CN114231212B - 一种弹性防腐胶、弹性防腐胶带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种弹性防腐胶、弹性防腐胶带及其制备方法，属于防腐胶带材料技术领域。其包括：按重量份计，弹性橡胶5～8份、高分子量聚异丁烯3～5份、中分子量聚异丁烯20～35份、弹性纤维5～10份、无机粉料40～60份和抗老化剂1～5份。本发明的弹性防腐胶，拥有极好的延展性和回弹性，延展性可以使其应用于异型部位，与基材表面形成紧密粘结，减少空鼓；回弹性可以使防腐胶拥有自我收紧力，促进防腐胶渗入到基材微观表面，彻底隔绝空气和水分，提高防腐性能。

Description

一种弹性防腐胶、弹性防腐胶带及其制备方法
技术领域
本发明涉及防腐胶带材料技术领域，具体涉及一种弹性防腐胶、弹性防腐胶带及其制备方法。
背景技术
目前常规的防腐胶带主要是以冷缠带和粘弹体防腐胶带为主，其中冷缠带包括聚乙烯冷缠带、聚丙烯冷缠带等，这些冷缠带不具备延展性，只能用于便于缠绕包覆的管道表面，在一些异型设施表面无法进行有效贴合。另外，冷缠带一般厚度偏厚，层与层之间搭接部位存在一定高度的台阶，而自身又不具备让胶层充分填补这些缝隙的功能，因此与基材表面会形成缝隙，导致空气和水分从该处位置侵入，从而使基材表面发生锈蚀。
粘弹体防腐胶带虽然拥有独特的冷流特性和优异的防腐密封性，但其本身不具备回弹性，应用于异型设施较为困难，同时需要额外施加外保护带方可促进其冷流作用提升防腐密封性，施工较为复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种弹性防腐胶、弹性防腐胶带及其制备方法，以解决现有防腐胶带无法适用于异型设施使用的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种弹性防腐胶，包括：按重量份计，弹性橡胶5～8份、高分子量聚异丁烯3～5份、中分子量聚异丁烯20～35份、弹性纤维5～10份、无机粉料40～60 份和抗老化剂1～5份。
进一步地，所述弹性橡胶包括三元乙丙橡胶和/或丁基橡胶。
进一步地，所述高分子量聚异丁烯的分子量为80000～90000。
进一步地，所述中分子量聚异丁烯的分子量为30000～50000。
进一步地，所述弹性纤维包括聚烯烃弹性纤维和/或聚酯复合弹性纤维。
进一步地，所述无机粉料包括：碳酸钙、硫酸钡、云母粉、滑石粉、硅灰石粉和高岭土中的一种或几种。
本发明还提供上述的弹性防腐胶的制备方法，包括以下步骤：
将弹性橡胶、高分子量聚异丁烯、中分子量聚异丁烯、弹性纤维、无机粉料和抗老化剂混合，在低于130℃温度下，混炼1～4h，得到弹性防腐胶。
本发明还提供一种弹性防腐胶带，包括：依次设置的第一弹性防腐胶层、弹性加强筋、第二弹性防腐胶层和复合背材层；所述第一弹性防腐胶层和所述第二弹性防腐胶层由上述的弹性防腐胶制成；
其中，所述弹性加强筋包括：多根丝束，多根所述丝束沿所述弹性防腐胶带的纵向方向平行间隔铺设在所述第一弹性防腐胶层和所述第二弹性防腐胶层之间；
所述丝束包括：聚烯烃弹性纤维丝束或聚酯复合弹性纤维丝束。
进一步地，在所述的弹性防腐胶带中，所述复合背材层包括：第一背材层和第二背材层，且所述第一背材层和所述第二背材层通过粘结层粘结，且所述第一背材层设在所述第二弹性防腐胶层远离所述第一弹性防腐胶层一侧。
