CN114933878A - 一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂，所述粘接剂包括以下重量份数的组分：聚乙烯:15‑60份，苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物:5‑15份，苯乙烯‑乙烯‑丁烯‑苯乙烯嵌段共聚物:7‑17份，乙烯‑醋酸乙烯共聚物:6‑15份，丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物:5‑15份，填料:3‑8份，增粘剂:3‑8份，马来酸酐：1‑5份，引发剂:0.1‑0.5份，甲基丙烯酸：1‑3份，助剂:3‑10份。本发明制备的胶粘剂具有粘接速度快，粘接力强，粘接力受环境影响小，粘接力能够保持稳定、抗氧化性好、耐老化、长期放置后粘接力衰减小的优点，胶粘剂还具有韧性强、抗冲击能力强等性能，具有良好的应用前景。本发明制备的胶粘剂性价比高，能耗低，适用于工业化生产，对环境友善，便于运输。

Description

一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明属于胶粘剂技术领域，尤其涉及一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂及其制备方法。
背景技术
衬塑金属管是以金属管作为基础，内衬化学性优良的热塑性塑料，经冷拉复合或滚塑成型，它既有金属管的机械性能，又有塑料管的耐腐蚀性能、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。
胶粘剂是通过界面的粘附和物质的内聚等作用，将同种、两种或两种以上同质或异质的材料连接在一起，固化后具有足够强度的有机或无机、天然或合成的一类物质。衬塑金属管长期在复杂多变的环境下使用，金属层和热塑性塑料层之间会受温度和环境的影响而慢慢产生收缩和分离，降低其使用寿命和力学性能。因此热塑性塑料层和金属层之间需要一种高强度胶粘剂来使其保持整体的稳定性。
目前金属与热塑性塑料主要是通过环氧胶、聚氨酯胶等液体胶直接粘结。液体胶含有挥发性物质，污染环境，对操作人员也有一定危害，而且加工操作不方便。市面上也陆续出现了通用型胶粘剂，但是通用型胶粘剂本身强度较低，仅能起到粘接作用，其粘结力低、粘接持久性差、物理性能差导致衬塑金属管在长期放置和使用过程中出现脱层等问题。因此，研究一种性能优良的粘胶剂使得金属管与热塑性塑料更好的结合，加强粘胶剂的粘结能力和改善其粘接持久性差的现象，是目前业内人员十分期待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有胶粘剂粘结力低、粘接持久性差、物理性能差导致衬塑金属管在长期放置和使用过程中出现脱层等缺陷，因此提供一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂。
本发明的另一目的是提供一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂的制备方法。
一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂，所述粘接剂包括以下重量份数的组分：
聚乙烯:15-60份，
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物:5-15份，
苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物:7-17份，
乙烯-醋酸乙烯共聚物:6-15份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物:5-15份，
填料:3-8份，
增粘剂:3-8份，
马来酸酐：1-5份，
引发剂:0.1-0.5份，
甲基丙烯酸：1-3份，
助剂:3-10份。
进一步地，所述聚乙烯选自高密度聚乙烯HDPE、低密度聚乙烯LDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE中的一种或几种，所述高密度聚乙烯HDPE的密度为0.940-0.960g/cm3，在190℃、2.16kg荷重条件下的熔融指数为6.0-8.0g/10min，所述低密度聚乙烯LDPE的密度为0.920-0.930g/cm3，在190℃、2.16kg荷重条件下的熔融指数为1.5-6.5g/10min，所述线性低密度聚乙烯LLDPE密度为0.918-0.935g/cm3，在190℃、2.16kg荷重条件下的熔融指数为1.5-5.5g/10min。
