一種新型高性能環(huán)保型膠粘劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型高性能環(huán)保型膠粘劑及其制備方法,其特征在于,該膠粘劑包含如下重量百分含量的各原料組分:聚烯烴接枝物粘接樹脂30-60%、聚酯彈性體10-30%、增黏樹脂10-20%、改性劑5-10%、阻聚劑0.4-3%、黏度調(diào)節(jié)劑3-5%、抗氧劑0.2-1%、助劑0.4-3%;該新型高性能環(huán)保型膠粘劑基于現(xiàn)在商品3PE膠粘劑的缺點(diǎn)而開發(fā),用新型接枝反應(yīng)設(shè)備,改進(jìn)引發(fā)劑與接枝單體,加大接枝反應(yīng)深度,優(yōu)化產(chǎn)品分子鏈結(jié)構(gòu),從而增強(qiáng)粘接強(qiáng)度,使膠層減薄10-20μm,膠層厚度在150-230μm,節(jié)約應(yīng)用成本,具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
【專利說明】一種新型高性能環(huán)保型膠粘劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種膠粘劑,尤其涉及一種新型高性能環(huán)保型膠粘劑及其制備方法, 屬于高分子復(fù)合材料制備及加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬腐蝕是一個(gè)重大的經(jīng)濟(jì)問題,油氣管道的外防腐層是確保管道安全的重要屏 障,管道及構(gòu)件防腐技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)整體格局中發(fā)揮著重要作用,關(guān)系到輸油、輸氣等領(lǐng)域 的使用安全和設(shè)施使用壽命問題。目前,每年因金屬腐蝕所帶來的經(jīng)濟(jì)損壞巨大,特別是對(duì) 管道外防腐技術(shù)也提出了更高的要求。防腐涂層歷經(jīng)多年的發(fā)展演變形成了多種多樣的格 局,包括2/3PE防腐、2/3PP防腐、聚乙烯粉末涂料防腐等等。其中應(yīng)用較多、防腐界普遍看 好的防腐涂層是3PE防腐。膠粘劑是3PE防腐涂層的關(guān)鍵材料,但是有其自身的缺陷,主要 表現(xiàn)為接枝率偏低影響粘接強(qiáng)度造成膠層加厚、剝離強(qiáng)度不高、易產(chǎn)生熱老化等等。
[0003] 中國專利CN1160390C介紹了一種聚乙烯-馬來酸酐接枝物共聚物溶劑熱合成制 備方法,其特征在于在高壓反應(yīng)釜中,放入聚乙烯樹脂、馬來酸酐、分山雞、引發(fā)劑和共聚 單體并溶解于溶劑中,在一定溫度和時(shí)間下進(jìn)行反應(yīng)得到聚乙烯-馬來酸酐接枝物;專利 CN103468180A介紹了一種3PE防腐管道用PE膠粘劑的制備方法,將基質(zhì)樹脂、接枝單體和 引發(fā)劑,通過雙螺桿擠出造粒,制得聚乙烯接枝母料,母料具備良好的力學(xué)性能、干粉流動(dòng) 性、流平性?,F(xiàn)有技術(shù)中普遍存在以下技術(shù)問題:1)成本較高,膠粘劑的剝離強(qiáng)度和柔韌性 較差;2)膠粘劑的阻燃性較差;3)現(xiàn)有的膠粘劑容易出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象,并且能耗較高,因此, 迫切的需要一種新的技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題,提供一種新型高性能環(huán)保型膠粘劑 及其制備方法,該新型高性能環(huán)保型膠粘劑基于現(xiàn)在商品3PE膠粘劑的缺點(diǎn)而開發(fā),用新 型接枝反應(yīng)設(shè)備,改進(jìn)引發(fā)劑與接枝單體,加大接枝反應(yīng)深度,優(yōu)化產(chǎn)品分子鏈結(jié)構(gòu),從而 增強(qiáng)粘接強(qiáng)度,使膠層減薄10-20 μ m,膠層厚度在150-230 μ m,節(jié)約應(yīng)用成本,具有明顯的 技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下,一種新型高性能環(huán)保型膠粘劑 及其制備方法,其特征在于,該膠粘劑包含如下重量百分含量的各原料組分:聚烯烴接枝物 粘接樹脂30-60 %、聚酯彈性體10-30 %、增黏樹脂10-20%、改性劑5-10%、阻聚劑0. 