进一步地，在所述的弹性防腐胶带中，所述弹性防腐胶带还包括防粘隔离层，所述防粘隔离层设在所述第一弹性防腐胶层远离所述第二弹性防腐胶层的一侧。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的弹性防腐胶，拥有极好的延展性和回弹性，延展性可以使其应用于异型部位，与基材表面形成紧密粘结，减少空鼓；回弹性可以使防腐胶拥有自我收紧力，促进防腐胶渗入到基材微观表面，彻底隔绝空气和水分，提高防腐性能。
2、本发明的弹性防腐胶，通过聚异丁烯为弹性防腐胶提供优异的粘结性，弹性橡胶和弹性纤维为弹性防腐胶提供回弹力，赋予弹性防腐胶兼具粘结性、延展性和回弹性。采用的中分子量聚异丁烯的分子量为30000～50000，中分子量的聚异丁烯具有更优异的气密性、防水性和粘合性，同时与其他组分的相容性好，为防腐胶的整体性能提供基础；并利用分子量为80000～90000 的高分子量聚异丁烯提高胶层内聚力，提高回弹性。
3、本发明的弹性防腐胶带，具有很好的延展性，可拉伸至原有长度的 1.5～2倍，通过拉伸包覆与工件表面紧密贴合，形成良好粘结，剥离强度高，防腐效果好。
4、本发明的弹性防腐胶带，利用弹性加强筋起到增强弹性防腐胶带整体结构强度和回弹性的效果，弹性加强筋具有高度回弹力，在使用过程中能为弹性防腐胶带提供自我收紧力，这样能使防腐胶层能更容易渗入到被防腐工件的微观表面形成牢固的防腐胶层，并填充防腐胶层与防腐工件的孔隙，提高密封性，从而彻底隔绝空气和水分与防腐工件接触，提高防腐性能。同时，具有如此优秀的自我收紧力，更能有助于提高弹性防腐胶带与防腐工件的束缚力，让弹性防腐胶带与防腐工件结合度更高，从而起到增强弹性防腐胶带的剥离强度的优点。
5、本发明的弹性防腐胶带，复合背材层采用双层结构的可拉伸式背材材料，其目的在于既可以让防腐胶层渗到背材层表面又不出现溢胶，且能与搭接部位胶层产生自融合，彻底解决搭接部位渗水问题。并赋予可涂装功能，复合背材层的表面第二背材层可根据需要涂装具有一定功能性的涂料，同时兼具美观、外护和耐候作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的弹性防腐胶带的结构示意图。
图中：1-第一弹性防腐胶层，2-弹性加强筋，3-第二弹性防腐胶层，4-复合背材层，41-第一背材层，42-第二背材层，43-粘结层，5-防粘隔离层。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
本实施例的弹性防腐胶，包括：按重量份计，弹性橡胶5份、高分子量聚异丁烯3份、中分子量聚异丁烯25份、弹性纤维6份、无机粉料55份和抗老化剂2份混合，在110℃温度下，混炼4h而成。
其中，弹性橡胶为三元乙丙橡胶、丁基橡胶等比例混合而成；高分子量聚异丁烯的分子量为80000；中分子量聚异丁烯的分子量为30000；弹性纤维为聚烯烃弹性纤维、聚酯复合弹性纤维经等比例混合而成；无机粉料为碳酸钙、硫酸钡、云母粉和滑石粉按照等比例混合；抗老化剂为位阻酚类二元抗氧化剂。
实施例2：
本实施例的弹性防腐胶，包括：按重量份计，弹性橡胶8份、高分子量聚异丁烯5份、中分子量聚异丁烯20份、弹性纤维10份、无机粉料60份和抗老化剂2份混合，在120℃温度下，混炼2.5h。
其中，弹性橡胶为三元乙丙橡胶、丁基橡胶等比例混合而成；高分子量聚异丁烯的分子量为90000；中分子量聚异丁烯的分子量为50000；弹性纤维为聚烯烃弹性纤维、聚酯复合弹性纤维经等比例混合而成；无机粉料为碳酸钙、硫酸钡、云母粉和滑石粉按照等比例混合；抗老化剂为位阻酚类二元抗氧化剂。
实施例3：
