CN114250048A - 一种尺寸稳定、粘接性能良好的衬塑复合管专用粘结树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种尺寸稳定、粘接性能良好的衬塑复合管专用粘结树脂及其制备方法和应用。该衬塑复合管专用粘结树脂包括如下质量份数的组分：聚乙烯接枝物20～40份，增粘树脂20～30份，黏度调节剂10～20份，乙烯‑醋酸乙烯酯10～30份，抗氧剂0.1～0.5份，成核剂0.1～0.5份。本发明提供的衬塑复合管专用粘结树脂制备工艺容易控制，且原料和设备都较易获得，易于大规模工业化生产，对金属和PE材料都有高粘结强度，在恶劣的环境中能够保持较好的尺寸稳定性，而且其纵向回缩率和成品衬塑复合管内层塑料的回缩量均有较好的改善；且其共挤成型工艺易于控制，能够满足衬塑复合管上的使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及粘结树脂领域，具体涉及一种尺寸稳定、粘接性能良好的衬塑复合管专用粘结树脂及其制备方法。
背景技术
衬塑复合管又名钢塑复合管，产品以镀锌无缝钢管、镀锌焊接钢管为基管，内壁去除焊筋后，衬入与镀锌管等内径的聚乙烯(PE)管材，聚乙烯衬层厚度要求符合CJ/T136-2007标准，加压加热一定时间后成型，是传统镀锌管的升级型产品。它既有钢管的机械性能，又有塑料管的耐腐蚀，缓结垢，不易生长微生物的特点，是输送酸、碱、盐、有腐蚀性气体等介质的理想管道。
但是在实际的应用过程中，衬塑复合管由于塑料内管和金属外管的线性膨胀系数差别较大，因此在成品管放置一段时间之后会出现内衬层收缩或者钢塑复合层脱层的现象，这些弱点极大的阻碍了衬塑复合管的发展和应用。
类似于衬塑复合管应用的，发明专利200910096434.5公开了一种衬塑复合管，在塑料内管与金属外管之间复合一高分子弹性隔热层，利用其可伸缩性，在塑料内管与金属外观之间形成缓冲带，从而避免了因塑料内管和金属外管因线性膨胀系数的不同而导致的脱层或端口收缩，但是对于利用衬塑复合管专用粘结树脂来达到尺寸稳定和良好粘结的研究，目前仍鲜有报道。
发明内容
为了克服现有技术中粘结树脂不能兼顾对金属和PE材料的高粘结强度以及收缩较大影响粘接的缺陷，本发明提供了一种尺寸稳定、粘接性能良好的衬塑复合管专用粘结树脂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面是提供一种尺寸稳定、粘接性能良好的衬塑复合管专用粘结树脂，其包括如下质量份数的组分：聚乙烯接枝物20～40份，增粘树脂20～30份，黏度调节剂10～20份，乙烯-醋酸乙烯酯10～30份，抗氧剂0.1～0.5份，成核剂0.1～0.5份。
进一步地，上述聚乙烯接枝物为马来酸酐接枝聚乙烯和丙烯酸接枝聚乙烯中的一种或两者的混合物。
进一步地，上述聚乙烯接枝物数均分子量为1000～5000。
进一步地，上述马来酸酐接枝聚乙烯中马来酸酐的接枝率为0.5～1％，丙烯酸接枝聚乙烯中丙烯酸的接枝率为0.5～1％。
进一步地，上述增粘树脂的数均分子量为650～2600，相对密度为0.95～1.0g/cm3，软化点为80～140℃，玻璃化温度为73～94℃；优选为松香甘油酯。
进一步地，上述黏度调节剂为聚乙烯蜡。
进一步地，上述乙烯-醋酸乙烯酯中VA含量为20～30％，熔点为60～90℃，在190℃，2.16Kg下的熔体流动速率为10～20g/10min。
进一步地，上述抗氧化剂选自抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂168和DLTP中的一种或几种。
进一步地，上述成核剂为α晶型成核剂，其商品型号优选为Millad 3998i。
本发明的第二方面是提供上述衬塑复合管专用粘结树脂的制备方法，具体如下：按照规定的质量份数称量各组分，然后充分混合；将混合物加入双螺杆挤出机中挤出，温度160～190℃，主机转速400～420rpm，喂料转速20～27rpm，真空度≤0.04kPa，得到该衬塑复合管专用粘结树脂。
