一种低加工温度粘接树脂及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种低加工温度粘接树脂及其制备方法与应用，该低加工温度粘接树脂由接枝高压聚乙烯20～30重量份、高压聚乙烯20～30重量份、聚烯烃弹性体20～30重量份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物5～10重量份、聚乙烯醇缩丁醛10～20重量份、聚乙烯蜡1～5重量份和抗氧剂0.1～0.5重量份制备得到。本发明的低加工温度粘接树脂外观为乳白色颗粒状，性能稳定，与钢材的粘接力高，剥离强度达到300N/cm以上；本发明提供的粘接树脂价格便宜，能完全替代EAA，可以给钢衬聚乙烯管行业带来非常客观的经济效益和社会效益。
【专利说明】一种低加工温度粘接树脂及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子胶粘剂领域，具体涉及一种低加工温度粘接树脂及其制备方法与应用，该低加工温度粘接树脂尤其适合应用于钢衬聚乙烯管中。
【背景技术】
[0002]钢衬聚乙烯管是在普通钢管里面内衬一层聚乙烯，由于聚乙烯性能稳定，且是整体一次内衬，所以该复合管具有无接缝，耐腐蚀，传输介质不与金属接触等优点，目前在国内应用广泛。钢管内表面与聚乙烯之间需要靠一层粘接树脂进行粘接，由于其加工工艺的要求，粘接树脂的加工温度一般要求在ioo°c左右。目前，行业内主要用乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)作为粘接树脂，但EAA在国内供应紧张，且价格昂贵，因此，迫切需要一种能替代EAA的粘接树脂。
【发明内容】
[0003]为了克服现有钢衬聚乙烯管粘接树脂——EAA供应紧张、价格昂贵的缺陷，本发明的首要目的在于提供一种低加工温度粘接树脂，用于替代EAA。
[0004]本发明的另一目的在于提供上述低加工温度粘接树脂的制备方法。本发明的粘接树脂采用两步法完成:第一步通过反应挤出技术制得接枝高压聚乙烯(接枝LDPE)，第二步将制得的接枝LDPE与其他组分进行有效复配，得到最后的粘接树脂。
[0005]本发明的再一目的在于提供上述低加工温度粘接树脂的用途。
[0006]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0007]—种低加工温度粘接树脂，该低加工温度粘接树脂是由以下按重量份数计的原料制备得到:
[0008]
接枝高压聚乙烯(接枝LDPE)20~30份
高压聚乙烯(LDPE)20~30份
聚烯烃弹性体(POE)20~30份
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS) 5~10份
[0009]
聚乙烯醇缩丁醛(PVB)10~20份
聚乙烯蜡I~5份
抗氧剂0.1~0.5份；
[0010]所述的接枝高压聚乙烯由以下方法制备得到:
[0011]将I~5份极性单体、0.1~0.5份引发剂溶解在丙酮中，然后与100份高压聚乙烯(LDPE)混合，最后通过挤出机反应挤出，得到接枝高压聚乙烯；所述份数为重量份数。
[0012]所述的极性单体为马来酸酐(ΜΑΗ)、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酰胺或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)中的一种，更加优选为马来酸酐(MAH)；
[0013]所述引发剂为过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(ΒΡ0)、过氧化二叔丁基、叔丁基过氧化氢或异丙苯过氧化氢中的一种以上；
[0014]所述高压聚乙烯的熔体流动速率(MI)为7_50g/10min ；
[0015]所述丙酮的质量是极性单体与引发剂质量之和；
[0016]所述挤出机的加工温度为160_180°C。
[0017]所述聚烯烃弹性体的MI值为0.5-20g/10min ；
[0018]所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的苯乙烯(S)和丁二烯(B)的比例S/B=30/70-40/60 ；
[0019]所述聚乙烯醇缩丁醛的粘度为5-30S。
[0020]所述聚乙烯蜡的重均分子量为1000-3000。
