CN109852295A - 一种高流动性pvc衬塑管用粘接剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，包括以下原料组分及重量份：氯化聚乙烯15‑25份；马来酸酐接枝弹性体30‑60份；增粘剂15‑25份；粘度调节剂25‑40份；抗氧化剂0.1‑1份；增白剂1‑5份；稳定剂2‑5份。该种粘接剂熔融速度快、流动性好；且粘接后铝片剥离强度大，粘接后钢管与内衬塑管之间的结合强度高，经弯曲压扁或者泡水冷热循环后，钢管与内塑称管之间层不发生分离；同时本发明还公开一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂的制备方法，其制备过程简单，制备成本低，且原材料以及设备都容易获得，方便大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于粘接剂的制造技术领域，具体涉及一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂。
背景技术
衬塑复合钢管是以钢管为基材，在内部衬上一层塑料管，形成一种兼具钢和塑料优点的高性能复合管道。衬塑复合钢管在耐压输水领域具有广泛的应用。目前常用于衬塑管内衬层的材料为PE树脂和PVC树脂两类。由于PVC树脂具有价格便宜、机械性能好、以及收缩率低等优点，因此被广泛运用。
PVC树脂材料属于较难粘接的材料，PVC树脂和金属粘接时，其粘接技术难度高。目前国内粘接树脂普遍存在熔融速度慢、流动性差、粘接力差、强度低、以及长期易开裂等缺点。而粘接技术的好坏直接影响衬塑管成品的质量。因此，研究人员需要寻找一种粘接性能较好的PVC衬塑管用粘接剂。
发明专利US005234986A公开一种可以粘合PVC材料的粘接树脂，其组分为乙烯醋酸乙烯共聚物5％～75％，丙烯酸酯等单体的共聚物30～90％，热塑性嵌段聚酯弹性体(5％～40％)，增粘剂5％～60％。此粘接树脂与PVC具有良好的粘接效果，但是对于金属粘接效果不理想。因此，目前还没有找到一种适合于PVC衬塑管粘接的粘接剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，解决了现有技术中粘接剂粘接PVC树脂以及金属时粘接性能差的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案：一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，其特征在于，包括以下原料组分及重量份：
优选的，所述氯化聚乙烯中氯含量为30-40％。
优选的，所述马来酸酐接枝弹性体中马来酸酐的接枝率为1-2％；所述马来酸酐接枝弹性体的数均分子量为10000-30000。
优选的，所述马来酸酐接枝弹性体中的弹性体为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物的一种或几种。
优选的，所述增粘剂为松香甘油酯或者萜稀树脂中的一种或者两种组合，所述松香甘油酯的数均分子量为1000-4000，相对密度为0.95-1.0g/cm3，软化点为80-130℃，玻璃化温度为30-38℃；所述萜稀树脂为酚醛萜稀树脂。
优选的，所述粘度调剂为聚乙烯蜡，所述聚乙烯蜡的数均分子量为3000-6000，密度为0.94-0.97g/cm3，熔融指数为15-30g/10min。
优选的，还包括如下特征中的一种或者多种：
a)所述抗氧化剂包括抗氧剂B215、抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂DLTP中的一种或任意组合；
b)所述增白剂为钛白粉；
c)所述稳定剂为钙锌稳定剂。
一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照配比将聚氯乙烯、马来酸酐接枝弹性体、增粘剂、粘度调节剂、抗氧化剂、增白剂、以及稳定剂混合；
(2)将步骤(1)中混合后的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，所述挤出温度为160-190℃，主机转速为350-400rpm，喂料转速为35-40rpm，真空度≤0.04kPa。
本发明还公开一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂在制备衬高流动性PVC衬塑管用粘接剂塑管中的用途。
