管道防腐用冷缠压敏胶带的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种管道防腐用冷缠压敏胶带，其不需要底涂料即可应用于钢制管道防腐。此产品包括基膜层和压敏胶层，所述基膜层为高密度聚乙烯片材，厚度为0.1～0.3mm；所述压敏胶层材料配方按重量份数计，包括：40～55份丁基橡胶，20～35份聚异丁烯，10～25份增粘树脂，1～8份增塑体系，0.1～1份抗氧剂，3～6份无机填料，其中增粘树脂为松香甘油酯、C5石油树脂和萜烯树脂中的一种或几种混合物。本发明提供的冷缠压敏胶带无需底涂料，可以直接用于钢制管道防腐，不但避免了底涂料中苯类或汽油类有机溶剂对环境的污染，而且简化了施工工艺，是一种适应于多类管道防腐用的冷缠压敏胶带。
【专利说明】管道防腐用冷缠压敏胶带
【技术领域】
[0001]本发明涉及管道防腐，具体而言，涉及一种管道防腐用冷缠压敏胶带。
【背景技术】
[0002]钢材的腐蚀问题是影响石油行业发展的主要问题之一，解决好管道的防腐问题是实现行业大幅发展以及节能环保的必要条件。在管道防腐领域传统方法主要是采用浙青基胶黏剂作为处理钢质管道的粘结剂，但是随着时间的流逝，浙青胶黏剂的粘结强度逐渐降低，防腐层易被破坏。目前已经有多处正在运行的管线处于急需修补的状态。现有的3PE防腐方式由于施工时需要明火烘烤而不适应于已运行石油管线的修复。因此采用性能优越、使用方便的压敏胶(PSA)已成为有效解决上述问题的方案之一。
[0003]PSA的粘结原理是利用其高分子材料特有的粘弹性行为，使胶体在较小力作用下发生粘性流动，并与被粘物之间形成范德华力，从而产生较高的粘结力。橡胶型PSA是应用最广的一类PSA，由于丁基橡胶和聚异丁烯结构中含有大量规整排列的甲基，故其具有极佳的气密性和电绝缘性能，且耐热性、耐臭氧性、耐老化性和耐化学药品性俱佳。目前以丁基橡胶为基体的冷缠压敏胶带在国外已经有了较为广泛的应用，而在国内主要应用局限于中空玻璃密封胶、汽车密封等行业，将其应用于管道防腐领域是一个较大的突破。
[0004]传统的冷缠胶带，包括改性浙青冷缠带及内外胶带等产品，在防腐施工时都需要涂刷一层溶剂型底涂料，其溶剂主要为苯类或汽油类有机溶剂。该类溶剂在生产，储运，施工等过程中都对环境及人生有一定的损害，不符合环保要求，而且施工相对复杂。
【发明内容】
[0005]本发明解决了现有技术中的不足，提供一种施工时不需要底涂料、粘结性好、防水密闭性优越、防腐效果好且施工方便的用于管道防腐的冷缠压敏胶带。
[0006]本发明的技术方案为:一种管道防腐用冷缠压敏胶带，其特征在于，不需要底涂料即可应用于钢制管道防腐，包括基膜层和压敏胶层，所述基膜层为高密度聚乙烯片材，厚度为0.1~0.3mm ;所述压敏胶层材料配方按重量份数计，包括:40~55份丁基橡胶，20~35份聚异丁烯，10~25份增粘树脂,I~8份增塑体系,0.1~1份抗氧剂,3~6份无机填料，所述增粘树脂为松香甘油酯、C5石油树脂和萜烯树脂中的一种或几种混合物。
[0007]本发明一个最佳实施例，进一步包括，所述增塑体系包括环保芳烃油或邻苯二甲酸二丁酯。
[0008]本发明一个最佳实施例，进一步包括，所述抗氧剂为抗氧剂246与二丁基二硫代氨基甲酸锌的复合抗氧剂。本发明采用这两种复合抗氧剂，它们具有协同作用，无论对热氧化还是光氧化的防老性能都较好。