[0021]所述的抗氧剂是巴斯夫公司产品，为168、1010、B215或B225中的一种以上。
[0022]上述的低加工温度粘接树脂的制备方法，包括以下步骤:
[0023]将接枝高压聚乙烯、高压聚乙烯、聚烯烃弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯蜡和抗氧剂混合均匀，通过挤出机造粒，得到低加工温度粘接树脂；所述份数为重量份数。
[0024]所述挤出机的反应`温度为160~200°C。
[0025]上述的低加工温度粘接树脂在钢衬聚乙烯管中的应用。
[0026]本发明的原理是:用于第一步接枝的LDPE和第二步复配的LDPE是PE三大体系(HDPE，LLDPE, LDPE)中熔点最低的，加工温度低；而POE的熔点更低，能进一步降低体系的加工温度；SBS作为体系的增粘树脂，能进一步提高粘接力；本发明的最大创新点是引入PVB, PVB的软化温度非常低，只有60-65°C，单独使用时，对钢材的粘接力非常有限，但在本发明的配方体系中，通过引入PVB能产生明显的协同效应，显著提高体系的低温粘接性。
[0027]本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0028]1、本发明的低加工温度粘接树脂外观为乳白色颗粒状，性能稳定，加工温度低，与钢材的粘接力高，剥离强度达到300N/cm以上。
[0029]2、本发明提供的粘接树脂价格便宜，能完全替代EAA，可以给钢衬聚乙烯管行业带来非常客观的经济效益和社会效益。
【具体实施方式】
[0030]下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0031]实施例1
[0032]一种低加工温度粘接树脂的制备方法，包括以下步骤:
[0033](I)将3份马来酸酐、0.1份过氧化二异丙苯(DCP)溶解在3.1份丙酮中，然后与100份LDPE(MI=7g/10min) —起加入到高速混合机中混合均匀，最后通过双螺杆挤出机反应挤出，加工温度为180°C ;得到接枝LDPE ;所述份数是重量份数；
[0034](2)将接枝 LDPE30 重量份、LDPE (MI=50g/10min) 30 重量份、POE (MI=0.5g/10min)20 重量份、SBS (S/B=30/70) 9 重量份、PVBlO 重量份(粘度为 5S)、聚乙烯蜡(重均分子量为3000) I重量份和抗氧剂B215 (巴斯夫公司)0.3重量份一起加入到高速混合机中，混合均匀，通过双螺杆挤出机共混造粒，双螺杆挤出机的加工温度为160°C，得到用于钢衬聚乙烯管的低加工温度粘接树脂。
[0035]实施例2
[0036]一种低加工温度粘接树脂的制备方法，包括以下步骤:
[0037](I)将1份甲基丙烯酸、0.1份过氧化苯甲酰(BPO)、0.2份过氧化二叔丁基溶解在
1.3份丙酮中，然后与100份LDPE(MI=50g/10min) —起加入到高速混合机中混合均匀，最后通过双螺杆挤出机反应挤出，加工温度为170°C ;得到接枝LDPE ;所述份数是重量份数；
[0038](2)将接枝 LDPE25 重量份、LDPE (MI=7g/10min) 25 重量份、POE (MI=6g/10min) 25 重量份、SBS(S/B=30/70)7重量份、PVB15重量份(粘度为15S)、聚乙烯蜡(重均分子量为2000)3重量份、抗氧剂1010 (巴斯夫公司)0.1重量份和抗氧剂168 (巴斯夫公司)0.3重量份一起加入到高速混合机中，混合均匀，通过双螺杆挤出机共混造粒，双螺杆挤出机的加工温度为180°C，得到用于钢衬聚乙烯管的低加工温度粘接树脂。
[0039]实施例3
[0040]一种低加工温度粘接树脂的制备方法，包括以下步骤:
[0041](I)将5份丙烯酰胺、0.2份叔丁基过氧化氢、0.3份异丙苯过氧化氢溶解在5.5份丙酮中，然后与100份LDPE(MI=50g/10min) —起加入到高速混合机中混合均匀，最后通过双螺杆挤出机反应挤出，加工温度为160°C ;得到接枝LDPE ;所述份数是重量份数；
[0042](2)将接枝 LDPE20` 重量份、LDPE (MI=7g/10min) 20 重量份、POE (MI=20g/10min) 30重量份、SBS(S/B=40/60)5重量份、PVB20重量份(粘度为30S)、聚乙烯蜡(重均分子量为1000) 5重量份和抗氧剂B225 (巴斯夫公司)0.3重量份一起加入到高速混合机中，混合均匀，通过双螺杆挤出机共混造粒，双螺杆挤出机的加工温度为200°C，得到用于钢衬聚乙烯管的低加工温度粘接树脂。