4-3%、黏 度調(diào)節(jié)劑3-5%、抗氧劑0. 2-1 %、助劑0. 4-3% ; 所述聚烯烴接枝物粘結(jié)樹脂的制備工藝為,以聚乙烯和聚丙烯為基體樹脂,以 0. 5-6wt%的馬來酸酐(ΜΑΗ)、苯乙烯(St)的一種或共混物為接枝單體,以0. 1-0. 3wt%的2, 3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(DMDPB)、叔丁基過氧化氫(ΒΗΡ0)的一種或共混物為引發(fā)劑, 通過高混機(jī)預(yù)混,確保各組分分散均勻,通過反應(yīng)擠出工藝得到聚烯烴接枝物粘結(jié)樹脂;球 磨機(jī)對(duì)聚烯烴接枝物粘結(jié)樹脂進(jìn)行預(yù)處理,得到聚烯烴粉末; 將稱重好的聚烯烴粉末、聚酯彈性體、增黏樹脂、改性劑、阻聚劑、助劑、黏度調(diào)節(jié)劑、抗 氧劑預(yù)混后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)共混擠出得到PE熱熔膠顆粒,擠出機(jī)溫度為140-220°C,螺 桿轉(zhuǎn)速300r/min,雙螺桿長徑比L/D = 52:1。
[0006] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述助劑為ABX(兩種橡膠類與某種含硫化合物復(fù)配而 成)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、一種硫代酸酯(AB)中的一種或者幾種混合物。
[0007] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述阻聚劑為二甲基乙酰胺(DMAC )和二甲基亞砜 (DMS0)中的一種或者兩種混合。
[0008] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述改性劑為籠型倍半硅氧烷。
[0009] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述基體樹脂為高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯 (LDPE)、聚丙烯(PP)或聚烯烴共混物。
[0010] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述低密度聚乙烯為線性低密度聚乙烯(LLDPE),聚丙 火布為共聚聚丙纟布(C0_PP)。
[0011] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述黏度調(diào)節(jié)劑為聚乙烯酯、聚丙烯酯中的一種或幾種。
[0012] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述基體樹脂粉末顆粒80目通過率80-95%。
[0013] 作為本發(fā)明的一種改進(jìn),所述的抗氧劑為抗氧劑1010和抗氧劑168。
[0014] 本發(fā)明通過球磨機(jī)裝置處理的基體樹脂粉末,再經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)共混復(fù)合工藝 擠出得到的膠粘劑顆粒,磨粉裝置磨粉溫度為20-50°C,80目通過率為80-95%。本發(fā)明按照 防腐層使用場(chǎng)合會(huì)在配方中當(dāng)中添加有機(jī)蒙脫土、微米級(jí)碳短纖維等填充劑,提高產(chǎn)品耐 候性。
[0015] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下,1)該技術(shù)方案可以解決傳統(tǒng)3PE生產(chǎn)工藝 中的上述問題,首先,產(chǎn)品制備過程采用了磨粉裝置將聚烯烴原料磨粉,與單體、引發(fā)劑通 過熔融擠出可以有效消耗酸酐量,保證環(huán)保性,提高接枝率和柔韌性2)其次,產(chǎn)品采用新型 改性劑籠性倍半硅氧烷(P0SS),可以大幅提高產(chǎn)品阻燃性和熱穩(wěn)定性,改善PE膠粘劑的剝 離強(qiáng)度和柔韌性,提高阻燃性;3)再次,產(chǎn)品采用ABX (兩種橡膠類與某種含硫化合物復(fù)配 而成)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、一種硫代酸酯(AB)等的一種或者幾種混合作為助劑,同 時(shí)采用二甲基乙酰胺(DMAC )和二甲基亞砜(DMS0)為阻聚劑,大大降低接枝過程中交聯(lián)副 反應(yīng),消除凝膠現(xiàn)象,改善PE膠粘劑的剝離強(qiáng)度,明顯提高馬來酸酐官能團(tuán)在聚乙烯分子 鏈上的接枝率,從而提高膠粘劑的剝離強(qiáng)度;4)該技術(shù)方案采用聚丙烯蠟作為黏度調(diào)節(jié)劑, 可以有效調(diào)節(jié)產(chǎn)品熔融黏度,降低能耗;5)該技術(shù)方案成本較低,便于大規(guī)模推廣使用。