本发明的第三方面是提供上述衬塑复合管专用粘结树脂在制备衬塑复合管中的应用。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明提供的衬塑复合管专用粘结树脂按照GB/T2791的测试方法测试剥离强度，其剥离强度达到150～180N/25mm，断裂伸长率≥600％，制成冲击样条(长80±2mm，宽10±0.2mm，厚4±0.2mm)在80℃下放置30天，其纵向热回缩率≤0.5％；制备的衬塑复合管按照GB/T28897-2012的测试方法测试，其结合强度达到120～200N/cm2，粘附力高且持久；试样弯曲和压扁后不会出现裂纹，钢与内层塑料层之间不会发生分层现象；TGA测得分解温度为550～600℃，具备很好的高温稳定性能，6米长的成品衬塑复合管在室温下放置30天单侧端口的回缩≤2mm。
综上所述，本发明提供的衬塑复合管专用粘结树脂制备工艺容易控制，且原料和设备都较易获得，易于大规模工业化生产，对金属和PE材料都有高粘结强度，在恶劣的环境中能够保持较好的尺寸稳定性，而且其纵向回缩率和成品衬塑复合管内层塑料的回缩量均有较好的改善；且其共挤成型工艺易于控制，能够满足衬塑复合管上的使用需求。
具体实施方式
本发明提供了尺寸稳定、粘接性能良好的衬塑复合管专用粘结树脂及其制备方法。下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例中方法如无特殊说明的采用常规方法，使用的试剂如无特殊说明的使用常规市售试剂或按常规方法配制的试剂。
实施例1
本实施例提供了一种衬塑复合管专用粘结树脂，其包括如下质量份数的原料组分：
其中，马来酸酐接枝聚乙烯的数均分子量为5000，其中马来酸酐的接枝率为0.5％。乙烯-醋酸乙烯酯中VA含量为20～30％，熔点为70～90℃，在190℃，2.16Kg下的熔体流动速率为12g/10min。
该衬塑复合管专用粘结树脂的制备方法为：上述原料组分首先通过高混机分散均匀后，双螺杆挤出造粒，得到该衬塑复合管专用粘结树脂。其中双螺杆挤出机中挤出温度160～190℃，主机转速400～420rpm，喂料转速20～27rpm，真空度≤0.04kPa。
该衬塑复合管专用粘结树脂按照GB/T2791的测试方法测试剥离强度，其剥离强度达到160N/25mm，断裂伸长率为720％；制成冲击样条(长80±2mm，宽10±0.2mm，厚4±0.2mm)在80℃下放置30天，其纵向热回缩率为0.44％。
实施例2
本实施例提供了一种衬塑复合管专用粘结树脂，其包括如下质量份数的原料组分：
其中，丙烯酸接枝聚乙烯的数均分子量为5000，其中丙烯酸的接枝率为1％。乙烯-醋酸乙烯酯中VA含量为20～30％，熔点为70～90℃，在190℃，2.16Kg下的熔体流动速率为20g/10min。
该衬塑复合管专用粘结树脂的制备方法为：上述原料组分首先通过高混机分散均匀后，双螺杆挤出造粒，得到该衬塑复合管专用粘结树脂。其中双螺杆挤出机中挤出温度160～190℃，主机转速400～420rpm，喂料转速20～27rpm，真空度≤0.04kPa。
该衬塑复合管专用粘结树脂按照GB/T2791的测试方法测试剥离强度，其剥离强度达到165N/25mm，断裂伸长率为760％；制成冲击样条(长80±2mm，宽10±0.2mm，厚4±0.2mm)在80℃下放置30天，其纵向热回缩率为0.35％。
实施例3
本实施例提供了一种衬塑复合管专用粘结树脂，其包括如下质量份数的原料组分：
其中，马来酸酐接枝聚乙烯的数均分子量为3000，其中马来酸酐的接枝率为0.8％。乙烯-醋酸乙烯酯中VA含量为20～30％，熔点为60～65℃，在190℃，2.16Kg下的熔体流动速率为16g/10min。
该衬塑复合管专用粘结树脂的制备方法为：上述原料组分首先通过高混机分散均匀后，双螺杆挤出造粒，得到该衬塑复合管专用粘结树脂。其中双螺杆挤出机中挤出温度160～190℃，主机转速400～420rpm，喂料转速20～27rpm，真空度≤0.04kPa。
该衬塑复合管专用粘结树脂按照GB/T2791的测试方法测试剥离强度，其剥离强度达到180N/25mm，断裂伸长率为800％；制成冲击样条(长80±2mm，宽10±0.2mm，厚4±0.2mm)在80℃下放置30天，其纵向热回缩率为0.33％。
实施例4
本实施例利用上述实施例提供的衬塑复合管专用粘结树脂制备衬塑复合管，具体的制备方法如下：