本发明的有益效果：本发明公开一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，在马来酸酐接枝弹性体、增粘剂以及粘度调节剂的复配作用下，该种粘接剂在190℃、2.16kg条件下的熔指为10-15g/10min，其熔融速度快、流动性好；且粘接后铝片剥离强度>500N/25mm，参考GBT28897-2012要求进行测试，粘接后钢管与内衬塑管之间的结合强度达10MPa以上，经弯曲压扁后，钢管与内塑称管之间层不发生分离，粘接能力强、粘接强度高；且经95℃/5℃泡水冷热循环5次以及50℃泡水30天后，钢塑与塑层不发生分离，在长期使用后不易开裂；同时本发明还公开一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂的制备方法，其制备过程简单，制备成本低，且原材料以及设备都容易获得，方便大规模工业化生产。
具体实施方式
下面将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：
一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，包括以下原料组分及重量份：
其中，氯化聚乙烯中氯含量为35％。
马来酸酐接枝弹性体中的弹性体包括乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯丙烯酸共聚物，马来酸酐的接枝率为2％，马来酸酐接枝弹性体的数均分子量为20000。
增粘剂为松香甘油酯，松香甘油酯的数均分子量为2500，相对密度为1.0g/cm3，软化点为100℃，玻璃化温度为35℃。
粘度调节剂为聚乙烯蜡，聚乙烯蜡的分子量4500，密度为0.95g/cm3，熔融指数为20g/10min。
抗氧化剂包括抗氧剂B215和抗氧剂1010的复配；增白剂为钛白粉；稳定剂为钙锌稳定剂。
一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将聚氯乙烯、马来酸酐接枝弹性体、增粘剂、粘度调节剂、抗氧化剂、增白剂、以及稳定剂加入到高速混合机中混合；
(2)将步骤(1)中混合后的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为160-190℃，主机转速为350-400rpm，喂料转速为35-40rpm，真空度≤0.04kPa。
实施例2：
一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，包括以下原料组分及重量份：
其中，氯化聚乙烯中氯含量为38％。
马来酸酐接枝弹性体中的弹性体包括乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯丙烯酸共聚物，马来酸酐的接枝率为2％，马来酸酐接枝弹性体的数均分子量为20000。
增粘剂为松香甘油酯，松香甘油酯的数均分子量为2500，相对密度为1.0g/cm3，软化点为100℃，玻璃化温度为35℃。
粘度调节剂为聚乙烯蜡，聚乙烯蜡的分子量4500，密度为0.95g/cm3，熔融指数为20g/10min。
抗氧化剂包括抗氧剂B215和抗氧剂1010的复配；增白剂为钛白粉；稳定剂为钙锌稳定剂。
一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将聚氯乙烯、马来酸酐接枝弹性体、增粘剂、粘度调节剂、抗氧化剂、增白剂、以及稳定剂加入到高速混合机中混合；
(2)将步骤(1)中混合后的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为160-190℃，主机转速为350-400rpm，喂料转速为35-40rpm，真空度≤0.04kPa。
对比例21：
一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，包括以下原料组分及重量份：
其中，氯化聚乙烯中氯含量为38％。
马来酸酐接枝弹性体中的弹性体包括乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯丙烯酸共聚物，马来酸酐的接枝率为2％，马来酸酐接枝弹性体的数均分子量为28000。
增粘剂为松香甘油酯，松香甘油酯的数均分子量为3600，相对密度为1.0g/cm3，软化点为100℃，玻璃化温度为35℃。
粘度调节剂为聚乙烯蜡，聚乙烯蜡的分子量5600，密度为0.95g/cm3，熔融指数为20g/10min。
抗氧化剂包括抗氧剂B215和抗氧剂1010的复配；增白剂为钛白粉；稳定剂为钙锌稳定剂。
一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将聚氯乙烯、马来酸酐接枝弹性体、增粘剂、粘度调节剂、抗氧化剂、增白剂、以及稳定剂加入到高速混合机中混合；