高密度聚乙烯HDPE的引入能够改变胶粘剂的熔体流动性，在多种材料共混的时候可使成型加工性获得改善，同时高密度聚乙烯对气体、液体或其蒸汽的阻隔性优于低密度聚乙烯，能够为胶粘剂提供足够的硬度、拉伸强度、耐磨性和化学稳定性。
较高的结晶度可能会对胶粘剂的粘结性能带来不利的影响，因为随着在金属表面结晶的可能性增大，接枝酸酐与金属表面接触的机会将减少。由于线型结构高度结晶的高密度聚乙烯HDPE耐环境应力开裂性较低密度聚乙烯LDPE和线性低密度聚乙烯LLDPE差，高密度聚乙烯HDPE在环境介质作用下易于脆性开裂，加入低密度聚乙烯LDPE和线性低密度聚乙烯LLDPE，能够改善高密度聚乙烯HDPE的耐撕裂强度，同时降低高密度聚乙烯HDPE的结晶度，进而提高胶粘剂和金属的粘合能力。
因为低密度聚乙烯LDPE的支化程度比高密度聚乙烯HDPE高，其分子链上的叔碳原子数较多，因此在被引发剂引发时其接枝活性较高，接枝率较高但其力学强度较低。高密度聚乙烯HDPE接枝活性较低，接枝反应程度小但其力学强度较高。线性低密度聚乙烯LLDPE介于两者之间，既兼顾较好的力学强度，接枝率又不会太低，保证了其与金属的粘接性。
聚乙烯是非极性高分子材料，分子上没有任何极性基团，结构对称性好，当制作成胶粘剂涂在金属表面时，由于其表面能低只能形成较弱的色散力，聚乙烯表面存在的弱边界层造成材料表面粘接性差，将马来酸酐接枝到聚乙烯分子链上，使非极性的聚乙烯分子链带上具有反应性的羧酸或酸酐基团，由于在非极性的分子主链上引入了强极性的侧基，反应得到的马来酸酐接枝聚乙烯可以成为增进极性材料与非极性材料粘接性和相容性的桥梁，马来酸酐接枝改性聚乙烯适用于聚乙烯类基体聚合物的改性，能够为聚乙烯类基体聚合物与无机矿物、无机阻燃剂和金属等极性物质之间提供优良的偶联效果，也能够与含-NH2，-OH等基团的聚合物间产生很好的反应，达到不同聚合物间相容化目的。
在熔融接枝反应挤出过程中进行高温剪切时，聚乙烯大分子链上的的叔碳原子可以很轻松的被引发剂引发脱氢从而形成自由基，而叔碳自由基又很快发生β断裂生成一个二级自由基和双键，
马来酸酐中的氧原子具有孤对电子，反应活性较高，与带有极性基团的其他聚合物相容性好，易于共混或粘接，马来酸酐被主链上的二级自由基引发，从而接枝在大分子端基上，既可以和其他大分子链发生偶合终止。马来酸酐作为接枝单体很难均聚，不会在聚乙烯链上形成长支链，避免使聚乙烯本身性能下降。马来酸酐接枝的聚乙烯具有较好的增容性并且对非极性材料和极性材料都有较好的粘结性能。
马来酸酐接枝聚乙烯的分子链上既包括极性基团又有非极性基团，主链-(CH2-CH2)n-非极性基团与聚乙烯层具有很好地相容性，加热熔融后可以和聚乙烯树脂层成为一个整体，而接枝在主链上的马来酸酐极性基团在升温熔融后可以与金属形成配位键，冷却后便可以与金属层之间有较强的粘结作用，不易产生分离和滑动，从而对聚乙烯树脂层和金属层都具有较好的粘接效果，马来酸酐接枝改性聚乙烯能够增加聚乙烯的极性，增加聚乙烯与极性材料如金属(铁、钢、铝)等的结合力和附着力，提高了衬塑金属管的使用稳定性。
在纳米级活化碳酸钙、气相二氧化硅、滑石粉、硫酸钡、滑石粉等填充物填充胶粘剂时，马来酸酐接枝改性聚乙烯能够改善聚乙烯基体与填料界面的相容性和粘接性。
进一步地，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物采用密度为0.95-1.05g/cm3中的材料，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的熔指为在190℃、2.16kg荷重条件下的熔融指数为2.0-6.0g/10min，其中丁二烯/苯乙烯比例为60/40。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物具有高固体物质含量、快干、耐低温的特点，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物兼有橡胶和塑料的优点，具有透气性和抗湿滑性，由于其结构及表面能均与聚乙烯相近，对非极性、高结晶、低表面能的聚乙烯材料有一定的粘接效果，在引发剂的作用下通过与马来酸酐反应，能够进一步与马来酸酐接枝改性聚乙烯结合来加强胶粘剂的低温性能和冲击强度，由于其高固体物质含量、快干的特性，能够降低胶粘剂在金属表面的结晶度。
进一步地，所述苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的苯乙烯含量为18-31％。苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物既具有可塑性，又具有高弹性，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的丁二烯段的碳—碳双键被氢化饱和，因此其具有较好的耐老化性能、抗氧性和热稳定性、耐压缩变形性和优异的力学性能，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物适合与其它塑料进行共混改性，
当苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物在引发剂的作用下与马来酸酐结合后成为带有极性官能团的结合物，能够进一步与马来酸酐接枝改性聚乙烯结合来加强胶粘剂的耐老化性能、抗氧性和热稳定性，
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的加入能够进一步降低高密度聚乙烯HDPE的结晶度来提高胶粘剂的粘结性能。
进一步地，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量为12-33％，其在190℃、2.16kg荷重条件下的熔融指数为2.0-12.0g/10min。乙烯-醋酸乙烯共聚物与马来酸酐在引发剂的作用下，能够进一步提高胶粘剂的柔韧性和回弹性、弯曲强度、抗冲击性、耐环境应力开裂性、填料相容性和热密封性能。
进一步地，所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的有效含量为30-60％、苯乙烯含量为15-30％、丙烯腈含量为6-20％，其在220℃、10kg荷重条件下的熔融指数为12-25.0g/10min。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物具有复杂的两相结构，即由橡胶相、树脂相以及两相过渡层所构成。橡胶相通常是聚丁二烯橡胶，树脂相为丙烯腈与苯乙烯的共聚物，过渡层则由丙烯腈-苯乙烯接枝橡胶构成。橡胶相呈分散粒子分散于树脂连续相中，过渡层则起着两相间的中间桥梁作用。其中苯乙烯提供了刚性，易加工性，丁二烯提供了韧性，提高冲击强度，丙烯腈提高耐化学药品性、热变形温度、表面硬度及拉伸强度。ABS的线膨胀系数小，制品具有良好的尺寸稳定性，且抗蠕变性好，升温时抗蠕变能力也不迅速下降。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的树脂相与马来酸酐在引发剂的作用下，进一步和马来酸酐接枝聚乙烯粘结，胶粘剂流动性变好，进一步提高胶粘剂的韧性、耐温性、耐化学性、抗冲击力等性能。
进一步地，所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷中的一种或几种组合。
对于聚乙烯与马来酸酐的反应体系，随着引发剂浓度的增大，热分解产生的自由基增多，产生的接枝点会增多，提高了马来酸酐的接枝率.当引发剂的浓度过大时，由于聚乙烯的分子链结构是线性的，在引发剂存在条件下产生的仲碳自由基大分子发生交联，形成不同程度的网状结构聚合物，因此熔融指数逐渐变小，甚至影响使用。
通过控制甲基丙烯酸的加入量和加入时机，使其和过剩的引发剂反应生成高韧性的甲基丙烯酸甲酯高分子固化物，能够进一步提高胶粘剂的韧性，同时减少引发剂的浓度过大引起的副反应。
进一步地，所述填料选自纳米级活化碳酸钙、气相二氧化硅、滑石粉、硫酸钡中的一种或几种，所述增粘剂为松香及其衍生物、萜烯树脂及其改性树脂、石油树脂C5-C9、热塑性酚醛树脂、低分子量聚苯乙烯树脂中的一种或几种。
进一步地，其中纳米级活化碳酸钙在胶粘剂中能起到一种骨架作用，能够提高胶粘剂的尺寸稳定性，还能提高胶粘剂的硬度、表面光泽和表面平整性，纳米级活化碳酸钙还能够改善引入高密度聚乙烯HDPE在环境介质作用下易于脆性开裂使材料硬度降低所造成的不足，胶粘剂的拉伸强度和弯曲强度都得以提高。
进一步地，气相二氧化硅作为弹性体的补强填料，能够提高透明度、强度、韧性、防水性能和抗老化性能，是很好流变性和触变性剂，具有很高的绝缘性，气相二氧化硅受高温不分解，同时由于其伸展性还可以提高粘着力。
进一步地，滑石粉能增加产品形状的稳定性，增加胶粘剂的张力强度、剪切强度、压力强度、粒度均匀分散性，以PAO聚烯烃共聚体作为增韧剂，滑石粉为增强填料时，能够提高聚乙烯整体的冲击强度，且保持了优良的耐热、耐低温及耐老化性能。
进一步地，硫酸钡具有粒度细、均匀、分布窄的光滑偏球形结构特点，有助于提高胶粘剂的光泽，而且具有极佳的耐候性、热稳定性及流动性，防腐蚀性能极佳。
进一步地，一定量的松香及其衍生物能够提高胶粘剂的粘力的强度和粘力持久性，松香及其衍生物还具有耐热性好和抗氧性好的优点，与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物能够很好的相容。