[0009]本发明一个最佳实施例，进一步包括，所述无机填料为片状滑石粉或平均粒径为
0.1~3μπι的轻质碳酸钙。本发明的配方中采用的是片状滑石粉，片状结构能够显著改善拉伸强度和定伸应力；轻质碳酸钙在配方体系中有减少伸长率和弹性损失的能力，本发明选择平均粒径较小的轻质碳酸钙，粒径越小填料的补强效果越好，拉伸强度、定伸应力、撕裂强度和硬度等性能都较好；而粒径较大的填料对于抗撕裂、耐屈挠和耐磨耗性等会有一定损失。[0010]本发明一个最佳实施例，进一步包括，所述压敏胶层材料配方按重量份数计，包括:50份丁基橡胶，25份聚异丁烯，17份C5石油树脂和萜烯树脂的混合物，4份环保芳烃油，0.5份抗氧剂246与二丁基二硫代氨基甲酸锌的复合抗氧剂，3.5份平均粒径为0.1~3 μ m的轻质碳酸钙。
[0011]本发明一个最佳实施例，进一步包括，一种用于制备本发明所述的管道防腐用冷缠压敏胶带的方法，包括以下几步:
[0012](I)按照压敏胶层材料配方称取各组分，将各组分原料投入密炼机中，加热至130°C，搅拌20分钟，再继续升温至160°C，保温继续搅拌30分钟，得到透明、均匀的粘稠液体；
[0013](2)将步骤(1)中制备的透明、均匀的粘稠液体投入到挤出机中熔融挤出，制得压敏胶；
[0014]( 3 )将步骤(2 )中制备的压敏胶在熔融状态下，通过自动涂布机涂布在高密度聚乙烯片材的基膜上，涂胶量为10~12g/m3 ；
[0015](4)将步骤(3)中的涂过胶的基膜分切成一定宽度的条带状，卷盘制得冷缠压敏胶带。
[0016]本发明的解决了现有技术的缺陷，具有以下有益效果:
[0017]1.本发明提供的冷缠压敏胶带无需底涂料，可以直接用于钢制管道防腐，不但避免了底涂料中苯类或汽油类有机溶剂对环境的污染，而且简化了施工工艺，是一种适应于多类管道防腐用的冷缠压敏胶带。
[0018]2.本发明提供冷缠压敏胶带，该胶带无需明火烘烤施工方便，粘结性和密封性能较好，防腐效果优异，本发明的冷缠压敏胶带能够广泛用于石油管道的防腐修复上，在延长石油管道使用寿命和节省资源方面具有重大的意义。
【具体实施方式】
[0019]为了使相关【技术领域】人员更好地理解本发明，并使本发明的上述优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0020]实施例1
[0021](I)按照压敏胶层材料配方称取各组分:50份丁基橡胶，25份聚异丁烯，17份C5石油树脂和萜烯树脂的混合物，4份环保芳烃油，0.5份抗氧剂246与二丁基二硫代氨基甲酸锌的复合抗氧剂，3.5份平均粒径为0.1~3 μ m的轻质碳酸钙，将各组分原料投入密炼机中，加热至130°C，搅拌20分钟，再继续升温至160°C，保温继续搅拌30分钟，得到透明、均匀的粘稠液体；
[0022](2)将步骤(1)中制备的透明、均匀的粘稠液体投入到挤出机中熔融挤出，制得压敏胶；
[0023]( 3 )将步骤(2 )中制备的压敏胶在熔融状态下，通过自动涂布机涂布在高密度聚乙烯片材的基膜上，涂胶量为10~12g/m3 ；[0024](4)将步骤(3)中的涂过胶的基膜分切成一定宽度的条带状，卷盘制得冷缠压敏胶带。
[0025]实施例2
[0026](I)按照压敏胶层材料配方称取各组分:40份丁基橡胶，35份聚异丁烯，10份松香甘油酯、C5石油树脂的混合物，8份邻苯二甲酸二丁酯，0.5份抗氧剂246与二丁基二硫代氨基甲酸锌的复合抗氧剂，6.5份平均粒径为0.1~3 μ m的轻质碳酸钙，将各组分原料投入密炼机中，加热至130°C，搅拌20分钟，再继续升温至160°C，保温继续搅拌30分钟，得到透明、均匀的粘稠液体；