(2)将步骤(1)中混合后的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为160-190℃，主机转速为350-400rpm，喂料转速为35-40rpm，真空度≤0.04kPa。
对比例22：
一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，包括以下原料组分及重量份：
其中，氯化聚乙烯中氯含量为38％。
马来酸酐接枝弹性体中的弹性体包括乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯丙烯酸共聚物，马来酸酐的接枝率为2％，马来酸酐接枝弹性体的数均分子量为15000。
增粘剂为松香甘油酯，松香甘油酯的数均分子量为1200，相对密度为1.0g/cm3，软化点为100℃，玻璃化温度为35℃。
粘度调节剂为聚乙烯蜡，聚乙烯蜡的分子量3500，密度为0.95g/cm3，熔融指数为20g/10min。
抗氧化剂包括抗氧剂B215和抗氧剂1010的复配；增白剂为钛白粉；稳定剂为钙锌稳定剂。
一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将聚氯乙烯、马来酸酐接枝弹性体、增粘剂、粘度调节剂、抗氧化剂、增白剂、以及稳定剂加入到高速混合机中混合；
(2)将步骤(1)中混合后的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为160-190℃，主机转速为350-400rpm，喂料转速为35-40rpm，真空度≤0.04kPa。
对比例23：
一种PVC衬塑管用粘接剂，包括以下原料组分及重量份：
其中，氯化聚乙烯中氯含量为38％。
马来酸酐接枝弹性体中的弹性体包括乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯丙烯酸共聚物，马来酸酐的接枝率为2％，马来酸酐接枝弹性体的数均分子量为9000。
增粘剂为松香甘油酯，松香甘油酯的数均分子量为900，相对密度为1.0g/cm3，软化点为100℃，玻璃化温度为35℃。
粘度调节剂为聚乙烯蜡，聚乙烯蜡的分子量2800，密度为0.95g/cm3，熔融指数为20g/10min。
抗氧化剂包括抗氧剂B215和抗氧剂1010的复配；增白剂为钛白粉；稳定剂为钙锌稳定剂。
一种PVC衬塑管用粘接剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将聚氯乙烯、马来酸酐接枝弹性体、增粘剂、粘度调节剂、抗氧化剂、增白剂、以及稳定剂加入到高速混合机中混合；
(2)将步骤(1)中混合后的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为160-190℃，主机转速为350-400rpm，喂料转速为35-40rpm，真空度≤0.04kPa。
对比例24：
一种PVC衬塑管用粘接剂，包括以下原料组分及重量份：
其中，氯化聚乙烯中氯含量为38％。
马来酸酐接枝弹性体中的弹性体包括乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯丙烯酸共聚物，马来酸酐的接枝率为2％，马来酸酐接枝弹性体的数均分子量为5000。
增粘剂为松香甘油酯，松香甘油酯的数均分子量为500，相对密度为1.0g/cm3，软化点为100℃，玻璃化温度为35℃。
粘度调节剂为聚乙烯蜡，聚乙烯蜡的分子量2500，密度为0.95g/cm3，熔融指数为20g/10min。
抗氧化剂包括抗氧剂1010和抗氧剂DLTP的复配；增白剂为钛白粉；稳定剂为钙锌稳定剂。
一种PVC衬塑管用粘接剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将聚氯乙烯、马来酸酐接枝弹性体、增粘剂、粘度调节剂、抗氧化剂、增白剂、以及稳定剂加入到高速混合机中混合；
(2)将步骤(1)中混合后的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为160-190℃，主机转速为350-400rpm，喂料转速为35-40rpm，真空度≤0.04kPa。
对比例25：
一种PVC衬塑管用粘接剂，包括以下原料组分及重量份：
其中，氯化聚乙烯中氯含量为38％。
马来酸酐接枝弹性体中的弹性体包括乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯丙烯酸共聚物，马来酸酐的接枝率为2％，马来酸酐接枝弹性体的数均分子量为32000。