进一步地，石油树脂C5-C9流动性好，能改善主体材料的润湿性，粘性好，有突出的初粘性能，优良的耐老化性，对酸碱有具有化学稳定，并具有调节粘性和热稳定性好的特点。
进一步地，萜烯树脂增粘性能优于松香及其衍生物和石油树脂，具有透明、中性、电绝缘性、疏水、不结晶、耐稀酸稀碱、耐热、耐光、抗老化和粘结力强等良好性能，并对各种合成物质有良好的相容性。
进一步地，热塑性酚醛树脂具有良好的抗水性和耐候性，耐化学物品腐蚀和电绝缘性能。
进一步地，低分子量聚苯乙烯树脂具有良好的耐冲击性、流动性、热稳定性。
增粘剂能够提高聚合物链的端基活性，加强分子链的扩散成度，从而提高聚合物分子的迁移和链缠结的可能性，并且最终在两个接触的面通过聚合物分子的扩散而产生更好的粘合，一定量的增粘剂能够改善胶粘剂与金属的润湿性，使两者更容易贴合，剥离强度增大。
优选地，抗氧化剂选自四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基)丙酸酯]季戊四醇酯是一种高分子量受阻酚类抗氧剂，对聚乙烯有很好的抗氧化性能，可有效地延长胶粘剂的使用期限，硫代二丙酸二月桂酯具有分解过氧化物的作用，四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基)丙酸酯]季戊四醇酯和硫代二丙酸二月桂酯一起使用产生协同效果，进一步能够提高胶粘剂的抗氧化性。
优选地，增韧剂选自PAO聚烯烃共聚体，PAO聚烯烃共聚体具有良好的相容性，容易与其他各种树脂相混合，PAO聚烯烃共聚体具有优异的物理力学性能(高弹性、高伸长率、较好的冲击强度)，良好的耐低温性和加工流变性，分子结构中没有不饱和双键，叔原子含量少，热稳定性优异耐候性优于其它弹性体，PAO聚烯烃共聚体主链的饱和结构性使其具有耐热老化和抗紫外性的特点，PAO聚烯烃共聚体有良好的流动性可改善填料的分散效果，PAO聚烯烃共聚体能够增加填料和HDPE的结合效果，具有增韧效果，用PAO聚烯烃共聚体增韧的复合材料的冲击强度和断裂伸长率有显著的提高。进一步地，本发明还可通过添加POP聚烯烃塑性体来提高胶粘剂的热粘性能和粘结强度，可通过添加POE聚烯烃弹性体来提高胶粘剂的韧性和抗冲击性。
优选地，抗静电剂选自双(β-羟乙基)硬脂胺；双(β-羟乙基)硬脂胺是烷基胺与环氧乙烷的缩合物，具有良好的相容性、耐热性、稳定性，无毒特性显著。
优选地，吸酸剂选自活性氧化镁。活性氧化镁颗粒微细具有极高的化学活性和物理吸附才能，能够吸附酸性物质，同时活性氧化镁由于具有高度的分散性，可用作填充剂、促进剂、抗静电剂和阻燃剂。
优选地，所述热稳定剂选自硬脂酸钙、硬脂酸钡的一种或两种；加入硬脂酸钙和硬脂酸钡后对球晶尺寸的微细化起到强化作用，从而有效地阻止胶粘剂的机械性能下降。使得胶粘剂具有良好的长期耐热性及润滑性。
优选地，所述光稳定剂选自钛白粉、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑的一种或两种；钛白粉能改善胶粘剂的耐热、耐光、耐候性能，使胶粘剂减少受UV光的侵袭，同时改善胶粘剂的力学强度和电性能；2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑，高温挥发性低，热稳定性好，防止热降解能力强，在加工过程中没有明显的损耗和分解，对长波段紫外光有一定的吸收，可以有效地吸收波长为270-380nm的紫外光，主要用于保护胶粘剂受紫外线照射后不产生降解。屏蔽紫外线，防止胶粘剂褪色变黄。
优选地，所述润滑剂选自乙撑双硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡的一种或两种。乙撑双硬脂酸酰胺是一种高熔点的合成蜡，两极键保持高度均衡，其固有的结构了发挥独特的相容性和溶解性，有良好的内外润滑性，脱模性和光洁度，能加速熔融，降低熔融粘度，节省加工能耗，同时增加胶粘剂的韧性，乙撑双硬脂酸酰胺还可与其它润滑剂并用，有显着的协同效果。聚乙烯蜡具有粘度低、软化点高、色泽白、光泽度高、润滑性好、分散性极优等性能，因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。正常生产中，聚乙烯蜡可以增加产品的光泽和加工性能。作为润滑剂，其化学性质稳定、电性能良好。聚乙烯蜡能改善聚乙烯的流动性和脱模性。
本发明各组分的熔指最主要考虑到加工，胶粘剂熔融指数大，分子量就小，其断裂强度、硬度、韧性、耐老化稳定性等性能都会降低，影响胶粘剂的粘结强度；熔融指数越小，分子量就越大，成型时的流动性差，会影响衬塑金属管的生产效率低。
一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂及其制备方法，包括如下步骤：
