯复合管用高强度粘接树脂及其制备方法和用途 - Google Patents

一种钢丝缠绕增强聚乙烯复合管用高强度粘接树脂及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及复合管技术领域，特别是涉及一种钢丝缠绕增强聚乙烯复合管用高强度粘接树脂及其制备方法和用途。本发明提供一种粘接树脂，按重量份计，其原料包括如下组分：聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯—醋酸乙烯共聚物或苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物、聚酰胺或聚苯乙烯、填料、抗氧剂。本发明过提供的粘接树脂能够用于钢丝缠绕增强聚乙烯复合管的制备，能够提供良好的粘接效果，依照国家标准GB/T32439‑2015规定的指标进行测试，在各项性能检测中具有优良的表现，具有良好的产业化前景。

Description

一种钢丝缠绕增强聚乙烯复合管用高强度粘接树脂及其制备 方法和用途
技术领域
本发明涉及复合管技术领域，特别是涉及一种钢丝缠绕增强聚乙烯复合管用高强度粘接树脂及其制备方法和用途。
背景技术
钢丝缠绕增强聚乙烯复合管(STSCP)是以高强度钢丝左右螺旋缠绕成型的网状骨架为增强体，以高密度聚乙烯(High Density Polyethylene，下称HDPE)为基体，并用粘接树脂层将钢丝网骨架与内外层高密度聚乙烯紧密地连接在一起制备获得的一种复合管材。因而，钢丝缠绕增强聚乙烯复合管是一种很新兴的复合管材，与传统管材相比，成本低廉、耐压等级高，在市场上广泛应用于供水、输气、化工管道等领域，同时，该复合管具有优良的柔性，更适用于长距离埋地供水、输气管道系统。
目前钢丝缠绕增强聚乙烯复合管粘接树脂多采用通用型粘接树脂，该粘接树脂为HDPE改性材料，在加热条件下，能够与HDPE管材熔融为一体，同时，其极性键与钢丝有极强的粘接力。由于粘接树脂的使用，解决了钢丝与HDPE之间无连接因子的问题，但是，通用型的粘接树脂本身强度较低，在复合层里仅能起到了粘接作用。
因而，现有技术中的粘接树脂在用于钢丝缠绕增强聚乙烯复合管时，或多或少地存在各种缺陷。所以，如果能够提供一种性能优良的粘接树脂，不仅可以很好的粘接钢丝与HDPE管材，还具有很高的强度，增强复合层的耐压性能，是目前业内人员十分期待解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钢丝缠绕增强聚乙烯复合管用高强度粘接树脂及其制备方法和用途，用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种钢丝缠绕增强聚乙烯复合管用高强度粘接树脂，按重量份计，其原料包括如下组分：
聚乙烯 20～50份；
马来酸酐接枝聚乙烯 10～50份；
乙烯—醋酸乙烯共聚物或苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物5～30；
聚酰胺或聚苯乙烯 5～30份；
填料 2～10份；
抗氧剂 0.1～1.0份。
优选的，所述粘接树脂，按重量份计，其原料包括如下组分：
聚乙烯 25～45份；
马来酸酐接枝聚乙烯 20～50份；
乙烯—醋酸乙烯共聚物或苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物12～25；
聚酰胺或聚苯乙烯 8～20份；
填料 2～10份；
抗氧剂 0.1～1.0份。
优选的，所述聚乙烯为高密度聚乙烯，在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.02～10g/10min，更优选为1～10g/10min。
优选的，所述马来酸酐接枝聚乙烯中马来酸酐的接枝率为1～2wt％。
优选的，所述马来酸酐接枝聚乙烯的数均分子量为1000～6000。
本发明所提供的钢丝缠绕增强聚乙烯复合管用高强度粘接树脂中，乙烯—醋酸乙烯共聚物通常与聚酰胺配合使用，苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物通常与聚苯乙烯配合使用。
优选的，所述乙烯—醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯含量为18wt％～40wt％，在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为4～150g/10min，更有选为4～50g/10min。
优选的，所述苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯与丁二烯比例(重量比)为30：70～40：60。
优选的，所述苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物的分子量为5～20万，熔融指数为2～10g/10min(2.16kg，190℃)。
优选的，所述聚酰胺的拉伸强度为60～70MPa，熔点为115～120℃。
优选的，所述聚苯乙烯拉伸强度为50～60MPa，软化点95～110℃。
优选的，所述填料选自白炭黑、纳米碳酸钙、滑石粉中的一种或多种的组合。
所述纳米碳酸钙的粒径可以是0.01～0.1μm。
本发明第二方面提供所述钢丝缠绕增强聚乙烯复合管用高强度粘接树脂的制备方法，包括如下步骤：
按配方将聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯—醋酸乙烯共聚物或苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物、聚酰胺或聚苯乙烯、填料、抗氧剂混合，加入双螺杆挤出机中，挤出温度为230～245℃。
本发明第三方面提供所述粘接树脂在制备钢丝缠绕增强聚乙烯复合管中的用途。
本发明过提供的粘接树脂能够用于钢丝缠绕增强聚乙烯复合管的制备，能够提供良好的粘接效果，依照国家标准GB/T32439-2015规定的指标进行测试，在各项性能检测中具有优良的表现，具有良好的产业化前景。
具体实施方式
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。
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
钢丝缠绕增强聚乙烯复合管专用粘接树脂的组分比例(重量份)
其中，聚乙烯为高密度聚乙烯，熔融指数1.0g/10min；马来酸酐接枝聚乙烯接枝率为1.5％；乙烯—醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为30％，熔融指数40g/10min；聚酰胺拉伸强度为65MPa，熔点为115～120℃；填料为纳米碳酸钙。
按照计量，将聚乙烯，马来酸酐接枝聚乙烯，乙烯—醋酸乙烯共聚物，聚酰胺，填料，抗氧剂混合，加入螺杆挤出机中，温度在230～245℃下进行加工。
实施例2
钢丝缠绕增强聚乙烯复合管专用粘接树脂的组分比例(重量份)
其中，聚乙烯为高密度聚乙烯，熔融指数1.0g/10min；马来酸酐接枝聚乙烯接枝率为1.5％；苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物的分子量为15万左右，熔融指数为5g/10min(2.16kg，190℃)。；聚苯乙烯拉伸强度为55MPa，软化点101℃；填料为白炭黑。
按照计量，将聚乙烯，马来酸酐接枝聚乙烯，乙烯—醋酸乙烯共聚物，聚酰胺，填料，抗氧剂混合，加入螺杆挤出机中，温度在230～240℃下进行加工。
实施例3
钢丝缠绕增强聚乙烯复合管专用粘接树脂的组分比例(重量份)
其中，聚乙烯为高密度聚乙烯，熔融指数10.0g/10min；马来酸酐接枝聚乙烯接枝率为1.5％；乙烯—醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为18％，熔融指数10g/10min；聚酰胺拉伸强度为65MPa，熔点为115～120℃；填料为纳米碳酸钙。
按照计量，将聚乙烯，马来酸酐接枝聚乙烯，乙烯—醋酸乙烯共聚物，聚酰胺，填料，抗氧剂混合，加入螺杆挤出机中，温度在230～245℃下进行加工。
实施例4
将实施例1-3制备获得的产品依照国家标准GB/T32439-2015规定的指标进行性能测试，测试结果如下：
表1
性能 实施例1 实施例2 实施例3
熔融指数(g/10min) 1.4 2.3 1.7
剥离强度(N/25mm) 210 208 197
拉伸强度(MPa) 35 34 37
密度(g/cm3) 0.946 0.933 0.945
维卡软化点(℃) 128 126 129
可见，实施例1-3制备获得的粘接树脂在各项性能检测中具有优良的表现，具有良好的产业化前景。
综上所述，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)