增粘剂为松香甘油酯，松香甘油酯的数均分子量为4200，相对密度为1.0g/cm3，软化点为100℃，玻璃化温度为35℃。
粘度调节剂为聚乙烯蜡，聚乙烯蜡的分子量6200，密度为0.95g/cm3，熔融指数为20g/10min。
抗氧化剂包括抗氧剂1010和抗氧剂DLTP的复配；增白剂为钛白粉；稳定剂为钙锌稳定剂。
一种PVC衬塑管用粘接剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将聚氯乙烯、马来酸酐接枝弹性体、增粘剂、粘度调节剂、抗氧化剂、增白剂、以及稳定剂加入到高速混合机中混合；
(2)将步骤(1)中混合后的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为160-190℃，主机转速为350-400rpm，喂料转速为35-40rpm，真空度≤0.04kPa。
对比例26：
一种PVC衬塑管用粘接剂，包括以下原料组分及重量份：
其中，氯化聚乙烯中氯含量为38％。
马来酸酐接枝弹性体中的弹性体包括乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯丙烯酸共聚物，马来酸酐的接枝率为2％，马来酸酐接枝弹性体的数均分子量为42000。
增粘剂为松香甘油酯，松香甘油酯的数均分子量为4800，相对密度为1.0g/cm3，软化点为100℃，玻璃化温度为35℃。
粘度调节剂为聚乙烯蜡，聚乙烯蜡的分子量6900，密度为0.95g/cm3，熔融指数为20g/10min。
抗氧化剂包括抗氧剂1010和抗氧剂DLTP的复配；增白剂为钛白粉；稳定剂为钙锌稳定剂。
一种PVC衬塑管用粘接剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将聚氯乙烯、马来酸酐接枝弹性体、增粘剂、粘度调节剂、抗氧化剂、增白剂、以及稳定剂加入到高速混合机中混合；
(2)将步骤(1)中混合后的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为160-190℃，主机转速为350-400rpm，喂料转速为35-40rpm，真空度≤0.04kPa。
将实施例2中的粘接剂与对比例21-26中的粘接剂粘接钢管与内衬塑管，其粘接性能测试结果如表1.
表1
由表1可知，马来酸酐接枝弹性体的数均分子量、增粘剂的数均分子量、以及粘度调节剂的数均分子量对粘接剂的熔指、剥离强度、结合强度、弯曲压扁后，钢管与内衬塑管分离情况、以及经95℃/5℃泡水冷热循环3次和50℃泡水30天后，钢管与内衬塑管分离情况均会产生一定的影响。由表1可推知，马来酸酐接枝弹性体的数均分子量、增粘剂的数均分子量、以及粘度调节剂的数均分子量越大，粘接剂的熔指越小，则粘接剂的润湿性以及初粘性越差，即粘接剂与钢管以及内衬塑管粘合充分性越不足；而钢管与内衬塑管之间的剥离强度以及粘接强度越大，即粘接剂的粘接性越好。相反地，马来酸酐接枝弹性体的数均分子量、增粘剂的数均分子量、以及粘度调节剂的数均分子量越小，粘接剂的熔指越大，则粘接剂的润湿性以及初粘性越好，即粘接剂与钢管以及内衬塑管粘合越充分性；而钢管与内衬塑管之间的剥离强度以及粘接强度越小，即粘接剂的粘接性越差。
实施例3：
一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，包括以下原料组分及重量份：
其中，氯化聚乙烯中氯含量为33％。
马来酸酐接枝弹性体中的弹性体包括乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯丙烯酸共聚物，马来酸酐的接枝率为2％，马来酸酐接枝弹性体的数均分子量为20000。
增粘剂为松香甘油酯，松香甘油酯的数均分子量为2500，相对密度为1.0g/cm3，软化点为100℃，玻璃化温度为35℃。
粘度调节剂为聚乙烯蜡，聚乙烯蜡的分子量4500，密度为0.95g/cm3，熔融指数为20g/10min。
抗氧化剂包括抗氧剂B215和抗氧剂1010的复配；增白剂为钛白粉；稳定剂为钙锌稳定剂。
一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将聚氯乙烯、马来酸酐接枝弹性体、增粘剂、粘度调节剂、抗氧化剂、增白剂、以及稳定剂加入到高速混合机中混合；
(2)将步骤(1)中混合后的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为160-190℃，主机转速为350-400rpm，喂料转速为35-40rpm，真空度≤0.04kPa。
实施例4：