T1.按上述重量份数称取所述聚乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、填料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、增粘剂、马来酸酐、引发剂、甲基丙烯酸、助剂，并加入到低速均混混合机中，混合均匀；
T2.将经步骤T1混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出，所述挤出机的温度为：加料段温度200-260℃、输送混合段温度200～260℃、排气段温度200～260℃、均化段温度200～260℃、机头温度200～260℃，在500～900转/min的条件下挤出水下切粒、甩干等至室温，然后经过震动筛选设备保证颗粒均匀，制得强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂。
本发明相对于现有技术，有以下优点：
(1)本发明利用马来酸酐和引发剂与不同材料反应接枝来改善胶粘剂的性能，通过与聚乙烯反应接枝提高聚乙烯与极性材料如金属(铁、钢、铝)等的结合力和附着力，改善了聚乙烯基体与填料界面的相容性和粘接性，同时通过苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合，降低了马来酸酐接枝聚乙烯的高结晶度，添加增粘剂和助剂改善了胶粘剂的润湿性，达到了在金属表面粘接速度快、粘接力强的效果，通过添加乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和提料来提升胶粘剂的性能，使得胶粘剂的粘接力受环境影响小，粘接力能够保持稳定，具备抗氧化性好、耐老化、长期放置后粘接力衰减小、韧性强、抗冲击能力强等优点。
(2)通过控制甲基丙烯酸的加入量和加入时机，使其和过剩的引发剂反应生成高韧性的甲基丙烯酸甲酯高分子固化物，能够进一步提高胶粘剂的韧性，同时减少引发剂的浓度过大引起的副反应。
(3)本发明制备的胶粘剂性价比高，能耗低，适用于工业化生产，对环境友善，便于运输，具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述：
表1：配方的重量组分配比
Figure BDA0003740298560000121
Figure BDA0003740298560000131
Figure BDA0003740298560000141
实施例1
实施例1中一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂及其制备方法，包括如下步骤：
T1.按上述重量份数称取所述聚乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、填料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、增粘剂、马来酸酐、引发剂、甲基丙烯酸、助剂，并加入到低速均混混合机中，混合均匀；
T2.将经步骤T1混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出，所述挤出机的温度为：加料段温度220℃、输送混合段温度240℃、排气段温度240℃、均化段温度260℃、机头温度260℃，在900转/min的条件下挤出水下切粒、甩干等至室温，然后经过震动筛选设备保证颗粒均匀，制得强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂。
实施例2
实施例2中一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂及其制备方法，包括如下步骤：
T1.按上述重量份数称取所述聚乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、填料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、增粘剂、马来酸酐、引发剂、甲基丙烯酸、助剂，并加入到低速均混混合机中，混合均匀；
T2.将经步骤T1混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出，所述挤出机的温度为：加料段温度200℃、输送混合段温度220℃、排气段温度220℃、均化段温度240℃、机头温度240℃，在700转/min的条件下挤出水下切粒、甩干等至室温，然后经过震动筛选设备保证颗粒均匀，制得强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂。