本实施例的弹性防腐胶，包括：按重量份计，弹性橡胶6份、高分子量聚异丁烯4份、中分子量聚异丁烯20份、弹性纤维8份、无机粉料58份和抗老化剂2份混合，在130℃温度下，混炼1h而成。
其中，弹性橡胶为三元乙丙橡胶、丁基橡胶等比例混合而成；高分子量聚异丁烯的分子量为85000；中分子量聚异丁烯的分子量为45000；弹性纤维为聚烯烃弹性纤维、聚酯复合弹性纤维经等比例混合而成；无机粉料为碳酸钙、硫酸钡、云母粉和滑石粉按照等比例混合；抗老化剂为位阻酚类二元抗氧化剂。
实施例4：
本实施例的弹性防腐胶，包括：按重量份计，弹性橡胶5份、高分子量聚异丁烯3份、中分子量聚异丁烯10份、弹性纤维5份、无机粉料40份和抗老化剂1份混合，在在125℃温度下，混炼1h。
其中，弹性橡胶为三元乙丙橡胶；高分子量聚异丁烯的分子量为85000；中分子量聚异丁烯的分子量为45000；弹性纤维为聚烯烃弹性纤维；无机粉料为碳酸钙、硫酸钡、云母粉和滑石粉按照等比例混合；抗老化剂为位阻酚类二元抗氧化剂。
实施例5：
本实施例的弹性防腐胶，包括：按重量份计，弹性橡胶8份、高分子量聚异丁烯5份、中分子量聚异丁烯25份、弹性纤维10份、无机粉料60份和抗老化剂2份混合，在115℃温度下，混炼3h。
其中，弹性橡胶为丁基橡胶；高分子量聚异丁烯的分子量为85000；中分子量聚异丁烯的分子量为45000；弹性纤维为聚酯复合弹性纤维经；无机粉料为碳酸钙、硫酸钡、云母粉和滑石粉按照等比例混合；抗老化剂为位阻酚类二元抗氧化剂。
对照例1
本对照例的弹性防腐胶的配方与实施例3一致，区别在于未加入弹性纤维。
对照例2
本对照例的弹性防腐胶的配方与实施例3一致，区别在于未加入中分子量聚异丁烯。
对照例3
本对照例的弹性防腐胶的配方与实施例3一致，区别在于未加入弹性橡胶。
对照例4
本对照例的弹性防腐胶的配方与实施例3一致，区别在于未加入高分子量聚异丁烯。
对照例5
本对照例的弹性防腐胶的配方与实施例3一致，区别在于还加入了低分子量10000的聚异丁烯12份。
对照例6
本对照例的弹性防腐胶的的配方包括：丁基橡胶5份，高分子量聚异丁烯8份，中分子量聚异丁烯30份，低分子量聚异丁烯15份，无机增强粉料碳酸钙40份，抗氧剂1010 0.5份，防老剂264 0.5份，色料酞菁绿1.0份。其制备方法与实施例3一致。
对实施例1-5制成的弹性防腐胶制成防腐胶带在管道表面进行缠绕包覆，24h后进行测试，具体测试结果如下：
Figure BDA0003421489750000061
Figure BDA0003421489750000071
根据实验结果，实例1～5制成的弹性防腐胶综合性能最优，且能满足ISO 21809-3标准中胶带剥离强度≥2N/cm，覆盖率≥95％要求，其中实施例3作为弹性防腐胶带的优选配方。
对对照例1-6制成的弹性防腐胶制成防腐胶带在异型管道表面进行缠绕包覆，24h后进行测试，具体测试结果如下：
Figure BDA0003421489750000072
根据上述实验结果分析，对照例1与实例3相比，由于未加入弹性纤维导致胶带回弹率大幅度下降，回弹率对应胶层的自我收紧力，收紧力下降使得胶层冷流性降低，与异型管道表面粘结效果差，从而表现为剥离强度及覆盖率降低。
由于中分子量聚异丁烯在整个胶料结构中起主要的初粘作用和一定的粘结密封作用，对照例2由于未加入中分子量聚异丁烯，因此粘结覆盖率大幅度下降。
将对照例3与实例3和对照例1比较可知，回弹率和断裂伸长率是由弹性纤维和弹性橡胶共同作用的结果，未加入弹性橡胶也导致胶料的断裂伸长率和回弹率有所下降导致收紧力不足，使得胶料的剥离覆盖率不足。
