CN110862798A - 增强不锈钢钢管与ppr粘接性能的pa/pur热熔胶及其制备方法 - Google Patents

增强不锈钢钢管与ppr粘接性能的pa/pur热熔胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶及其制备方法；包括5‑8份的聚酯多元醇、2‑5份的聚醚多元醇、1‑2份的抗氧剂、1‑2份的增粘树脂、10‑16份的异氰酸酯、4‑10份的尼龙型共聚酰胺和0.1‑0.3份催化剂；首先将聚酯多元醇、聚醚多元醇、抗氧剂、增粘树脂和异氰酸酯反应制成PUR热熔胶；将异腈酸酯加入PUR热熔胶中，真空干燥后并与尼龙型共聚酰胺研磨得到PA/PUR热熔胶。本发明制备的PA/PUR热熔胶的初粘接性能强度高，在温度低时也能表现出很强的粘接能力，在温度升高时，其粘接性能更进一步增强，该PA/PUR热熔胶具有无溶剂，无毒，快速高效的特点。

Description

增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶及其制备 方法
技术领域
本发明涉及高分子材料粘接性能领域，具体涉及一种增强不锈钢钢管与PPR(无规共聚聚丙烯)粘接性能的PA/PUR(尼龙型共聚酰胺-g-聚氨酯)热熔胶及其制备方法。
背景技术
目前我国的钢材比较紧缺，聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃材料具有优异的物理机械性能、化学性能以及良好的透明性等优点，金属与塑料复合材料将会在各个领域得到应用，但是聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃材料难于粘接的特点限制了其在某些领域的应用。而且金属与塑料的粘接剂为含有机溶剂，不仅粘接强度容易减少，而且挥发组分对人体有害。
采用本体聚合法制备的湿固化聚氨酯PUR热熔胶，胶样中没有溶剂残留，在使用过程中不会对环境造成污染，而且PUR热熔胶预聚体在加热熔融后，在物理冷却固化的同时，还存在化学交联固化，胶体与基材之间不仅存在范德华间分子力，还存在化学键力，粘接性能更强。
但是PUR热熔胶的初粘接强度较低，这对于工业化生产不锈钢钢塑管是极为不利的，开发初粘接强度较高的PUR热熔胶意义非凡。
发明内容
本发明针对现有不锈钢钢塑复合管粘接问题，提供了一种增强不锈钢钢管与PPR(无规共聚聚丙烯)粘接性能的PA/PUR(尼龙型共聚酰胺-g-聚氨酯)热熔胶及其制备方法；该热熔胶的初粘接性能强度高。
为实现上述目的，本发明所设计一种增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶，所述热熔胶的原料按质量份数比计包括5-8份的聚酯多元醇、2-5份的聚醚多元醇、1-2份的抗氧剂、1-2份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)、10-16份的异氰酸酯、4-10份的尼龙型共聚酰胺(PA)和0.1-0.3份催化剂；其中，PUR是由聚酯多元醇、聚醚多元醇、抗氧剂、增粘树脂和异氰酸酯反应而制成的聚合物。
进一步地，所述聚酯多元醇为聚己二酸丁二醇酯二醇和聚苯二甲酸乙二醇酯三醇中的任意一种或两种；其中，聚己二酸丁二醇酯二醇选自聚己二酸丁二醇酯二醇1000(PBA1000)和聚己二酸丁二醇酯二醇3000(PBA3000)。
再进一步地，所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇；聚氧化丙烯二醇选自1000(PPG1000)和聚氧化丙烯二醇2000(PPG2000)。
再进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1790、抗氧剂168和抗氧剂1330中的任意一种或几种。
再进一步地，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尓酮二异氰酸酯(IPDI)中的任意一种或几种。
上述原料均购于市面，尼龙型共聚酰胺(PA)所用的商品型号分别为尼龙6/66/510共聚酰胺。
本发明还提供了一种上述增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份数比称取5-8份的聚酯多元醇、2-5份的聚醚多元醇、1-2份的抗氧剂、1-2份的增粘树脂、10-16份的异氰酸酯和4-10份的尼龙型共聚酰胺(PA)和0.1-0.3份催化剂；
2)将聚酯多元醇、聚醚多元醇、抗氧剂和增粘树脂真空加热搅拌至80℃-85℃，得到PUR热熔胶；
