3pe防腐管道用膠粘劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法。將基質樹脂、接枝單體和引發(fā)劑，于低速混合機混勻，再用雙螺桿擠出機擠出造粒，制得聚乙烯接枝母料；取20-40份聚乙烯接枝母料、15-30份高密度聚乙烯、0-10份低密度聚乙烯、20-50份線性低密度聚乙烯、5-35份增粘劑，得混合物，然后加入混合物總重量0.1-1%的抗氧劑，于高速混合機中混勻，再以雙螺桿擠出機擠出造粒，得到目標產物3PE防腐管道用膠粘劑。本發(fā)明配方工藝簡單，產品性價比高，適于大規(guī)模連續(xù)批量生產，接枝單體及引發(fā)劑添加量少，對環(huán)境污染顯著降低，具有廣闊的應用前景。
【專利說明】3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于膠粘劑領域，特別涉及一種用于3PE防腐管道的膠粘劑制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國的西氣東輸，有近4000公里的管道需采用三層PE外防腐涂層技術的3PE防腐管道。其結構是:埋地鋼管的底層為熔結環(huán)氧粉末(FBE)得到的環(huán)氧底漆，中間層為膠粘劑，面層為擠塑聚乙烯。環(huán)氧底漆的作用是與鋼管表面直接粘結，形成牢固的涂膜，具有耐化學腐蝕和抗陰極剝離的性能；中間層膠粘劑使底、面層粘結到一起；面層PE對鋼管表面起到機械保護與防腐蝕、絕緣、防透水(氣)的作用。通常三層PE防腐的埋地鋼管使用壽命達到50年，即被認為是目前國際上最先進的管道外防腐技術，而其中膠粘劑也起到關鍵作用。
[0003]現(xiàn)有中間層膠粘劑存在的問題是:①現(xiàn)有的制備方法有熔融接枝、溶液接枝、固相接枝、溶劑熱合接枝、熱引發(fā)接枝、輻射和等離子體方法接枝等，這些方法復雜，不適于批量生產所采用的配方較復雜，組分過多，特別是所用的接枝單體馬來酸酐(MAH)用量太大，高達5%，所用的過氧化物引發(fā)劑為過氧化二異丙苯(DCP)，不僅用量大(0.5%)，而且受熱后的分解產物具有明顯臭味，既不利于環(huán)保也不利于人們的身心健康。③制備過程中需要添加流平劑來調整熔體粘度，使產品的熔體指數(shù)在6-10左右，結果導致膠粘劑只能用于噴涂工藝，無法用于纏繞包覆工藝，況且PE熱熔膠粉末的制備也相當麻煩。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針 對現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法。本發(fā)明的方法生產配方簡化、工藝設備簡單、產品粘結強度好、物性及其它性能全面達到或超過GB/T23257-2009標準和DIN30670標準，產品性價比更高。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法，方法如下:
I)將基質樹脂、接枝單體和引發(fā)劑，于低速混合機中，控制轉速100r/min，于室溫混合3-4分鐘，再用同向雙螺桿擠出機，控制轉速200r/min，擠出溫度為160_190°C，擠出造粒，制得聚乙纟布接枝單體母料；
所述的基質樹脂是，按重量百分比由40-70%的高密度聚乙烯(HDPE)、0-10%的低密度聚乙烯(LDPE)、20-50%的線性低密度聚乙烯(LLDPE)和10-20%的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)組成；
所述的接枝單體是馬來酸酐(ΜΑΗ)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)或苯乙烯(St);優(yōu)選的，接枝單體是馬來酸酐(MAH);接枝單體的用量為基質樹脂重量的1.0-2.0% ；
所述的引發(fā)劑是二叔丁基過氧化物(DTBP)、過氧化二異丙苯(DCP)或過氧化苯甲酰(BPO);優(yōu)選的，引發(fā)劑是二叔丁基過氧化物(DTBP);引發(fā)劑的用量為基質樹脂重量的0.10-0.20% ；
2)取20-40份聚乙烯接枝單體母料、15-30份高密度聚乙烯、0_10份低密度聚乙烯、20-50份線性低密度聚乙烯、5-35份增粘劑，得混合物，然后加入混合物總重量0.1-1%的抗氧劑，于高速混合機中，控制轉速400r/min，于室溫混合2_3分鐘，再用同向雙螺桿擠出機，控制轉速350r/min，擠出溫度為170_190°C，擠出造粒，得到目標產物3PE防腐管道用膠粘劑；
所述的增粘劑是乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、以聚苯乙烯為末端段以聚丁二烯加氫得到的乙烯-丁烯共聚物為中間彈性嵌段的線性三嵌共聚物(SEBS)或三元乙丙橡膠(EPDM)的一種或兩種以上的混合；優(yōu)選的，增粘劑是乙烯-辛烯共聚物(POE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的混合物。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明以PE為基質樹脂，通過擠出反應在聚乙烯分子鏈上接枝帶有極性官能團的單體。通過本發(fā)明的方法制備的膠粘劑，其活性基團(酸酐)與環(huán)氧底漆的環(huán)氧基團反應形成化學鍵合，又以其PE基質與面層PE相容，從而使底層和面層牢固地粘接到一起，產品粘結強度好、物性及其它性能全面達到或超過GB/T23257-2009標準和DIN30670標準。本發(fā)明的方法特別采用二叔丁基過氧化物(DTBP)為引發(fā)劑，確保產品熱分解無味，同時極大地降低了接枝單體馬來酸酐的用量，從而減少了對環(huán)境的污染和對操作人員健康的傷害。本發(fā)明的方法配方簡單，設備簡單，方法易于操作。
【具體實施方式】