对照例4中未加入高分子量聚异丁烯，而高分子量聚异丁烯提供回弹以及大幅度增强自身内聚力，因此与实例3相比，断裂伸长率以及回弹率有轻微降低，剥离强度有所下降。
对照例5与实施例3相比，区别在于加入了低分子量的聚异丁烯，而低分子量聚异丁烯呈液态，对胶料的断裂伸长率以及回弹率有明显的降低作用，导致回弹率大幅度下降，无法与异型管道表面形成有效贴合，导致覆盖率下降。
对照例6与实施例3相比，区别在于加入低分子量聚异丁烯的同时去掉了弹性橡胶和弹性纤维的用量，与对照例5相比，区别主要在于去掉了弹性橡胶和弹性纤维的用量，根据实验结果来看，该对照例的各项性能相较于对照例5来说有进一步的下降，这进一步证明了低分子量聚异丁烯的引入对弹性胶料的弹性和回弹性有明显的降低作用，同时也进一步证明弹性橡胶和弹性纤维起到同时增强弹性和回弹性的作用，对弹性胶料在异型管道中的使用有明显的增益效果。
实施例6
本实施例的弹性防腐胶带，请参照图1，包括依次设置的第一弹性防腐胶层1、弹性加强筋2、第二弹性防腐胶层3和复合背材层4。
在发明中，第一弹性防腐胶层1和第二弹性防腐胶层3由任一项实施例 1-5的弹性防腐胶制成的弹性防腐胶层。在实际使用中，第一弹性防腐胶层 1的厚度为1～2mm，优选为1.2～1.8mm，更优选为1.4～1.6mm。第二弹性防腐胶层3的厚度为0.5～1mm，优选为0.6～0.9mm，更优选为0.65～0.85mm，第一弹性防腐胶层1的厚度略微大于第二弹性防腐胶层3的厚度，这是因为第一弹性防腐胶层1与防腐工件表面接触，厚度略大更容易延伸且保持完整性。在实际使用过程中，第一弹性防腐胶层1和第二弹性防腐胶层3的厚度可以根据使用需要进行选择。
弹性加强筋2包括：多根丝束，多根所述丝束沿弹性防腐胶带的纵向方向平行间隔铺设在第一弹性防腐胶层1和第二弹性防腐胶层3之间。弹性加强筋2位于第一弹性防腐胶层1和第二弹性防腐胶层3之间，起到增强弹性防腐胶带整体结构强度的效果，弹性加强筋2具有高度回弹力，在使用过程中能为弹性防腐胶带提供自我收紧力，这样能使防腐胶层能更容易渗入到被防腐工件的微观表面形成牢固的防腐胶层，并填充防腐胶层与防腐工件的孔隙，提高密封性，从而彻底隔绝空气和水分与防腐工件接触，提高防腐性能。同时，具有如此优秀的自我收紧力，更能有助于提高弹性防腐胶带与防腐工件的束缚力，让弹性防腐胶带与防腐工件结合度更高，从而起到增强弹性防腐胶带的剥离强度的优点。丝束包括：聚烯烃弹性纤维丝束或聚酯复合弹性纤维丝束，这些材料制成的丝束韧性大，回弹力高且容易拉伸，能够为弹性防腐胶带提供自我收紧力。每根所述丝束的直径为0.3～0.8mm，优选为0.4～0.7mm，更优先为0.5～0.6mm。丝束之间的间距为3～5mm，优选为 3.5～4.5mm，更优选为3.7～4.2mm。丝束间隔铺设，这样既能为弹性防腐胶带提供很好的回弹力，同时又不影响其延展性，并且还能控制成本。在实际使用过程中，每根所述丝束的直径和丝束之间的间距可以根据使用需要进行选择。
复合背材层4包括：第一背材层41和第二背材层42，且第一背材层41 和第二背材层42通过粘结层43粘结，且第一背材层41设在第二弹性防腐胶层3远离第一弹性防腐胶层1一侧。在本发明中，复合背材层4采用可拉伸式背材材料，可通过拉伸缠绕使弹性防腐胶带与防腐工件表面贴合良好。在本发明中，复合背材层4采用双层结构，其目的在于既可以让防腐胶层渗到背材层表面又不出现溢胶，且能与搭接部位胶层产生自融合，彻底解决搭接部位渗水问题。并赋予可涂装功能，复合背材层4的表面第二背材层42 可根据需要涂装具有一定功能性的涂料，同时兼具美观、外护和耐候作用。