3)将异腈酸酯加入到上述预处理的PUR热熔胶中，在温度为70℃-95℃和压力50-100Pa条件下反应时间2h-2.5h；后加入催化剂继续上述条件下反应2h-2.5h；真空干燥后并与尼龙型共聚酰胺(PA)研磨得到PA/PUR热熔胶。
作为优选方案，所述步骤1)中，真空加热搅拌条件为：真空压力为50-100Pa；搅拌时间为0.5h。
本发明的有益效果：
本发明制备的PA/PUR热熔胶的初粘接性能强度高，在温度低时也能表现出很强的粘接能力，在温度升高时，其粘接性能更进一步增强，该PA/PUR热熔胶具有无溶剂，无毒，快速高效的特点。
附图说明
图1为实施例与对比例的常高温剥离强度的对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。
实施例1
增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶1的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份数比称取8份的聚己二酸丁二醇酯二醇1000(PBA1000)、2份的聚氧化丙烯二醇1000(PPG1000)、2份的抗氧剂1010、1-2份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)、10-16份的甲苯二异氰酸酯和10份的尼龙型共聚酰胺PA6/66/510和0.1份的催化剂；
2)将聚己二酸丁二醇酯二醇1000(PBA1000)、聚氧化丙烯二醇1000(PPG1000)、抗氧剂1010和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)在真空压力为50-100Pa条件下真空加热搅拌0.5h至80℃-85℃，得到PUR热熔胶；
3)将甲苯二异氰酸酯加入到上述预处理的PUR热熔胶中，在温度为70℃-95℃和压力50-100Pa条件下反应时间2h-2.5h；后加入催化剂继续上述条件下反应2h-2.5h；真空干燥后并与尼龙型共聚酰胺PA6/66/510研磨得到PA/PUR热熔胶1。
实施例2
增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶2的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份数比称取5份的聚己二酸丁二醇酯二醇1000(PBA1000)、5份的聚氧化丙烯二醇1000(PPG1000)、1份的抗氧剂1010、2份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)、10份的甲苯二异氰酸酯和4份的尼龙型共聚酰胺PA6/66/510和0.1份的催化剂；
2)将聚己二酸丁二醇酯二醇1000(PBA1000)、聚氧化丙烯二醇1000(PPG1000)、抗氧剂1010、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)在真空压力为50-100Pa条件下真空加热搅拌0.5h至80℃-85℃，得到PUR热熔胶；
3)将甲苯二异氰酸酯加入到上述预处理的PUR热熔胶中，在温度为70℃-95℃和压力50-100Pa条件下反应时间2h-2.5h；后加入催化剂继续上述条件下反应2h-2.5h；真空干燥后并与尼龙型共聚酰胺PA6/66/510研磨得到PA/PUR热熔胶2。
实施例3
增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶3的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份数比称取6份的聚己二酸丁二醇酯二醇1000(PBA1000)、3份的聚氧化丙烯二醇1000(PPG1000)、1份的抗氧剂1010、1份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)、14份的甲苯二异氰酸酯和6份的尼龙型共聚酰胺PA6/66/510和0.1份的催化剂；
2)将聚己二酸丁二醇酯二醇1000(PBA1000)、聚氧化丙烯二醇1000(PPG1000)、抗氧剂1010、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)在真空压力为50-100Pa条件下真空加热搅拌0.5h至80℃-85℃，得到PUR热熔胶；
3)将甲苯二异氰酸酯加入到上述预处理的PUR热熔胶中，在温度为70℃-95℃和压力50-100Pa条件下反应时间2h-2.5h；后加入催化剂继续上述条件下反应2h-2.5h；真空干燥后并与尼龙型共聚酰胺PA6/66/510研磨得到PA/PUR热熔胶3。
实施例4
