本發(fā)明屬于材料組合物制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚乙烯熱水管用粘接樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合管是十余年來發(fā)展迅速的一種增強(qiáng)熱塑性塑料管(RTP)，具有承壓力強(qiáng)、線性膨脹系數(shù)低、耐腐蝕、不結(jié)垢、重量輕、環(huán)保無毒等特點(diǎn)。鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合管兼具了熱塑性塑料和金屬增強(qiáng)層的各自優(yōu)點(diǎn)，在性能上達(dá)到了塑料和金屬材料的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，廣泛應(yīng)用于市政、化工、消防等領(lǐng)域。通過長(zhǎng)期且廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用案例表明，鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合管是一種性能優(yōu)異且得到市場(chǎng)認(rèn)可的增強(qiáng)熱塑性塑料管。目前，鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合管主要在冷水管領(lǐng)域應(yīng)用，在熱水管領(lǐng)域的應(yīng)用未見報(bào)道及應(yīng)用實(shí)例。
粘接樹脂作為連接鋼絲和內(nèi)外層聚乙烯管材的關(guān)鍵原材料，其性能優(yōu)劣直接影響到鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合管的品質(zhì)。圍繞鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合管的耐熱水性能，通過對(duì)粘接樹脂組成進(jìn)行優(yōu)化。耐熱增強(qiáng)粒子的加入對(duì)提高高分子材料力學(xué)強(qiáng)度和耐熱性能具有明顯效果，同時(shí)存在粘接強(qiáng)度降低、柔韌性降低、扯斷伸長(zhǎng)率偏低等負(fù)面影響。在粘接樹脂中復(fù)配經(jīng)過處理過的耐熱增強(qiáng)粒子及彈性體增韌粒子，在不影響粘接樹脂粘接性能及柔韌性的前提下提高材料的耐熱性，制備出鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚乙烯熱水管專用粘接樹脂。該粘接樹脂能夠改善復(fù)合管粘接界面的耐熱性能，促進(jìn)復(fù)合管在熱水輸送領(lǐng)域的應(yīng)用，復(fù)合管能夠通過高溫高壓靜液壓強(qiáng)度試驗(yàn)。
中國專利CN102161730A介紹了一種鋼絲骨架增強(qiáng)聚乙烯管材專用粘接樹脂，由高密度聚乙烯/線性聚乙烯/馬來酸酐/過氧化物等組成，制得的粘接樹脂可用于鋼絲骨架增強(qiáng)聚乙烯管材，管材剝離強(qiáng)度能夠達(dá)到500N/25mm以上。中國專利CN102181246A介紹了一種耐熱性熱熔膠及其制備方法和應(yīng)用，由聚乙烯接枝馬來酸酐、石油樹脂、高熔點(diǎn)復(fù)合蠟、PE-RT、碳酸鈣等組成，可用于輸送熱水的PE-RT類鋼絲網(wǎng)骨架復(fù)合管。
但上述專利均未提到如何提高粘接樹脂的耐熱性，也未提及粘接樹脂的熱變性溫度、高溫剝離強(qiáng)度、復(fù)合管材的靜液壓強(qiáng)度等性能提升情況及對(duì)熱水輸送的影響，也未提及彈性體增韌粒子在粘接樹脂組分中起到的作用及對(duì)復(fù)合管材性能的影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚乙烯熱水管用粘接樹脂，該產(chǎn)品耐熱性能非常優(yōu)異，維卡軟化點(diǎn)達(dá)到120℃以上，熱變形溫度達(dá)到95℃以上，85℃高溫剝離強(qiáng)度達(dá)到100N/cm以上。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種粘接樹脂的制備方法，該方法采用雙螺桿擠出工藝完成反應(yīng)擠出及共混造粒，采用耐熱增強(qiáng)粒子提高產(chǎn)品耐熱性及熱水輸送性能，采用彈性體增韌粒子提高產(chǎn)品柔韌性及扯斷伸長(zhǎng)率，采用聚乙烯接枝物及聚乙烯基體樹脂的優(yōu)化選擇提高產(chǎn)品的粘接性能。
本發(fā)明的目的之一采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚乙烯熱水管用粘接樹脂，其特征是，所述粘接樹脂是由重量百分含量的以下組分組成：
上述各組分總的百分含量為100％。
優(yōu)選的，所述粘接樹脂是由重量百分含量的以下組分組成：
聚乙烯接枝物主要起到增加粘接樹脂與鋼絲剝離強(qiáng)度的效果，所述聚乙烯接枝物用量低于8wt％時(shí)粘接樹脂對(duì)鋼絲粘接強(qiáng)度不足，用量高于40wt％時(shí)對(duì)粘接樹脂熱穩(wěn)定性有影響；聚乙烯基體樹脂主要起到提高粘接樹脂與聚乙烯材料剝離強(qiáng)度的作用，同時(shí)能夠提高粘接樹脂耐熱性，所述聚乙烯基體樹脂用量低于30wt％時(shí)與聚乙烯粘接效果減弱且耐熱性變差，用量高于65wt％影響與金屬粘接效果；所述彈性體增韌粒子主要起到提高粘接樹脂柔韌性及扯斷伸長(zhǎng)率的作用，用量低于3wt％粘接樹脂柔韌性變差，扯斷伸長(zhǎng)率偏低，用量高于25wt％時(shí)粘接樹脂耐熱性變差。
優(yōu)選的，所述粘接樹脂是由重量百分含量的以下組分組成：
