專利名稱：鋁塑管納米熱熔膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁塑管熱熔膠，特別是一種以無機(jī)納米材料改性聚烯烴及其接枝共混物為主要組分的擠出復(fù)合用熱熔粘接劑。
鋁塑管由五層結(jié)構(gòu)組成聚乙烯(交聯(lián)聚乙烯)/熱熔膠/鋁/熱熔膠/聚乙烯(交聯(lián)聚乙烯)。聚乙烯為非極性物質(zhì)，鋁帶等金屬材料多帶有-OAl、-OH、-COOH、-O-O、-COO等極性基困，兩者之間無法復(fù)合在一起，必須通過熱熔膠實(shí)現(xiàn)對鋁帶持久的粘接和與聚乙烯間有極佳的相溶性，才能獲得理想的復(fù)合管材。這種復(fù)合結(jié)構(gòu)具有極大的普適性，如鋁塑復(fù)合板、涂覆鋼管、共擠包裝瓶(膜)等，通過改變聚乙烯等非極性聚合物，與鋁、鋼等金屬和PET、EVOH等極性物質(zhì)復(fù)合，得到阻隔、增強(qiáng)、屏蔽、防腐、耐候、耐高、低溫的優(yōu)良產(chǎn)品。針對極性和非極性材料的復(fù)合粘接，已有較多的專利文獻(xiàn)報(bào)道。如公開號為CN1167802A提到一和聚烯烴或幾種聚烯烴用接枝聚烯烴稀釋得到的粘接劑用于聚烯烴、聚酰胺、EVOH、聚酯或金屬的粘接，用于生產(chǎn)包裝制品。公開號為CN1143102A報(bào)道了一種不同熔指配備的高密聚乙烯和乙烯共聚物用馬來酸酐接枝制備汽油箱阻隔材料，能循環(huán)利用至多50％的下角料或有缺陷的油箱材料。粘接劑在阻隔層PA或EVOH與HDPE間起相容劑作用，同時能抗沖擊，可使EVOH等降解的殘留物得以抑制，具有較好的耐老化性能。但上述專利均未提及到用于鋁塑管的生產(chǎn)中，也未提及到用于95℃下的長期耐熱性能耐應(yīng)力開裂性和耐水浸泡性能，也未提及到納米材料的使用及其對熱熔粘接劑綜合性能的影響。而且鋁、鋼等金屬材料，極易氧化、銹蝕、易吸附灰塵、有油污這些不利因素，對鋁塑管生產(chǎn)中的鋁與聚乙烯的復(fù)合造成極惡劣的影響。一般的熱熔膠怕油污、銹蝕、灰塵等，導(dǎo)致粘接力弱，不耐高溫，管層易脫膠、開裂而損失使用性能。
本發(fā)明的目的在于提供一種鋁塑管納米熱熔膠。本熱熔膠因納米材料的加入而使得熱熔膠本身熔點(diǎn)、軟化點(diǎn)、拉伸強(qiáng)度等有所提高，而且使其耐油污、銹蝕等性能特別優(yōu)良，對任何鋁帶均具有適用性，粘接力不受影響，減少了廠家的廢品率。
本發(fā)明的目的是采用如下方案實(shí)現(xiàn)采用雙螺桿擠出機(jī)實(shí)施共混復(fù)合工藝擠出造粒而得到納米熱熔膠，其組分為；A、以聚乙烯及乙烯共聚物為基體得到接枝改性粘接樹脂，其在熱熔膠中的比例為10-50wt％；B、以聚乙烯(HDPE)、聚乙烯(LLDPE)和EVA為基體的樹脂的混合物中加入引發(fā)劑和不飽和極性單體接枝得到粘接樹脂母料；C、以順丁橡膠SBS、丁腈橡膠、石油樹脂、聚乙烯臘，通過與粘接樹脂及聚乙烯的復(fù)配得到熱熔膠，以增強(qiáng)熱熔膠的初粘力和與鋁表面的滲透力，使熱熔膠能均勻粘合在鋁帶表面，其在熱熔膠的比例為3-20wt％；D、以CaCO3、TiO2、SiO2及滑石粉，粒徑＜100nm的無機(jī)納米粒子，增加熱熔膠的力學(xué)、熱學(xué)性能，吸附和持久粘接力，用量比為聚合物樹脂總量的0.05-3wt％。
本發(fā)明得到的鋁塑管熱熔膠，具有極佳的加工性，可通過共擠出或涂覆擠出而使用于低速超聲波搭接焊或高速氬弧對接焊的鋁塑管生產(chǎn)中，粘接性優(yōu)越，可在120℃下烘烤10小時，20℃下水浸化30天，無任何脫膠現(xiàn)象。同時對任何鋁帶均具有適用性，粘接力不受影響，有效減少了廠家的廢品損失。
實(shí)施例本發(fā)明采用粘接樹脂母料通過雙螺桿反應(yīng)擠出工藝實(shí)施，基體樹脂中聚乙烯為熔融指數(shù)為0.1-30g/10min，密度＞0.945g/cm3的高密度聚乙烯(HDPE)，熔融指數(shù)為0.1-20g/10min，密度＞0.92-0.93g/cm3的線性低密度聚乙烯(LLDPE)；聚丙烯多采用乙烯-丙烯共聚型，其中丙烯含有至少有75％(mol)，熔融指數(shù)優(yōu)選1-3g/10min，密度0.90/10min左右；為調(diào)節(jié)共混物間的相容性、熔融指數(shù)和柔韌性，其可加入至多40％的EVA樹脂，EVA中VA含量為15％-43％，熔融指數(shù)＞20g/10min，至多500g/10min。一般情況下粘接樹脂中HDPE應(yīng)占組成物的90-50wt％，最好的85-60wt％，如＜50wt％則粘接力差，若＞95wt％則使粘接樹脂斷裂伸長率減少，性能變脆，不適合于作任意彎曲的鋁塑管粘接層使用。