3pe防腐管道用胶粘剂的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法。将基质树脂、接枝单体和引发剂，于低速混合机混匀，再用双螺杆挤出机挤出造粒，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份线性低密度聚乙烯、5-35份增粘剂，得混合物，然后加入混合物总重量0.1-1%的抗氧剂，于高速混合机中混匀，再以双螺杆挤出机挤出造粒，得到目标产物3PE防腐管道用胶粘剂。本发明配方工艺简单，产品性价比高，适于大规模连续批量生产，接枝单体及引发剂添加量少，对环境污染显著降低，具有广阔的应用前景。
【专利说明】3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于胶粘剂领域，特别涉及一种用于3PE防腐管道的胶粘剂制备方法。
【背景技术】
[0002]随着我国的西气东输，有近4000公里的管道需采用三层PE外防腐涂层技术的3PE防腐管道。其结构是:埋地钢管的底层为熔结环氧粉末(FBE)得到的环氧底漆，中间层为胶粘剂，面层为挤塑聚乙烯。环氧底漆的作用是与钢管表面直接粘结，形成牢固的涂膜，具有耐化学腐蚀和抗阴极剥离的性能；中间层胶粘剂使底、面层粘结到一起；面层PE对钢管表面起到机械保护与防腐蚀、绝缘、防透水(气)的作用。通常三层PE防腐的埋地钢管使用寿命达到50年，即被认为是目前国际上最先进的管道外防腐技术，而其中胶粘剂也起到关键作用。
[0003]现有中间层胶粘剂存在的问题是:①现有的制备方法有熔融接枝、溶液接枝、固相接枝、溶剂热合接枝、热引发接枝、辐射和等离子体方法接枝等，这些方法复杂，不适于批量生产所采用的配方较复杂，组分过多，特别是所用的接枝单体马来酸酐(MAH)用量太大，高达5%，所用的过氧化物引发剂为过氧化二异丙苯(DCP)，不仅用量大(0.5%)，而且受热后的分解产物具有明显臭味，既不利于环保也不利于人们的身心健康。③制备过程中需要添加流平剂来调整熔体粘度，使产品的熔体指数在6-10左右，结果导致胶粘剂只能用于喷涂工艺，无法用于缠绕包覆工艺，况且PE热熔胶粉末的制备也相当麻烦。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针 对现有技术存在的问题，提供一种3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法。本发明的方法生产配方简化、工艺设备简单、产品粘结强度好、物性及其它性能全面达到或超过GB/T23257-2009标准和DIN30670标准，产品性价比更高。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法，方法如下:
I)将基质树脂、接枝单体和引发剂，于低速混合机中，控制转速100r/min，于室温混合3-4分钟，再用同向双螺杆挤出机，控制转速200r/min，挤出温度为160_190°C，挤出造粒，制得聚乙纟布接枝单体母料；
所述的基质树脂是，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%的线性低密度聚乙烯(LLDPE)和10-20%的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)组成；
所述的接枝单体是马来酸酐(ΜΑΗ)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)或苯乙烯(St);优选的，接枝单体是马来酸酐(MAH);接枝单体的用量为基质树脂重量的1.0-2.0% ；
所述的引发剂是二叔丁基过氧化物(DTBP)、过氧化二异丙苯(DCP)或过氧化苯甲酰(BPO);优选的，引发剂是二叔丁基过氧化物(DTBP);引发剂的用量为基质树脂重量的0.10-0.20% ；
2)取20-40份聚乙烯接枝单体母料、15-30份高密度聚乙烯、0_10份低密度聚乙烯、20-50份线性低密度聚乙烯、5-35份增粘剂，得混合物，然后加入混合物总重量0.1-1%的抗氧剂，于高速混合机中，控制转速400r/min，于室温混合2_3分钟，再用同向双螺杆挤出机，控制转速350r/min，挤出温度为170_190°C，挤出造粒，得到目标产物3PE防腐管道用胶粘剂；
所述的增粘剂是乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、以聚苯乙烯为末端段以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物(SEBS)或三元乙丙橡胶(EPDM)的一种或两种以上的混合；优选的，增粘剂是乙烯-辛烯共聚物(POE)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的混合物。
[0006]本发明的有益效果是:本发明以PE为基质树脂，通过挤出反应在聚乙烯分子链上接枝带有极性官能团的单体。通过本发明的方法制备的胶粘剂，其活性基团(酸酐)与环氧底漆的环氧基团反应形成化学键合，又以其PE基质与面层PE相容，从而使底层和面层牢固地粘接到一起，产品粘结强度好、物性及其它性能全面达到或超过GB/T23257-2009标准和DIN30670标准。本发明的方法特别采用二叔丁基过氧化物(DTBP)为引发剂，确保产品热分解无味，同时极大地降低了接枝单体马来酸酐的用量，从而减少了对环境的污染和对操作人员健康的伤害。本发明的方法配方简单，设备简单，方法易于操作。
【具体实施方式】
[0007]实施例1 3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法 (一)制备聚乙烯接枝马来酸酐母料(PE-g-MAH母料)
O配方
基质树脂:按重量百分比，由65% HDPE、25% LLDPE和10% EVA组成； 接枝单体:马来酸酐(MAH)，用量为基质树脂的1.3% ；