[0007]實施例1 3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法 (一)制備聚乙烯接枝馬來酸酐母料(PE-g-MAH母料)
O配方
基質樹脂:按重量百分比，由65% HDPE、25% LLDPE和10% EVA組成； 接枝單體:馬來酸酐(MAH)，用量為基質樹脂的1.3% ；
引發(fā)劑:二叔丁基過氧化物(DTBP)，用量為基質樹脂的0.13%。
[0008]2)反應擠出工藝
將基質樹脂、接枝單體和引發(fā)劑依次加入低速混合機中，于室溫、轉速100r/min，混合3-4min，用同向雙螺桿擠出機(75型，長/徑比為40)，各段溫度依次設定為175°C，180°C，185°C，190°C，190°C，190°C，185°C，185°C，180°C和 175°C，螺桿轉速為 200r/min，擠出、拉條、水冷、鼓風吹干、切粒、真空干燥、得到聚乙烯接枝馬來酸酐母料(PE-g-MAH母料)。
[0009](二)制備3PE防腐管道用膠粘劑 O配方:見表1
2)反應擠出工藝
按表1的配方將各原料依次加入高速混合機中，于室溫，轉速400r/min，混合2_3分鐘，采用同向雙螺桿擠出機(75型，長/徑比為40)，各段溫度依次設定為175°C，180°C，185°C，190 V，190 V，190 V，185 V，185 V，180 V 和 175 V，螺桿轉速為 350r/min，擠出、拉條、水冷、鼓風吹干，切粒、真空干燥、均化、包裝，得到3PE防腐管道用膠粘劑。
[0010](三)產品檢測結果見表1。
[0011]實施例2 3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法(一)制備聚乙烯接枝馬來酸酐母料(PE-g-MAH母料)
O配方
基質樹脂:按重量百分比，由70% HDPE、20% LLDPE和10% EVA組成；
接枝單體:馬來酸酐(MAH)，用量為基質樹脂的1.5% ；
引發(fā)劑:二叔丁基過氧化物(DTBP)，用量為基質樹脂的0.15%。
[0012]2)反應擠出工藝:同實施例1。
[0013](二)制備3PE防腐管道用膠粘劑 O配方:見表1
2)反應擠出工藝:同實施例1。
[0014](三)產品檢測結果見表1。
[0015]表1
【權利要求】
1.一種3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法，其特征在于方法如下: 1)將基質樹脂、接枝單體和引發(fā)劑，于低速混合機中混勻，再用雙螺桿擠出機擠出造粒，制得聚乙烯接枝單體母料；所述的基質樹脂是，按重量百分比由40-70%的高密度聚乙烯、0-10%的低密度聚乙烯、20-50%的線性低密度聚乙烯和10-20%的乙烯-醋酸乙烯共聚物組成； 2)取20-40份聚乙烯接枝單體母料、15-30份高密度聚乙烯、0_10份低密度聚乙烯、20-50份線性低密度聚乙烯和5-35份增粘劑，得混合物，然后加入混合物總重量0.1-1%的抗氧劑，于高速混合機中混勻，再以雙螺桿擠出機擠出造粒，得到目標產物3PE防腐管道用膠粘劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法，其特征在于:接枝單體的用量為基質樹脂重量的1.0-2.0% ;引發(fā)劑的用量為基質樹脂重量的0.10-0.20%。
3.根據(jù)權利要求1所述的3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法，其特征在于:步驟I)中，低速混合機的轉速為100r/min，于室溫混合3_4分鐘；所用雙螺桿擠出機轉速為200r/min，擠出溫度為160-190°C。
4.根據(jù)權利要求1所述的3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法，其特征在于:步驟2)中，高速混合機的轉速為400r/min，于室溫混合2_3分鐘；所用雙螺桿擠出機轉速為350r/min，擠出溫度為170-190°C。
5.根據(jù)權利要求1-4所述的任一3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述的接枝單體是馬來酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯或苯乙烯。
6.根據(jù)權利要求5所述的3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述的接枝單體是馬來酸酐。.
7.根據(jù)權利要求1-4所述的任一3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述的引發(fā)劑是二叔丁基過氧化物、過氧化二異丙苯或過氧化苯甲酰。
8.根據(jù)權利要求7所述的3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述的引發(fā)劑是二叔丁基過氧化物。
9.根據(jù)權利要求1-4所述的任一3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述的增粘劑是乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、以聚苯乙烯為末端段以聚丁二烯加氫得到的乙烯-丁烯共聚物為中間彈性嵌段的線性三嵌共聚物、或三元乙丙橡膠的一種或兩種以上的混合。
10.根據(jù)權利要求9所述的3PE防腐管道用膠粘劑的制備方法，其特征在于:所述的增粘劑是乙烯-辛烯共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物。
【文檔編號】C09J123/08GK103468180SQ201310417116
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權日:2013年9月13日
【發(fā)明者】徐祥明, 郭銘, 張圣國, 龐德仁 申請人:遼陽康達塑膠樹脂有限公司