1.一种粘接树脂，按重量份计，其原料包括如下组分：
聚乙烯 20～50份；
马来酸酐接枝聚乙烯 10～50份；
乙烯—醋酸乙烯共聚物或苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物5～30份；
聚酰胺或聚苯乙烯 5～30份；
填料 2～10份；
抗氧剂 0.1～1.0份。
2.如权利要求1所述的一种粘接树脂，其特征在于，所述粘接树脂按重量份计，其原料包括如下组分：
聚乙烯 25～45份；
马来酸酐接枝聚乙烯 20～50份；
乙烯—醋酸乙烯共聚物或苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物12～25份；
聚酰胺或聚苯乙烯 8～20份；
填料 2～10份；
抗氧剂 0.1～1.0份。
3.如权利要求1所述的一种粘接树脂，其特征在于，所述聚乙烯为高密度聚乙烯，在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为0.02～10g/10min。
4.如权利要求1所述的一种粘接树脂，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚乙烯中马来酸酐的接枝率为1％～2％，所述马来酸酐接枝聚乙烯的数均分子量为1000～6000。
5.如权利要求1所述的一种粘接树脂，其特征在于，乙烯—醋酸乙烯共聚物与聚酰胺配合使用，苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物与聚苯乙烯配合使用。
6.如权利要求1所述的一种粘接树脂，其特征在于，所述乙烯—醋酸乙烯共聚物中的醋酸乙烯含量为18wt％～40wt％，在190℃、2.16kg条件下的熔融指数为4～150g/10min。
7.如权利要求1所述的一种粘接树脂，其特征在于，所述苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物中苯乙烯与丁二烯比例为30：70～40：60，分子量为5～20万，熔融指数为2～10g/10min(2.16kg，190℃)。
8.如权利要求1所述的一种粘接树脂，其特征在于，所述聚酰胺的拉伸强度为60～70MPa，熔点为115～120℃，所述聚苯乙烯拉伸强度为50～60MPa，软化点95～110℃，所述填料选自白炭黑、纳米碳酸钙、滑石粉中的一种或多种的组合。
9.如权利要求1-8任一权利要求所述的粘接树脂的制备方法，包括如下步骤：
按配方将聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、乙烯—醋酸乙烯共聚物或苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物、聚酰胺或聚苯乙烯、填料、抗氧剂混合，加入双螺杆挤出机中，挤出温度为230～245℃。
10.如权利要求1-8任一权利要求所述的粘接树脂在制备钢丝缠绕增强聚乙烯复合管中的用途。
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