第一背材层41为克重50g～100g的无纺布，优选地克重为60g～90g，更优选为70g～80g。第二背材层42为克重15g～30g的无纺布，优选地克重为 17g～27g，更优选地克重为20g～25g。第一背材层41的克重略大于第二背材层42的克重，这是因为第一背材层41与第二弹性防腐胶层3表面接触，克重略大厚度对应略大，这样接受防腐胶层渗入量也就越大，让防腐胶层尽可能渗入到第一背材层41中，能渗入到第二背材层42中的防腐胶层少，从而更能减少溢胶。在实际使用过程中，第一背材层41和第二背材层42的克重可以根据使用需要进行选择。在本发明中，粘结层43采用的材料为环氧树脂粘结剂，环氧树脂粘结剂在120～150℃温度下，持续固化一段时间方可凝固，并且凝固后不可逆转。环氧树脂粘结剂具有优异的稳定性、耐热、耐腐蚀性、抗弯曲性，弹性，抗冲击，耐疲劳的特点，成型后的复合背材层4牢固性性好，耐腐蚀，耐热，使用寿命长。
在本发明中，弹性防腐胶带还包括防粘隔离层5，防粘隔离层5设在第一弹性防腐胶层1远离第二弹性防腐胶层3的一侧，在本实施例中，防粘隔离膜包括：PET基膜或PE基膜。防粘隔离层5的厚度为0.05～0.1mm，优选为0.07～0.1mm。防粘隔离层5的作用是为防止防腐胶带发生自粘以及被大气环境中的尘土、水汽等污染。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种弹性防腐胶，其特征在于，包括：按重量份计，弹性橡胶5~8份、高分子量聚异丁烯3~5份、中分子量聚异丁烯20~35份、弹性纤维5~10份、无机粉料40~60份和抗老化剂1~5份；
所述弹性橡胶包括三元乙丙橡胶和/或丁基橡胶；
所述高分子量聚异丁烯的分子量为80000~90000；
所述中分子量聚异丁烯的分子量为30000~50000；
所述弹性纤维包括聚烯烃弹性纤维和/或聚酯复合弹性纤维。
2.根据权利要求1所述的弹性防腐胶，其特征在于，所述无机粉料包括：碳酸钙、硫酸钡、云母粉、滑石粉、硅灰石粉和高岭土中的一种或几种。
3.一种如权利要求1-2任一项所述的弹性防腐胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将弹性橡胶、高分子量聚异丁烯、中分子量聚异丁烯、弹性纤维、无机粉料和抗老化剂混合，在低于130℃温度下，混炼1~4h，得到弹性防腐胶。
4.一种弹性防腐胶带，其特征在于，包括：依次设置的第一弹性防腐胶层（1）、弹性加强筋（2）、第二弹性防腐胶层（3）和复合背材层（4）；所述第一弹性防腐胶层（1）和所述第二弹性防腐胶层（3）由权利要求1-2任一项所述的弹性防腐胶制成；
其中，所述弹性加强筋（2）包括：多根丝束，多根所述丝束沿所述弹性防腐胶带的纵向方向平行间隔铺设在所述第一弹性防腐胶层（1）和所述第二弹性防腐胶层（3）之间；
所述丝束包括：聚烯烃弹性纤维丝束或聚酯复合弹性纤维丝束。
5.根据权利要求4所述的弹性防腐胶带，其特征在于，所述复合背材层（4）包括：第一背材层（41）和第二背材层（42），且所述第一背材层（41）和所述第二背材层（42）通过粘结层（43）粘结，且所述第一背材层（41）设在所述第二弹性防腐胶层（3）远离所述第一弹性防腐胶层（1）一侧。
6.根据权利要求4所述的弹性防腐胶带，其特征在于，所述弹性防腐胶带还包括防粘隔离层（5），所述防粘隔离层（5）设在所述第一弹性防腐胶层（1）远离所述第二弹性防腐胶层（3）的一侧。
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