实施例3
实施例3中一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂及其制备方法，包括如下步骤：
T1.按上述重量份数称取所述聚乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、填料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、增粘剂、马来酸酐、引发剂、甲基丙烯酸、助剂，并加入到低速均混混合机中，混合均匀；
T2.将经步骤T1混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出，所述挤出机的温度为：加料段温度200℃、输送混合段温度200℃、排气段温度200℃、均化段温度200℃、机头温度200℃，在500转/min的条件下挤出水下切粒、甩干等至室温，然后经过震动筛选设备保证颗粒均匀，制得强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂。
实施例4
实施例4中一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂及其制备方法，包括如下步骤：
T1.按上述重量份数称取所述聚乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、填料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、增粘剂、马来酸酐、引发剂、甲基丙烯酸、助剂，并加入到低速均混混合机中，混合均匀；
T2.将经步骤T1混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出，所述挤出机的温度为：加料段温度260℃、输送混合段温度260℃、排气段温度260℃、均化段温度260℃、机头温度260℃，在800转/min的条件下挤出水下切粒、甩干等至室温，然后经过震动筛选设备保证颗粒均匀，制得强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂。
实施例5
实施例5中一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂及其制备方法，包括如下步骤：
T1.按上述重量份数称取所述聚乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、填料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、增粘剂、马来酸酐、引发剂、甲基丙烯酸、助剂，并加入到低速均混混合机中，混合均匀；
T2.将经步骤T1混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出，所述挤出机的温度为：加料段温度200℃、输送混合段温度220℃、排气段温度240℃、均化段温度260℃、机头温度240℃，在700转/min的条件下挤出水下切粒、甩干等至室温，然后经过震动筛选设备保证颗粒均匀，制得强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂。
表2：各实施例理化性能检测结果
Figure BDA0003740298560000161
Figure BDA0003740298560000171
实施例1-5所述的一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂通过添加马来酸酐提高聚乙烯与极性材料如金属(铁、钢、铝)等的结合力和附着力，改善了聚乙烯基体与填料界面的相容性和粘接性，使得胶粘剂具有良好粘接力和粘接的持久性。通过加入支化程度较高的低密度聚乙烯LDPE和线性低密度聚乙烯LLDPE，提高了胶粘剂的接枝率。
在氧化诱导时间测试中，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的树脂相与马来酸酐在引发剂的作用下，与马来酸酐接枝聚乙烯结合，丙烯腈进一步提高胶粘剂的热变形温度，提高胶粘剂的耐热性，由于苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物在引发剂的作用下与马来酸酐结合后成为带有极性官能团的结合物，能够进一步与马来酸酐接枝改性聚乙烯结合来加强胶粘剂的耐老化性，再通过胶粘剂添加提高具有耐热性和耐老化的助剂，实施例1-5中展现出良好的耐热耐老化性能。