[0027](2)将步骤(1)中制备的透明、均匀的粘稠液体投入到挤出机中熔融挤出，制得压敏胶；
[0028]( 3 )将步骤(2 )中制备的压敏胶在熔融状态下，通过自动涂布机涂布在高密度聚乙烯片材的基膜上，涂胶量为10~12g/m3 ；
[0029](4)将步骤(3)中的涂过胶的基膜分切成一定宽度的条带状，卷盘制得冷缠压敏胶带。
[0030]实施例3
[0031](I)按照压敏胶层材料配方称取各组分:55份丁基橡胶，20份聚异丁烯，20份C5石油树脂和萜烯树脂的混合物，1份环保芳烃油，0.5份抗氧剂246与二丁基二硫代氨基甲酸锌的复合抗氧剂，3.5份平均粒径为0.1~3 μ m的轻质碳酸钙，将各组分原料投入密炼机中，加热至130°C，搅拌20分钟，再继续升温至160°C，保温继续搅拌30分钟，得到透明、均匀的粘稠液体；
[0032](2)将步骤(1)中制备的透明、均匀的粘稠液体投入到挤出机中熔融挤出，制得压敏胶；
[0033]( 3 )将步骤(2 )中制备的压敏胶在熔融状态下，通过自动涂布机涂布在高密度聚乙烯片材的基膜上，涂胶量为10~12g/m3 ；
[0034](4)将步骤(3)中的涂过胶的基膜分切成一定宽度的条带状，卷盘制得冷缠压敏胶带。
[0035]本发明的冷缠压敏胶带在防腐施工时无需涂刷底涂料，直接冷缠到管道上，由于该冷缠压敏胶带具有很好的自粘性，避免了使用有机溶剂底涂料，同时对钢管表面处理要求比较低，施工便利。
[0036]在制备本发明的冷缠压敏胶带的工艺中，首先于密炼机中将原料温度升至130°C，在此温度下基体树脂能够很好的熔融，继而升高到160°C，同时伴随搅拌。这样不但缩短混合时间，且不会由于温度过高，而加速树脂的熔融以及热氧化。
[0037]性能测试
[0038]对实施例1-3和市售的同类的压敏胶带做性能测试，性能测试的项目包括:基材的拉伸强度、基材的断裂伸长率、对管道的剥离强度、电气强度、体积电阻率、耐热老化性能、吸水率等。
[0039]如表1中所示的检测结果，实施例1的各项性能结果相较于实施例2、3更好，即实施例I为本发明实施例中的最佳实施例。实施例1-3中的压敏胶带基材的拉伸强度21~23MPa，优于基材拉伸强度≥18MPa的标准；断裂伸长率在371~396%，远远高于基材断裂伸长率> 200%的标准，说明本发明的压敏胶带的弹性较大，能够很好的满足防腐施工的缠绕要求，使防腐效果更好。
[0040]本发明的压敏胶带常温对管道的剥离强度可达19N/cm，大于标准15N/cm，在常温下，本发明的压敏胶带对管道的剥离强度较大，说明该压敏胶带的粘结性能优越；吸水率最低仅为0.05%，低于标准0.2%，吸水率越低说明该材料的防水效果越好，缠绕在管道上能够防止水雾渗透，其防腐效果较好；并且通过耐热老化测试后其耐热老化保持率都在90%以上，优于标准75%，说明材料的耐热老化性能较好；该压敏胶带的耐紫外光老化保持率在90%以上，优于标准75%，说明胶带的抗紫外光氧化性能较好，能够满足管道防腐将该胶带暴露在外面，风吹日晒和高温的需求，使该胶带能够持久保持好的防腐效果。 [0041]实施例中的胶带的电气强度均大于30MV/m，体积电阻率≥1Χ1012Ω.π!，其电学性能较好。由表1中的数据可以看出，本发明实施例1-3提供的压敏胶带的各项性能优于市售的相同类的胶带，而且市售胶带的拉伸强度、剥离强度、吸水率和水蒸气渗透率均不达标，这些胶带无法满足在管道防腐方面具有优良效果的要求。