一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，包括以下原料组分及重量份：
其中，氯化聚乙烯中氯含量为35％。
马来酸酐接枝弹性体中的弹性体包括乙烯-醋酸乙烯共聚物和乙烯丙烯酸共聚物，马来酸酐的接枝率为2％，马来酸酐接枝弹性体的数均分子量为20000。
增粘剂为松香甘油酯，松香甘油酯的数均分子量为2500，相对密度为1.0g/cm3，软化点为100℃，玻璃化温度为35℃。
粘度调节剂为聚乙烯蜡，聚乙烯蜡的分子量4500，密度为0.95g/cm3，熔融指数为20g/10min。
抗氧化剂包括抗氧剂B215和抗氧剂1010的复配；增白剂为钛白粉；稳定剂为钙锌稳定剂。
一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照配比将聚氯乙烯、马来酸酐接枝弹性体、增粘剂、粘度调节剂、抗氧化剂、增白剂、以及稳定剂加入到高速混合机中混合；
(2)将步骤(1)中混合后的原料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为160-190℃，主机转速为350-400rpm，喂料转速为35-40rpm，真空度≤0.04kPa。
将实施例1-4中的粘接剂与市售粘接剂粘接钢管与内衬塑管，其粘接性能测试结果如表2.
表2
由表2可知，实施例1-4中的粘接剂熔指大于市售的粘接剂，同时其剥离强度以及结合强度远大于市售的粘接剂。说明本发明公开的粘接剂不仅流动性好，即粘接剂与钢管以及内衬塑管的润湿性以及初粘性好，同时管道与内衬塑管之间的剥离强度以及结合强度高，即粘接剂的粘接强度高。
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)
1.一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，其特征在于，包括以下原料组分及重量份：
2.根据权利要求1所述一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，其特征在于：所述氯化聚乙烯中氯含量为30-40％。
3.根据权利要求1所述一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，其特征在于：所述马来酸酐接枝弹性体中马来酸酐的接枝率为1-2％；所述马来酸酐接枝弹性体的数均分子量为10000-30000。
4.根据权利要求1所述一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，其特征在于：马来酸酐接枝弹性体中所述弹性体为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物的一种或几种。
5.根据权利要求1所述一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，其特征在于：所述增粘剂为松香甘油酯或者萜稀树脂中的一种或者两种组合，所述松香甘油酯的数均分子量为1000-4000，相对密度为0.95-1.0g/cm3，软化点为80-130℃，玻璃化温度为30-38℃；所述萜稀树脂为酚醛萜稀树脂。
6.根据权利要求1所述一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，其特征在于：所述粘度调节剂为聚乙烯蜡，所述聚乙烯蜡的数均分子量为3000-6000，密度为0.94-0.97g/cm3，熔融指数为15-30g/10min。
7.根据权利要求1所述一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂，其特征在于：还包括如下特征中的一种或者多种：
a)所述抗氧化剂包括抗氧剂B215、抗氧剂1010、抗氧剂168和抗氧剂DLTP中的一种或任意组合；
b)所述增白剂为钛白粉；
c)所述稳定剂为钙锌稳定剂。
8.根据权利要求1-7任意一项所述一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)按照配比将聚氯乙烯、马来酸酐接枝弹性体、增粘剂、粘度调节剂、抗氧化剂、增白剂、以及稳定剂混合；
(2)将步骤(1)中混合后的原料加入挤出机中挤出造粒，所述挤出温度为160-190℃，主机转速为350-400rpm，喂料转速为35-40rpm，真空度≤0.04kPa。
9.根据权利要求1-7任意一项所述一种高流动性PVC衬塑管用粘接剂在制备衬塑管中的运用。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190607 |