在简支梁冲击性能测试中，乙烯-醋酸乙烯共聚物与马来酸酐在引发剂的作用下，与马来酸酐接枝改性聚乙烯结合进一步能够提高胶粘剂的抗冲击性。PAO聚烯烃共聚体能够增加填料和HDPE的结合效果，具有增韧效果，用PAO聚烯烃共聚体增韧的复合材料的冲击强度有显著的提高，通过胶粘剂添加提高不同的填料和助剂，实施例1-5中具有良好的耐冲击性能，
在弯曲强度、拉伸强度测试中，乙烯-醋酸乙烯共聚物与马来酸酐在引发剂的作用下，与马来酸酐接枝改性聚乙烯结合进一步能够提高胶粘剂的柔韧性和回弹性、弯曲强度，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的树脂相与马来酸酐在引发剂的作用下，与马来酸酐接枝聚乙烯结合，丁二烯提供了韧性，提高冲击强度，通过胶粘剂添加提高不同的填料和助剂，实施例1-5中具有良好的物理性能。
在剥离强度测试中，通过加入低密度聚乙烯LDPE和线性低密度聚乙烯LLDPE，能够降低线型结构高密度聚乙烯HDPE的高度结晶，胶粘剂通过利用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合，进一步降低了马来酸酐接枝聚乙烯的高结晶度，添加增粘剂和助剂改善了胶粘剂的润湿性，达到了在金属表面粘接速度快，粘接力强的效果，实施例1-5中展现出优异的粘接性能。
本发明各组分的熔指最主要考虑到加工，胶粘剂熔融指数大，分子量就小，其断裂强度、硬度、韧性、耐老化稳定性等性能都会降低，影响胶粘剂的粘结强度；熔融指数越小，分子量就越大，成型时的流动性差，会影响衬塑金属管的生产效率低。通过高密度聚乙烯HDPE的引入能够改变胶粘剂的熔体流动性，在多种材料共混的时候可使成型加工性获得改善，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的树脂相与马来酸酐在引发剂的作用下，与马来酸酐接枝聚乙烯结合，苯乙烯提供了刚性，易加工性，同时PAO聚烯烃共聚体能提高加工流变性，因此胶粘剂中加工过程具有良好流动性，提高生产的效率，同时胶粘剂在加工过程中呈现出与金属界面粘结的均一性。
本发明利用马来酸酐和引发剂与不同材料反应接枝来改善胶粘剂的性能，通过与聚乙烯反应接枝提高聚乙烯与极性材料如金属(铁、钢、铝)等的结合力和附着力，改善了聚乙烯基体与填料界面的相容性和粘接性，同时通过苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合，降低了马来酸酐接枝聚乙烯的高结晶度，添加增粘剂和助剂改善了胶粘剂的润湿性，达到了在金属表面粘接速度快、粘接力强的效果，通过添加乙烯-醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和提料来提升胶粘剂的性能，使得胶粘剂的粘接力受环境影响小，粘接力能够保持稳定，具备抗氧化性好、耐老化、长期放置后粘接力衰减小、韧性强、抗冲击能力强等优点。
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例仅为本发明的优选实施例，对本发明要求的保护范围不构成限制作用，任何未违背本发明的精神实质和原理下所做出的修改、替代、组合，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂，其特征在于:所述胶粘剂包括以下重量份数的组分：
聚乙烯:15-60份，
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物:5-15份，
苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物:7-17份，
乙烯-醋酸乙烯共聚物:6-15份，
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物:5-15份，
填料:3-8份，
增粘剂:3-8份，
马来酸酐：1-5份，
引发剂:0.1-0.5份，
甲基丙烯酸：1-3份，
助剂:3-10份。
2.根据权利要求1所述的一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂，其特征在于：所述聚乙烯选自高密度聚乙烯HDPE、低密度聚乙烯LDPE、线性低密度聚乙烯LLDPE中的一种或几种，所述高密度聚乙烯HDPE的密度为0.940-0.960g/cm3，在190℃、2.16kg荷重条件下的熔融指数为6.0-8.0g/10min，所述低密度聚乙烯LDPE的密度为0.920-0.930g/cm3，在190℃、2.16kg荷重条件下的熔融指数为1.5-6.5g/10min，所述线性低密度聚乙烯LLDPE密度为0.918-0.935g/cm3，在190℃、2.16kg荷重条件下的熔融指数为1.5-5.5g/10min。