[0042]本发明在压敏胶层配方的改进方面已经从根本上实现了抗阴极剥离性能的提高，能够保证其在正常使用温度下良好的粘结性能，而不降低其它力学、电学、化学等各方面的性能，而且配合性能优良高密度聚乙烯片材的基膜层(厚度0.1~0.3mm)，能够广泛的用于石油管道的防腐修复上，在延长石油管道使用寿命和节省资源方面具有重大的意义。
[0043]本发明的冷缠压敏胶带由于具有很好的自粘性，避免了使用有机溶剂底涂料，同时对钢管表面处理要求比较低，施工便利，目前该类型冷缠压敏胶带在欧美已普遍使用。因此，本发明的管道防腐用冷缠压敏胶带在国内管道防腐行业领域中具有很大的发展空间，也将会带来优异的经济效果。
[0044]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
[0045]表1性能测试结果
[0046]
【权利要求】
1.一种管道防腐用冷缠压敏胶带，其特征在于，不需要底涂料即可应用于钢制管道防腐，包括基膜层和压敏胶层，所述基膜层为高密度聚乙烯片材，厚度为0.1~0.3mm ;所述压敏胶层材料配方按重量份数计，包括:40~55份丁基橡胶，20~35份聚异丁烯，10~25份增粘树脂，I~8份增塑体系，0.1~1份抗氧剂，3~6份无机填料，所述增粘树脂为松香甘油酯、C5石油树脂和萜烯树脂中的一种或几种混合物。
2.根据权利要求1所述的管道防腐用冷缠压敏胶带，其特征在于，所述增塑体系包括环保芳烃油或邻苯二甲酸二丁酯。
3.根据权利要求1所述的管道防腐用冷缠压敏胶带，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂246与二丁基二硫代氨基甲酸锌的复合抗氧剂。
4.根据权利要求1所述的管道防腐用冷缠压敏胶带，其特征在于，所述无机填料为片状滑石粉或平均粒径为0.1~3 μ m的轻质碳酸钙。
5.根据权利要求1-4任一项所述的管道防腐用冷缠压敏胶带，其特征在于，所述压敏胶层材料配方按重量份数计，包括:50份丁基橡胶，25份聚异丁烯，17份C5石油树脂和萜烯树脂的混合物，4份环保芳烃油，0.5份抗氧剂246与二丁基二硫代氨基甲酸锌的复合抗氧剂,3.5份平均粒径为0.1~3 μ m的轻质碳酸钙。
6.一种用于制备权利要求1-5所述的管道防腐用冷缠压敏胶带的方法，其特征在于，其包括以下几步: (1)按照压敏胶层材料配方称取各组分，将各组分原料投入密炼机中，加热至130°C，搅拌20分钟，再继续升温至160°C，保温继续搅拌30分钟，得到透明、均匀的粘稠液体； (2)将步骤(1)中制备的透明、均匀的粘稠液体投入到挤出机中熔融挤出，制得压敏胶； (3 )将步骤(2 )中制备的压敏胶在熔融状态下，通过自动涂布机涂布在高密度聚乙烯片材的基膜上，涂胶量为10~12g/m3 ； (4)将步骤(3)中的涂过胶的基膜分切成一定宽度的条带状，卷盘制得冷缠压敏胶带。
【文档编号】C09J193/04GK103602273SQ201310515952
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】杨军伟, 张志强, 庄向阳, 李凡 申请人:江苏达胜热缩材料有限公司