[0043]对比例:
[0044](I)将5份丙烯酰胺、0.2份叔丁基过氧化氢、0.3份异丙苯过氧化氢溶解在5.5份丙酮中，然后与100份LDPE(MI=50g/10min) —起加入到高速混合机中混合均匀，最后通过双螺杆挤出机反应挤出，加工温度为160°C ;得到接枝LDPE ;所述份数是重量份数；
[0045](2)将接枝 LDPE20 重量份、LDPE (MI=7g/10min) 40 重量份、POE (MI=20g/10min) 30重量份、SBS(S/B=40/60)5重量份、聚乙烯蜡(重均分子量为1000) 5重量份和抗氧剂B225(巴斯夫公司)0.3重量份一起加入到高速混合机中，混合均匀，通过双螺杆挤出机共混造粒，双螺杆挤出机的加工温度为200°C，得到用于钢衬聚乙烯管的低加工温度粘接树脂。
[0046]将实施例1~3和对比例得到的粘接树脂用DSC法检测熔点，按标准GB/T2790与钢板进行粘接性测试，测试结果如表1。
[0047]表1实施例1~3和对比例所得粘接树脂的测试结果[0048]
【权利要求】
1.一种低加工温度粘接树脂，其特征在于:该低加工温度粘接树脂是由以下按重量份数计的原料制备得到:接枝高ffi聚乙烯20~30份高压聚乙烯20~30份聚烯烃弹性体20~30份
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 5~10份聚乙烯醇缩丁醛10~20份 聚乙烯蜡1~5份抗氧剂0.1~0.5份； 所述的接枝高压聚乙烯由以下方法制备得到: 将I~5份极性单体、0.1~0.5份引发剂溶解在丙酮中，然后与100份高压聚乙烯混合，最后通过挤出机反应挤出，得到接枝高压聚乙烯；所述份数为重量份数。
2.根据权利要求1所述的低加工温度粘接树脂，其特征在于: 所述的极性单体为马来酸酐、甲基丙烯 酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸、丙烯酰胺或甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种； 所述引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、叔丁基过氧化氢或异丙苯过氧化氢中的一种以上。
3.根据权利要求2所述的低加工温度粘接树脂，其特征在于:所述的极性单体为马来酸酐。
4.根据权利要求2所述的低加工温度粘接树脂，其特征在于: 所述高压聚乙烯的熔体流动速率为7-50g/10min ； 所述丙酮的质量是极性单体与引发剂质量之和； 所述挤出机的加工温度为160-180°C。
5.根据权利要求1所述的低加工温度粘接树脂，其特征在于: 所述聚烯烃弹性体的MI值为0.5-20g/10min ；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的苯乙烯和丁二烯的比例30/70-40/60 ； 所述聚乙烯醇缩丁醛的粘度为5-30S。
6.根据权利要求1所述的低加工温度粘接树脂，其特征在于:所述聚乙烯蜡的重均分子量为 1000-3000。
7.根据权利要求1所述的低加工温度粘接树脂，其特征在于:所述的抗氧剂为168、1010、B215或B225中的一种以上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的低加工温度粘接树脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 将接枝高压聚乙烯、高压聚乙烯、聚烯烃弹性体、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯蜡和抗氧剂混合均匀，通过挤出机造粒，得到低加工温度粘接树脂；所述份数为重量份数。
9.根据权利要求8所述的低加工温度粘接树脂的制备方法，其特征在于:所述挤出机的反应温度为160~200°C。
10.权利要求1-7任一项所述的低`加工温度粘接树脂在钢衬聚乙烯管中的应用。
【文档编号】C08F220/56GK103709974SQ201310754298
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】匡俊杰, 游华燕, 池晓明, 毛日辉, 韩兴云, 诸泉, 蒋文真 申请人:广州市合诚化学有限公司