增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶4的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份数比称取2份的聚己二酸丁二醇酯二醇1000(PBA1000、3份的聚苯二甲酸乙二醇酯三醇、2份的聚氧化丙烯二醇1000(PPG1000)、2份的聚氧化丙烯二醇2000(PPG2000)、0.5份的抗氧剂1010、0.5份的抗氧剂168、1份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)、7份的甲苯二异氰酸酯、7份的六亚甲基二异氰酸酯和8份的尼龙型共聚酰胺PA6/66/510和0.3份的催化剂；
2)将聚己二酸丁二醇酯二醇1000(PBA1000)、聚苯二甲酸乙二醇酯三醇、聚氧化丙烯二醇1000(PPG1000)、聚氧化丙烯二醇2000(PPG2000)、抗氧剂1010、抗氧剂168、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)在真空压力为50-100Pa条件下真空加热搅拌0.5h至80℃-85℃，得到PUR热熔胶；
3)将甲苯二异氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯加入到上述预处理的PUR热熔胶中，在温度为70℃-95℃和压力50-100Pa条件下反应时间2h-2.5h；后加入催化剂继续上述条件下反应2h-2.5h；真空干燥后并与尼龙型共聚酰胺PA6/66/510研磨得到PA/PUR热熔胶4。
实施例5
增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶5的制备方法，包括以下步骤：
1)按质量份数比称取4份的聚己二酸丁二醇酯二醇1000(PBA1000)、4份的聚己二酸丁二醇酯二醇3000(PBA3000)、1份的聚氧化丙烯二醇1000(PPG1000)、1份的聚氧化丙烯二醇2000(PPG2000)、1份的抗氧剂1010、0.5份的抗氧剂1330、2份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)、10-16份的甲苯二异氰酸酯、10-16份的二苯基甲烷二异氰酸酯和7份的尼龙型共聚酰胺PA6/66/510和0.2份的催化剂；
2)将聚己二酸丁二醇酯二醇1000(PBA1000)、聚己二酸丁二醇酯二醇3000(PBA3000)、聚氧化丙烯二醇1000(PPG1000)、聚氧化丙烯二醇2000(PPG2000)、抗氧剂1010、抗氧剂1330、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)在真空压力为50-100Pa条件下真空加热搅拌0.5h至80℃-85℃，得到PUR热熔胶；
3)将甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯酯加入到上述预处理的PUR热熔胶中，在温度为70℃-95℃和压力50-100Pa条件下反应时间2h-2.5h；后加入催化剂继续上述条件下反应2h-2.5h；真空干燥后并与尼龙型共聚酰胺PA6/66/510研磨得到PA/PUR热熔胶5。
对比例1
PUR热熔胶制备原料预处理：将聚己二酸丁二醇酯二醇1000(PBA1000)5份、聚氧化丙烯二醇1000(PPG1000)5份、抗氧剂1010 1份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)1份真空加热搅拌到80℃-85℃，真空压力为50-100Pa 0.5h。将甲苯二异氰酸酯(TDI)加入到上述预处理的原料中，反应温度为70℃-95℃，反应压力50-100Pa，反应时间2h后加入催化剂，继续此条件下反应2h、真空干燥8小时后，取5份研磨得到PUR热熔胶1。
对比例2
PUR热熔胶制备原料预处理：将聚己二酸丁二醇酯二醇1000(PBA1000)5份、聚氧化丙烯二醇1000(PPG1000)5份、抗氧剂1010 1份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)1份真空加热搅拌到80℃-85℃，真空压力为50-100Pa 0.5h；将甲苯二异氰酸酯(TDI)加入到上述预处理的原料中，反应温度为70℃-95℃，反应压力50-100Pa，反应时间2h后加入催化剂，继续此条件下反应2h、真空干燥8小时后，取10份研磨得到PUR热熔胶2。
对比例3