步骤一，将外壁共挤涂覆有一层粘结树脂的聚乙烯塑料管穿入钢管内，然后用密封夹具密封塑料管的两端，并利用两端密封夹具同时向塑料管内通入压缩空气，将塑料管压紧贴合在钢管内壁；
步骤二，采用电磁感应加热钢管，使钢管与感应加热圈相对匀速运行移动，控制其运行移动的速度，钢管内壁被加热至粘结树脂熔化的温度，从而使与钢管内壁紧贴的塑料管外壁粘结树脂熔化并与钢管内壁充分浸润、粘合，从而通过粘结树脂层将塑料管与钢管内壁粘接并复合在一起。
验证实施例
本实施例验证采用实施例1-3的衬塑复合管专用粘结树脂的衬塑复合管的性能，具体的验证参数和结果如下：
实施例1：制备的衬塑复合管按照GB/T28897-2012的测试方法测试，其结合强度达到130N/cm2，粘附力高且持久；试样弯曲和压扁后不会出现裂纹，钢与内层塑料层之间不会发生分层现象；TGA测得分解温度为560℃，具备很好的高温稳定性能，6米长的成品衬塑复合管在室温下放置30天单侧端口的回缩为2mm。
实施例2：制备的衬塑复合管按照GB/T28897-2012的测试方法测试，其结合强度达到150N/cm2，粘附力高且持久；试样弯曲和压扁后不会出现裂纹，钢与内层塑料层之间不会发生分层现象；TGA测得分解温度为585℃，具备很好的高温稳定性能，6米长的成品衬塑复合管在室温下放置30天单侧端口的回缩为2mm。
实施例3：制备的衬塑复合管按照GB/T28897-2012的测试方法测试，其结合强度达到170N/cm2，粘附力高且持久；试样弯曲和压扁后不会出现裂纹，钢与内层塑料层之间不会发生分层现象；TGA测得分解温度为570℃，具备很好的高温稳定性能，6米长的成品衬塑复合管在室温下放置30天单侧端口的回缩为1mm。
综上所述，本发明中的衬塑复合管专用粘结树脂对金属和PE材料都有高粘结强度，而且其粘结树脂的纵向回缩率和成品衬塑复合管内层塑料的回缩量均有较好的改善；且其共挤成型工艺易于控制，能够满足衬塑复合管上的使用需求。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种尺寸稳定、粘接性能良好的衬塑复合管专用粘结树脂，其特征在于，包括如下质量份数的组分：聚乙烯接枝物20～40份，增粘树脂20～30份，黏度调节剂10～20份，乙烯-醋酸乙烯酯10～30份，抗氧剂0.1～0.5份，成核剂0.1～0.5份。
2.根据权利要求1所述的衬塑复合管专用粘结树脂，其特征在于，所述聚乙烯接枝物为马来酸酐接枝聚乙烯和丙烯酸接枝聚乙烯中的一种或两者的混合物。
3.根据权利要求1所述的衬塑复合管专用粘结树脂，其特征在于，所述聚乙烯接枝物数均分子量为1000～5000。
4.根据权利要求2所述的衬塑复合管专用粘结树脂，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0.5～1％，丙烯酸接枝聚乙烯中丙烯酸的接枝率为0.5～1％。
5.根据权利要求1所述的衬塑复合管专用粘结树脂，其特征在于，所述增粘树脂的数均分子量为650～2600，相对密度为0.95～1.0g/cm3，软化点为80～140℃，玻璃化温度为73～94℃；优选为松香甘油酯。
6.根据权利要求1所述的衬塑复合管专用粘结树脂，其特征在于，所述黏度调节剂为聚乙烯蜡。
7.根据权利要求1所述的衬塑复合管专用粘结树脂，其特征在于，所述乙烯-醋酸乙烯酯中VA含量为20～30％，熔点为60～90℃，在190℃，2.16Kg下的熔体流动速率为10～20g/10min。
8.根据权利要求1所述的衬塑复合管专用粘结树脂，其特征在于，所述成核剂为α晶型成核剂，其商品型号优选为Millad 3998i。
9.一种如权利要求1-8任一项所述衬塑复合管专用粘结树脂的制备方法，其特征在于，具体如下：按照规定的质量份数称量各组分，然后充分混合；将混合物加入双螺杆挤出机中挤出，温度160～190℃，主机转速400～420rpm，喂料转速20～27rpm，真空度≤0.04kPa，得到所述衬塑复合管专用粘结树脂。
10.如权利要求1-8任一项所述衬塑复合管专用粘结树脂在制备衬塑复合管中的应用。
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