采用的引發(fā)劑是最常用的過氧化苯甲酰(BPO)、過氧化二異丙苯(DCP)等，不飽和極性單體有馬來酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)，在以HDPE、LLDPE和EVA為基體樹脂的混合物中加入引發(fā)劑和不飽和極性單體接枝得到具有粘接力的粘接樹脂母料。在160-250℃的溫度下采用常用的雙螺桿擠出，不飽和極性單體占整個組成比例的0.01-10wt％，理想組成為0.01-4wt％，若＜0.01wt％則粘接力降低，＞4wt％則多余的未反應(yīng)的不飽和單體會產(chǎn)生變色，膠化、氣泡、刺激性氣味，影響成品質(zhì)量和長期穩(wěn)定性。在熱熔膠組成中，粘接樹脂比例為10-90wt％樹脂，＜10wt％則無粘接力，＞90wt％組成本上升且有刺激性氣味，最佳為20-50wt％。
本發(fā)明采用的增粘樹脂為順丁橡膠、SBS、丁腈橡膠、石油樹脂、聚乙烯臘等，通過與粘接樹脂及聚烯烴的復(fù)配得到熱熔膠，增強(qiáng)熱熔膠產(chǎn)品的初粘力與鋁表面的滲透力，使熱熔膠均勻粘合鋁帶表面，形成界面粘接破壞。增粘樹脂在熱熔膠中的比例為3-20wt％，如＞20wt％則軟化點(diǎn)降低，不耐高溫，且力學(xué)性能下降，與PE樹脂的相容性變差，＜3wt％則起不到增粘效果，最佳比例為5-10wt％。
本發(fā)明采用的無機(jī)納米粒子為CaCO3、TiO2、SiO2及滑石粉等，粒子直徑為10-80nm，最佳為20-50nm，粒徑越小表面活性越高，越難分散均勻。納米粒子的加入一方面大量地中和吸收粘接樹脂中未反應(yīng)的極性單體，另一方面又激活了熱熔膠與鋁帶之間的粘接持久性和耐候性能。由于納米粒子本身性能的特異性，使無機(jī)聚合物的力學(xué)性能有較大的提高，含5wt％的納米粒子的熱熔膠其拉伸強(qiáng)度可提高30％，軟化點(diǎn)提高5-10℃，但不可加得太多(＞20％)，納米粒子的極難分散使熱熔膠中粒子聚集而損失力學(xué)性能，加工性能也惡化。本發(fā)明的最佳最用為0.05-3wt％。
另外，按照不同的使用場合，如95℃的高溫環(huán)境、紫外線照射強(qiáng)烈的高原地區(qū)，需在熱熔膠中添加抗氧化劑，如1010、168、B215、2264及UV吸收劑和無機(jī)納米ZnO等等，其用量多為0.05-0.2wt％，另外，按要求可添加少許色母、光亮劑、流動改性劑等提高其可識別性、加工性等。
下面通過表1、表2、表3給出了粘接樹脂、熱熔膠及納米熱熔膠3種性能比較。用熔融指數(shù)(MI)表征其流動性性能，用軟化點(diǎn)(TS)表征其耐熱性能，用90℃剝離強(qiáng)度(PS)表征熱熔膠的粘接性能，用拉伸強(qiáng)度6t表征其力學(xué)性能等等。
表1
表2
表權(quán)利要求
1.一種鋁塑管納米熱熔膠，采用雙螺桿擠出機(jī)實(shí)施共混合工藝擠出造粒而得到納米熱熔膠，其特征在于采用如下組分組成A、以聚乙烯及乙烯共聚物為基體得到接枝改性粘接樹脂，其在熱熔膠中的比例為10-50wt％；B、以聚乙烯(HDPE)、聚乙烯(LLDPE)和EVA為基體的樹脂的混合物中加入引發(fā)劑和不飽和極性單體MAH接枝得到粘接樹脂母料；C、以順丁橡膠、SBS、丁腈橡膠、石油樹脂、聚乙烯臘，通過與粘接樹脂及聚烯烴的復(fù)配得到熱熔膠，增強(qiáng)熱熔膠的初粘力和與鋁表面的滲透力，使熱熔膠能均勻粘合在鋁帶表面，其在熱熔膠的比例為3-20wt％；D、以CaCO3、TiO2、SiO2及滑石粉，粒徑＜100nm的無機(jī)納米粒子，以增加熱熔膠的力學(xué)、熱學(xué)性能，吸附和持久粘接力，用量比為聚合物樹脂總量的0.05-3wt％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁塑管納米熱熔膠,采用雙螺桿擠出實(shí)施共混復(fù)合工藝擠出造粒得到納米熱熔膠,其特征是:采用如下組分組成:A、以聚乙烯或乙烯共聚物以基體得到的接枝改性粘接樹脂母料;B、以HDPE、LLDPE為共混復(fù)合樹脂,用于調(diào)節(jié)粘接樹脂含量及熱熔膠綜合性能;C、以丁腈橡膠、順丁橡膠、石油樹脂、SBS為增粘樹脂,提高熱熔膠的初粘力和親合力;D、加入無機(jī)納米CaCO
文檔編號C09J123/00GK1323867SQ01114800
公開日2001年11月28日 申請日期2001年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月13日
發(fā)明者汪加勝, 韓麗娜 申請人:廣州市鹿山化工材料有限公司