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 為了加深對(duì)本發(fā)明的理解和認(rèn)識(shí),下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述 和介紹。
[0017] 實(shí)施例1 : PE膠粘劑配方(100% )如下: 聚烯烴接枝物粘接樹脂60%,聚酯彈性體12%,增粘樹脂12%,阻聚劑3%,助劑3%,改性劑 5%,黏度調(diào)節(jié)劑4%,抗氧劑1%,其中,聚烯烴接枝物粘接樹脂的配方(100% ):高密度聚乙烯 50%,線性低密度聚乙烯30%,共聚聚丙烯15. 8%,馬來酸酐單體4%,2,3-二甲基-2,3-二 苯基丁烷(DMDPB)0. 2%;其中,聚酯彈性體的組成為:TPES50 %,EVA50% ;其中增黏樹脂的 組成為:C5石油樹脂50%,萜烯樹脂25%、改性松香樹脂25% ;其中阻聚劑的組成為二甲基乙 酰胺(DMAC ) 50%,二甲基亞砜(DMSO) 50%,助劑為ABX (兩種橡膠類與某種含硫化合物復(fù)配 而成)50%,三羥甲基丙烷三丙烯酸酯50%,改性劑為乙烯基籠性倍半硅氧烷,將聚烯烴接枝 物粘接樹脂配方中聚乙烯和聚丙烯組分原料精確稱重后通過磨粉裝置磨粉,與其他組分再 通過高混機(jī)預(yù)混,確保各組分分散均勻,然后經(jīng)雙螺桿反應(yīng)擠出得到聚乙烯接枝物粘接樹 脂。將稱重好的粘接樹脂、聚酯彈性體、增粘樹脂、改性劑、阻聚劑、助劑、黏度調(diào)節(jié)劑、抗氧 劑預(yù)混后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)混煉得到PE熱熔膠顆粒。擠出機(jī)溫度為140-220°C,螺桿轉(zhuǎn)速 300r/min,雙螺桿長徑比L/D = 52: 1。
[0018] 實(shí)施例2: PE膠粘劑配方(100% )如下: 聚烯烴接枝物粘接樹脂50%,聚酯彈性體14%,增粘樹脂15%,阻聚劑3%,助劑3%,改性 劑10%,黏度調(diào)節(jié)劑4. 5%,抗氧劑0. 5%,其中,聚烯烴接枝物粘接樹脂的配方(100% ):高密 度聚乙烯50%,線性低密度聚乙烯30%,共聚聚丙烯15. 8%,馬來酸酐單體4%,叔丁基過氧化 氫(ΒΗΡ0)0. 2%;其中,彈性體增粘樹脂的組成為:TPES25 %,EVA75% ;其中增黏樹脂的組成 為:C5石油樹脂25%,萜烯樹脂50%、改性松香樹脂25% ;將聚烯烴接枝物粘接樹脂配方中聚 乙烯和聚丙烯組分原料精確稱重后通過磨粉裝置磨粉,與其他組分再通過高混機(jī)預(yù)混,確 保各組分分散均勻,然后經(jīng)雙螺桿反應(yīng)擠出得到聚烯烴接枝物粘接樹脂。將稱重好的粘接 樹脂、聚酯彈性體、增粘樹脂、改性劑、阻聚劑、助劑、黏度調(diào)節(jié)劑、抗氧劑預(yù)混后經(jīng)過雙螺桿 擠出機(jī)混煉得到PE熱熔膠顆粒。擠出機(jī)溫度為160-220°C,螺桿轉(zhuǎn)速280r/min,雙螺桿長 徑比 L/D = 52: 1。
[0019] 實(shí)施例3 PE膠粘劑配方(100% )如下: 聚烯烴接枝物粘接樹脂55%,聚酯彈性體14%,增粘樹脂10%,阻聚劑3%,助劑3%,改性 劑10%,黏度調(diào)節(jié)劑4. 5%,抗氧劑0. 5%,其中,聚烯烴接枝物粘接樹脂的配方(100% ):高密 度聚乙烯50%,線性低密度聚乙烯30%,共聚聚丙烯15. 8%,馬來酸酐單體4%,叔丁基過氧化 氫(ΒΗΡ0)0. 2%;其中,彈性體增粘樹脂的組成為:TPES25 %,EVA75% ;其中增黏樹脂的組成 為:C5石油樹脂25%,萜烯樹脂50%、改性松香樹脂25% ;將聚烯烴接枝物粘接樹脂配方中聚 乙烯和聚丙烯組分原料精確稱重后通過磨粉裝置磨粉,與其他組分再通過高混機(jī)預(yù)混,確 保各組分分散均勻,然后經(jīng)雙螺桿反應(yīng)擠出得到聚烯烴接枝物粘接樹脂。將稱重好的粘接 樹脂、聚酯彈性體、增粘樹脂、改性齊?、阻聚劑、助齊?、黏度調(diào)節(jié)齊?、抗氧劑預(yù)混后經(jīng)過雙螺桿 擠出機(jī)混煉得到ΡΕ熱熔膠顆粒。擠出機(jī)溫度為160-220°C,螺桿轉(zhuǎn)速280r/min,雙螺桿長 徑比 L/D = 52: 1。