PUR热熔胶制备原料预处理：将聚己二酸丁二醇酯二醇1000(PBA1000)5份、聚氧化丙烯二醇1000(PPG1000)5份、抗氧剂1010 1份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA树脂)1份真空加热搅拌到80℃-85℃，真空压力为50-100Pa 0.5h。将甲苯二异氰酸酯(TDI)加入到上述预处理的原料中，反应温度为70℃-95℃，反应压力50-100Pa，反应时间2h后加入催化剂，继续此条件下反应2h、真空干燥8小时后，取5份研磨得到PUR热熔胶3。
将上述实施例1-6制备PA/PUR热熔胶和对比例1-3制备的PUR热熔胶用于不锈钢钢塑管1-9(内管为PPR原料和外管为不锈钢管)生产，不锈钢管与PPR原料的粘接流程为：
第一段粘接为：PPR热熔胶经过挤出机，吹塑成膜涂覆在PPR管外层，涂覆厚度为0.1mm-0.15mm。涂覆后的PPR管插入到成型好的不锈钢管内层，经过高频加热圈加热，加热温度为100℃-150℃，外层涂覆热熔胶的PPR管与内层的不锈钢管粘接起来。
第二段粘接为：PPR管插入成型好的不锈钢钢管经过牵引机牵引，进入第二段高频加热圈，PPR热熔胶吹塑成膜涂覆在不锈钢管外表层，后经牵引机为牵引到外敷机，挤出PPR原料外敷在不锈钢管外层。
将小试的不锈钢钢塑管1-9按照CJ/T183-2008标准进行剥离强度测试：
如图1所示：经过对比测试分析，实施例3效果最好。
其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (7)

1.一种增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶，其特征在于：所述热熔胶的原料按质量份数比计包括5-8份的聚酯多元醇、2-5份的聚醚多元醇、1-2份的抗氧剂、1-2份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、10-16份的异氰酸酯和4-10份的尼龙型共聚酰胺和0.1-0.3份催化剂；其中，PUR是由聚酯多元醇、聚醚多元醇、抗氧剂、增粘树脂和异氰酸酯反应而制成的聚合物。
2.根据权利要求1所述增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶，其特征在于：所述聚酯多元醇为聚己二酸丁二醇酯二醇、和聚苯二甲酸乙二醇酯三醇中的任意一种或两种。
3.根据权利要求1所述增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶，其特征在于：所述聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇。
4.根据权利要求1所述增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶，其特征在于：所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尓酮二异氰酸酯中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1所述增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶，其特征在于：所述热熔胶的原料按质量份数比计包括6份的聚己二酸丁二醇酯二醇、3份的聚氧化丙烯二醇、1份的抗氧剂、1份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、14份的甲苯二异氰酸酯和6份的尼龙型共聚酰胺和0.1份催化剂。
6.一种权利要求1所述增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)按质量份数比称取5-8份的聚酯多元醇、2-5份的聚醚多元醇、1-2份的抗氧剂、1-2份的增粘树脂、10-16份的异氰酸酯、4-10份的尼龙型共聚酰胺和0.1-0.3份催化剂；
2)将聚酯多元醇、聚醚多元醇、抗氧剂和增粘树脂真空加热搅拌至80℃-85℃，得到PUR热熔胶；
3)将异腈酸酯加入到上述预处理的PUR热熔胶中，在温度为70℃-95℃和压力50-100Pa条件下反应时间2h-2.5h；后加入催化剂继续上述条件下反应2h-2.5h；真空干燥后并与尼龙型共聚酰胺研磨得到PA/PUR热熔胶。
7.根据权利要求1所述增强不锈钢钢管与PPR粘接性能的PA/PUR热熔胶的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，真空加热搅拌条件为：真空压力为50-100Pa；搅拌时间为0.5h。
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