引发剂:二叔丁基过氧化物(DTBP)，用量为基质树脂的0.13%。
[0008]2)反应挤出工艺
将基质树脂、接枝单体和引发剂依次加入低速混合机中，于室温、转速100r/min，混合3-4min，用同向双螺杆挤出机(75型，长/径比为40)，各段温度依次设定为175°C，180°C，185°C，190°C，190°C，190°C，185°C，185°C，180°C和 175°C，螺杆转速为 200r/min，挤出、拉条、水冷、鼓风吹干、切粒、真空干燥、得到聚乙烯接枝马来酸酐母料(PE-g-MAH母料)。
[0009](二)制备3PE防腐管道用胶粘剂 O配方:见表1
2)反应挤出工艺
按表1的配方将各原料依次加入高速混合机中，于室温，转速400r/min，混合2_3分钟，采用同向双螺杆挤出机(75型，长/径比为40)，各段温度依次设定为175°C，180°C，185°C，190 V，190 V，190 V，185 V，185 V，180 V 和 175 V，螺杆转速为 350r/min，挤出、拉条、水冷、鼓风吹干，切粒、真空干燥、均化、包装，得到3PE防腐管道用胶粘剂。
[0010](三)产品检测结果见表1。
[0011]实施例2 3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法(一)制备聚乙烯接枝马来酸酐母料(PE-g-MAH母料)
O配方
基质树脂:按重量百分比，由70% HDPE、20% LLDPE和10% EVA组成；
接枝单体:马来酸酐(MAH)，用量为基质树脂的1.5% ；
引发剂:二叔丁基过氧化物(DTBP)，用量为基质树脂的0.15%。
[0012]2)反应挤出工艺:同实施例1。
[0013](二)制备3PE防腐管道用胶粘剂 O配方:见表1
2)反应挤出工艺:同实施例1。
[0014](三)产品检测结果见表1。
[0015]表1
【权利要求】
1.一种3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法，其特征在于方法如下: 1)将基质树脂、接枝单体和引发剂，于低速混合机中混匀，再用双螺杆挤出机挤出造粒，制得聚乙烯接枝单体母料；所述的基质树脂是，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%的线性低密度聚乙烯和10-20%的乙烯-醋酸乙烯共聚物组成； 2)取20-40份聚乙烯接枝单体母料、15-30份高密度聚乙烯、0_10份低密度聚乙烯、20-50份线性低密度聚乙烯和5-35份增粘剂，得混合物，然后加入混合物总重量0.1-1%的抗氧剂，于高速混合机中混匀，再以双螺杆挤出机挤出造粒，得到目标产物3PE防腐管道用胶粘剂。
2.根据权利要求1所述的3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法，其特征在于:接枝单体的用量为基质树脂重量的1.0-2.0% ;引发剂的用量为基质树脂重量的0.10-0.20%。
3.根据权利要求1所述的3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法，其特征在于:步骤I)中，低速混合机的转速为100r/min，于室温混合3_4分钟；所用双螺杆挤出机转速为200r/min，挤出温度为160-190°C。
4.根据权利要求1所述的3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法，其特征在于:步骤2)中，高速混合机的转速为400r/min，于室温混合2_3分钟；所用双螺杆挤出机转速为350r/min，挤出温度为170-190°C。
5.根据权利要求1-4所述的任一3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法，其特征在于:所述的接枝单体是马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯或苯乙烯。
6.根据权利要求5所述的3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法，其特征在于:所述的接枝单体是马来酸酐。.
7.根据权利要求1-4所述的任一3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法，其特征在于:所述的引发剂是二叔丁基过氧化物、过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酰。
8.根据权利要求7所述的3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法，其特征在于:所述的引发剂是二叔丁基过氧化物。
9.根据权利要求1-4所述的任一3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法，其特征在于:所述的增粘剂是乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、以聚苯乙烯为末端段以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物、或三元乙丙橡胶的一种或两种以上的混合。
10.根据权利要求9所述的3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法，其特征在于:所述的增粘剂是乙烯-辛烯共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物的混合物。
【文档编号】C09J123/08GK103468180SQ201310417116
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】徐祥明, 郭铭, 张圣国, 庞德仁 申请人:辽阳康达塑胶树脂有限公司