[0020] 產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果見表1 : 表1實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果
【權(quán)利要求】
1. 一種新型高性能環(huán)保型膠粘劑及其制備方法,其特征在于,該膠粘劑包含如下重量 百分含量的各原料組分:聚烯烴接枝物粘接樹脂30-60%、聚酯彈性體10-30%、增黏樹脂 10-20%、改性劑5-10%、阻聚劑0. 4-3%、黏度調(diào)節(jié)劑3-5%、抗氧劑0. 2-1 %、助劑0. 4-3% ; 所述聚烯烴接枝物粘結(jié)樹脂的制備工藝為,以聚乙烯和聚丙烯為基體樹脂,以 0.5-6wt%的馬來酸酐(ΜΑΗ)、丙烯酸(AA)、苯乙烯(St)的一種或共混物為接枝單體,以 0. 1-0. 3wt%的2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(DMDPB)、叔丁基過氧化氫(BHPO)的一種 或共混物為引發(fā)劑,通過高混機(jī)預(yù)混,確保各組分分散均勻,通過反應(yīng)擠出工藝得到聚烯烴 接枝物粘結(jié)樹脂;通過球磨機(jī)對(duì)聚烯烴接枝物粘結(jié)樹脂進(jìn)行預(yù)處理,得到聚烯烴粉末;將 稱重好的聚烯烴粉末、聚酯彈性體、增黏樹脂、改性齊?、阻聚劑、助齊?、黏度調(diào)節(jié)齊?、抗氧劑預(yù) 混后經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)共混擠出得到ΡΕ熱熔膠顆粒,擠出機(jī)溫度為140-220°c,螺桿轉(zhuǎn)速 300r/min,雙螺桿長徑比L/D = 52:1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型高性能環(huán)保型膠粘劑及其制備方法,其特征在于, 所述助劑為ABX(兩種橡膠類與某種含硫化合物復(fù)配而成)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、一 種硫代酸酯(AB)中的一種或者幾種混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型高性能環(huán)保型膠粘劑及其制備方法,其特征在于, 所述阻聚劑為二甲基乙酰胺(DMAC )和二甲基亞砜(DMSO)中的一種或者兩種混合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型高性能環(huán)保型膠粘劑及其制備方法,其特征在于, 所述改性劑為籠型倍半硅氧烷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型高性能環(huán)保型膠粘劑及其制備方法,其特征在于, 所述基體樹脂為高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)或聚烯烴共混 物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型高性能環(huán)保型膠粘劑及其制備方法,其特征在于, 所述低密度聚乙烯為線性低密度聚乙烯(LLDPE),聚丙烯為共聚聚丙烯(CO-PP)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型高性能環(huán)保型膠粘劑及其制備方法,其特征在于, 所述 黏度調(diào)節(jié)劑為聚乙烯酯、聚丙烯酯中的一種或幾種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種新型高性能環(huán)保型膠粘劑及其制備方法,其特征在于, 所述基體樹脂粉末顆粒80目通過率80-95%。
【文檔編號(hào)】C08F255/02GK104194693SQ201410430374
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】顧浦中, 劉鳳, 徐賢安, 朱東升, 韓丹, 孟富新 申請(qǐng)人:江蘇凱力高分子科技有限公司