本发明属于高分子技术领域，具体涉及一种新型的钢带增强高密度聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂及其制备方法。
背景技术：
塑料埋地排水管主要分为输送污水的排污管道和输送雨水的排雨水管道。该管道的主要钢带增强高密度聚乙烯螺旋波纹管(以下简称“mrp管”，mrp管是一种具有广阔应用前景的新型化学建材，适用于介质长期温度不大于45℃的雨水、污水及废水排放系统等排水管道工程。
该种管材的结构特点是，以高密度聚乙烯为基体(内外层)，将表面涂敷粘接树脂的钢带成型为波形而作为主要支撑结构，并与聚乙烯材料缠绕复合，形成整体的螺旋波纹管。这就意味着，该管材可将钢材的高刚度、高强度和塑料的耐腐蚀、耐磨损和柔韧性等优良特性有机地结合起来。作为钢与塑料的完美结合体，mrp管除保留了许多塑料排水管的优点，如可靠的密封性、工作寿命长、柔韧性好、耐磨、重量轻及安装简便快捷等外，同时还具有高环刚度，最大环刚度很难超过sn8。但新结构的管材却很容易达到sn8、sn12.5及sn16，甚至更高。此外，这种以u形钢带为中间层，内外层为聚乙烯塑料的钢塑结构壁复合管的防腐性能也非常好，因而它非常适合用于各种恶劣的环境。
塑料埋地排水管主要用于水的输送，但是一般市面上的聚乙烯钢管，使用一段时间后就会出现裂纹等现象，使得使用时的风险增大。这主要是因为：一、粘接树脂剪切强度、剥离强度等性能不好，当温度发生变化时，出现剥落或者滑移等现象；二、粘接树脂的粘接强度不够，特别是对于难粘材料聚乙烯来说；三、粘接树脂的阻隔密封性能差。
技术实现要素：
为了克服现有技术中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种新型的钢带增强高密度聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂及其制备方法。所述粘结树脂具有高强度、阻隔性能，可作为钢带增强高密度聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂；解决了现有钢带增强高密度聚乙烯螺旋波纹管由于粘接树脂性能问题而影响其适用的问题。
为了实现上述目的以及其他相关目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种粘接树脂，以重量份数计，其制备原料包括：聚氨酯30～50份，马来酸酐接枝聚乙烯5～20份，聚丙烯5～20份，增粘树脂5～15份，无机填料5～10份，抗氧剂0.1～0.5份。
优选地，所述聚氨酯(聚氨基甲酸酯)的数均分子量≥3000。
优选地，所述马来酸酐接枝聚乙烯是由马来酸酐与基础树脂聚乙烯发生热引发接枝反应生成。所述马来酸酐接枝聚乙烯中马来酸酐的接枝率为0.5～1％。所述马来酸酐接枝聚乙烯的数均分子量为1000～6000。
优选地，所述聚丙烯选自无规聚丙烯、间规聚丙烯中的任一种或多种。
所述聚丙烯分子中含有甲基，按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯；若甲基无秩序地分布在分子主链的两侧称无规聚丙烯；当甲基交替排列在主链的两侧称间规聚丙烯。所述无规聚丙烯的共聚单体常见为丙烯与乙烯，乙烯其含量在1-10％范围内。
优选地，所述聚丙烯的数均分子量为8000～20000。所述聚丙烯在190℃，2.16kg下的熔融指数为6～12g/10min。
优选地，所述增粘树脂为萜烯树脂，所述萜烯树脂在190℃，0.2kg下的熔融指数为40～44g/10min。
优选地，所述萜烯树脂为聚α-蒎烯树脂。
优选地，所述无机填料选自氧化锌、滑石粉、碳酸钙或二氧化硅中的任一种或多种。
优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂300、抗氧剂330或抗氧剂264中的任一种或多种。
本发明的第二方面，提供了前述粘接树脂的制备方法，包括步骤：
(1)按配比，将聚氨酯、马来酸酐接枝聚乙烯及聚丙烯三组分进行充油处理；
(2)然后加入抗氧剂，在捏合机中高速捏合；
(3)搅拌均匀后依次按照计量加入萜烯树脂、无机填料，继续搅拌捏合；
(4)最后，捏合均匀的热熔胶通过双螺杆挤出机挤出出料，即可获得粘接树脂。
优选地，步骤(1)中，在55～75℃下进行充油处理，30～60分钟。
优选地，步骤(2)中，捏合温度为175～195℃。
优选地，步骤(3)中，捏合温度为175～195℃。