優(yōu)選的，所述耐熱增強(qiáng)粒子為有機(jī)晶須、無機(jī)晶須、連續(xù)纖維、短纖維、云母中的一種或兩種及以上的混合物。耐熱增強(qiáng)粒子在加入所述組分前可根據(jù)具體要求及要達(dá)到的效果通過硬脂酸、硬脂酸鈉、硅烷偶聯(lián)劑等助劑進(jìn)行預(yù)處理，以達(dá)到耐熱增強(qiáng)粒子與產(chǎn)品中其它組分充分融合之目的。
優(yōu)選的，所述聚乙烯接枝物為聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(PE-g-GMA)、聚乙烯接枝馬來酸酐(PE-g-MAH)、高密度聚乙烯接枝丙烯酸丁酯(PE-g-BA)、丙烯酸接枝聚乙烯(PE-g-AA)中的一種或兩種及以上的混合物。該聚乙烯接枝物種的聚乙烯優(yōu)選高密度聚乙烯。
優(yōu)選的，所述聚乙烯基體樹脂為交聯(lián)聚乙烯、超高分子量聚乙烯、耐熱聚乙烯、線性低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、茂金屬聚乙烯中的一種或兩種及以上的混合物。
優(yōu)選的，所述彈性體增韌粒子為EVA、EPDM、EPR、EEA、EBA、POE、POP中的一種或兩種及以上的共混物。
優(yōu)選的，所述粘接樹脂的維卡軟化點(diǎn)≥120℃，熱變形溫度≥95℃。
本發(fā)明的目的之二采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種制備鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚乙烯熱水管用粘接樹脂的方法，其特征是，將所述聚乙烯接枝物、聚乙烯基體樹脂、耐熱增強(qiáng)粒子、彈性體增韌粒子按配方量加入高混機(jī)預(yù)混，在經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)混煉得到粘接樹脂顆粒。在制備過程中，可以根據(jù)產(chǎn)品需要添加少量抗氧劑、無機(jī)納米碳酸鈣、紫外線吸收劑等助劑，或添加色粉、色母、少許加工助劑等，用以改善粘接樹脂色澤、防腐、防紫外和抗氧化性能。
優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機(jī)的擠出機(jī)溫度為230℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300rpm，喂料為7Hz，雙螺桿長(zhǎng)徑比L/D＝40:1。
相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
本發(fā)明制備的粘接樹脂耐熱性能好，對(duì)鋼絲粘接效果優(yōu)異，維卡軟化點(diǎn)達(dá)到120℃以上，熱變形溫度達(dá)到95℃以上，85℃高溫剝離強(qiáng)度達(dá)到100N/cm以上。采用該粘接樹脂制備的鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚乙烯管典型特點(diǎn)為耐熱性能優(yōu)良，高溫粘接強(qiáng)度優(yōu)異，能夠通過高溫高壓條件下的靜液壓強(qiáng)度試驗(yàn)，能夠應(yīng)用于熱水輸送領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
下面，結(jié)合具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：
下述實(shí)施例中的HDPE-g-GMA、HDPE-g-BA和HDPE-g-GMA均為廣州鹿山新材料股份有限公司所生產(chǎn)的；YEM-4705T為中國石化揚(yáng)子石油化工有限公司所生產(chǎn)的；EBA 3107AC購買自Dupont公司；EPDM 8600購買自Exxonmobil公司；DGDA-2399購買自DOW公司。
一種鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚乙烯熱水管用粘接樹脂，所述粘接樹脂是由重量百分含量的以下組分組成：
上述各組分總的百分含量為100％。
制備上述粘接樹脂的方法是：將上述配方量的聚乙烯接枝物、聚乙烯基體樹脂、耐熱增強(qiáng)粒子、彈性體增韌粒子通過高混機(jī)預(yù)混，經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)混煉得到粘接樹脂顆粒，擠出造粒時(shí)擠出機(jī)溫度為230℃，螺桿轉(zhuǎn)速300rpm，喂料7Hz，雙螺桿長(zhǎng)徑比L/D＝40:1。
實(shí)施例1
粘接樹脂配方(100％)如下：聚乙烯接枝物12％；聚乙烯基體樹脂65％；耐熱增強(qiáng)粒子20％；彈性體增韌粒子3％。
其中，聚乙烯接枝物為HDPE-g-GMA，聚乙烯基體樹脂由重量比為3：2的DOW DGDA-2399和YEM-4705T配制而成，耐熱增強(qiáng)粒子為SiC晶須，彈性體增韌粒子為EBA 3107AC。
實(shí)施例2
粘接樹脂配方(100％)如下：聚乙烯接枝物36％；聚乙烯基體樹脂45％；耐熱增強(qiáng)粒子14％；彈性體增韌粒子5％。
其中，聚乙烯接枝物為HDPE-g-BA，聚乙烯基體樹脂為DOW DGDA-2399，耐熱增強(qiáng)粒子為SiC晶須，彈性體增韌粒子為EPDM 8600。
實(shí)施例3
粘接樹脂配方(100％)如下：聚乙烯接枝物12％；聚乙烯基體樹脂65％；耐熱增強(qiáng)粒子20％；彈性體增韌粒子3％。
其中，聚乙烯接枝物為HDPE-g-GMA，聚乙烯基體樹脂為DGDA-2399，耐熱增強(qiáng)粒子為連續(xù)滌綸纖維，彈性體增韌粒子為EPDM 8600。
將上述實(shí)施例1-3按照本發(fā)明中的要求制備成粘接樹脂粒料，其性能下表及制備出的鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)聚乙烯熱水管的性能見下表1。
表1性能檢測(cè)結(jié)果
對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。