3.根据权利要求1所述的一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂，其特征在于：所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、2，5-二甲基-2，5-双(叔丁基过氧基)己烷中的一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂，其特征在于：所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物采用密度为0.95-1.05g/cm3中的材料，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的熔指为在190℃、2.16kg荷重条件下的熔融指数为2.0-6.0g/10min，其中丁二烯/苯乙烯比例为60/40。
5.根据权利要求1所述的一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂，其特征在于：所述乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量为12-33％，其在190℃、2.16kg荷重条件下的熔融指数为2.0-12.0g/10min。
6.根据权利要求1所述的一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂，其特征在于：所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的有效含量为30-60％、苯乙烯含量为15-30％、丙烯腈含量为6-20％，其在220℃、10kg荷重条件下的熔融指数为12-25.0g/10min。
7.根据权利要求1所述的一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂，其特征在于：所述苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的苯乙烯含量为18-31％。
8.根据权利要求1所述的一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂，其特征在于：所述填料选自纳米级活化碳酸钙、气相二氧化硅、滑石粉、硫酸钡中的一种或几种；所述增粘剂为松香及其衍生物、萜烯树脂及其改性树脂、石油树脂C5-C9、热塑性酚醛树脂、低分子量聚苯乙烯树脂中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂，其特征在于：所述助剂选自抗氧化剂、增韧剂、抗静电剂、热稳定剂、吸酸剂、光稳定剂、润滑剂中的一种或几种；所述抗氧化剂选自四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基)丙酸酯]季戊四醇酯、硫代二丙酸二月桂酯的一种或两种；所述增韧剂选自PAO聚烯烃共聚物；所述抗静电剂选自双(β-羟乙基)硬脂胺；所述吸酸剂选自活性氧化镁；所述热稳定剂选自硬脂酸钙、硬脂酸钡的一种或两种；所述光稳定剂选自钛白粉、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑的一种或两种；所述润滑剂选自乙撑双硬脂酸酰胺、聚乙烯蜡的一种或两种。
10.权利要求1-9中任一项所述的一种强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂及其制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
T1.按上述重量份数称取所述聚乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、填料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、增粘剂、马来酸酐、引发剂、甲基丙烯酸、助剂，并加入到低速均混混合机中，混合均匀；
T2.将经步骤T1混合均匀的物料加入到双螺杆挤出机中挤出，所述挤出机的温度为：加料段温度200-260℃、输送混合段温度200～260℃、排气段温度200～260℃、均化段温度200～260℃、机头温度200～260℃，在500～900转/min的条件下挤出水下切粒、甩干等至室温，然后经过震动筛选设备保证颗粒均匀，制得强力型衬塑金属管快速粘接胶粘剂。
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