本发明的第三方面，提供了前述粘接树脂在钢带增强高密度聚乙烯螺旋波纹管中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的粘结树脂能在低于基材热收缩温度的情况下进行机械涂敷，并较好地黏附在基材上；又能在高于基材热收缩温度时，随基材的收缩而将基材与钢管粘牢，达到密封和阻隔的目的。(2)本发明粘接树脂具有较高的剪切强度，能够避免热收缩带收缩时出现滑移的现象。(3)对非极性材料(聚乙烯)及极性(钢带)材料均有较好的粘接力。(4)在较宽温度范围内具有较高的剥离强度，以保证管道在使用过程中收缩带不会剥落。同时具有较好的耐低温性能，适用范围广。
具体实施方式
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
实施例1
本实施例中的粘接树脂，以重量份数计，其制备原料包括：聚氨酯50份，马来酸酐接枝聚乙烯15份，聚丙烯15份，萜烯树脂10份，滑石粉2份，碳酸钙4份，氯化锌2份，抗氧剂3000.1份。其中，聚氨酯为德国拜耳ca-138聚氨酯；马来酸酐接枝聚乙烯中马来酸酐的接枝率为1％，所述马来酸酐接枝聚乙烯的数均分子量为6000；聚丙烯为无规聚丙烯，数均分子量为20000，在190℃，2.16kg下的熔融指数为6g/10min；萜烯树脂在190℃，0.2kg下的熔融指数为40g/10min。
本实施例中的粘接树脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按配比，将聚氨酯、马来酸酐接枝聚乙烯及聚丙烯三组分在60℃下进行充油处理，30分钟；
(2)然后加入抗氧剂，在捏合机中高速捏合，温度设为180℃；
(3)搅拌均匀后依次按照计量加入萜烯树脂、无机填料，继续在180℃下高速搅拌捏合；
(4)最后，捏合均匀的热熔胶通过双螺杆挤出机挤出出料，即可获得粘接树脂。
实施例2
本实施例中的粘接树脂，以重量份数计，其制备原料包括：聚氨酯30份，马来酸酐接枝聚乙烯5份，聚丙烯20份，萜烯树脂5份，滑石粉1份，碳酸钙2份，氯化锌2份，抗氧剂2640.5份。其中，聚氨酯为德国拜耳ca-138聚氨酯；马来酸酐接枝聚乙烯中马来酸酐的接枝率为0.5％，所述马来酸酐接枝聚乙烯的数均分子量为1000；聚丙烯为间规聚丙烯，数均分子量为8000，在190℃，2.16kg下的熔融指数为12g/10min；萜烯树脂在190℃，0.2kg下的熔融指数为44g/10min。
本实施例中的粘接树脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按配比，将聚氨酯、马来酸酐接枝聚乙烯及聚丙烯三组分在55℃下进行充油处理，60分钟；
(2)然后加入抗氧剂，在捏合机中高速捏合，温度设为175℃；
(3)搅拌均匀后依次按照计量加入萜烯树脂、无机填料，继续在175℃下高速搅拌捏合；
(4)最后，捏合均匀的热熔胶通过双螺杆挤出机挤出出料，即可获得粘接树脂。
实施例3
本实施例中的粘接树脂，以重量份数计，其制备原料包括：聚氨酯40份，马来酸酐接枝聚乙烯20份，聚丙烯5份，萜烯树脂15份，滑石粉4份，碳酸钙4份，氯化锌2份，抗氧剂3300.2份。其中，聚氨酯为德国拜耳ca-138聚氨酯；马来酸酐接枝聚乙烯中马来酸酐的接枝率为0.8％，所述马来酸酐接枝聚乙烯的数均分子量为4000；聚丙烯为无规聚丙烯，数均分子量为10000，在190℃，2.16kg下的熔融指数为10g/10min；萜烯树脂在190℃，0.2kg下的熔融指数为42g/10min。
本实施例中的粘接树脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)按配比，将聚氨酯、马来酸酐接枝聚乙烯及聚丙烯三组分在75℃下进行充油处理，30分钟；
(2)然后加入抗氧剂，在捏合机中高速捏合，温度设为195℃；
(3)搅拌均匀后依次按照计量加入萜烯树脂、无机填料，继续在195℃下高速搅拌捏合；
(4)最后，捏合均匀的热熔胶通过双螺杆挤出机挤出出料，即可获得粘接树脂。
实施例4
将实施例1～3获得的粘接树脂，按标准进行粘接性测试，测试结果如表1。
表1
通过以上本发明实施例制备粘结树脂，依照国家标准gb/t7124-86进行胶粘剂搭接剪切强度的测定(金属对金属)，依照国家标准gb/t15332-94进行热熔胶粘剂环球软化点的测定，本发明粘接树脂环球软化点基本保持在110～116℃之间，拉伸强度基本可以超过21mpa。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。