本发明属于聚合物粘合剂领域,具体涉及一种用于钢衬塑复合管道的热熔胶及其制备方法。
背景技术：
随着我国经济的快速发展和人民生活质量的不断提高，城市的快速发展建设,很多场合需要大型管路输送气体、液体、甚至流态化固体。很多管路输送的气体，液体或液态化固体，本身就是易燃、易腐蚀、易爆物品，这种场合下，对传输管路有较高的要求，如抗燃、防静电、耐磨、耐腐蚀、抗渗漏等。因此，传统的工程规范只能使用铸铁管，或大口径钢管，它的重量大，锈蚀太快，如果考虑到摩擦损耗会导致使用成本太高，所以往往投资很大。钢塑复合管是近年来快速发展的一种新型管道,它以钢管、钢带或钢骨架为基体，与各种类型的塑料(如聚丙烯，聚乙烯，聚氯乙烯，尼龙等)经复合而成。一种优质、高效、高强度、绿色环保、价格适中的新型复合管材。这几年受国家产业政策支持和广大用户认同，发展迅速，市场潜力巨大。它是利用金属的刚性和塑料的耐化学腐蚀性以及塑料管材内壁光滑、积垢少、流体阻力小等优点。因此，钢塑复合管在工农业生产和日常生活以及城市建设中得到了广泛的应用。
钢塑复合管由五层结构组成，其组成由内至外依次为：聚乙烯/热熔胶/钢管或钢带/热熔胶/聚乙烯。烯烃类塑料为非极性物质，若没有热熔胶的参与，金属无法和烯烃类塑料结合在一起。热熔胶不但与聚乙烯等烯烃类塑料有良好的相容性，而且可以实现对钢带的持久性粘结，因此通过热熔胶可以获得理想的复合管材。这种复合结构材料具有极大的普适性，例如衬塑钢塑复合管、三pe、二pe钢塑复合管、铝塑复合管等。但目前制约钢塑复合管发展的一个重要原因就是复合粘结用的专用热熔胶的缺乏，特别是新兴的内衬钢塑复合管领域。而目前应用在pvc类内衬钢塑复合管中的热熔胶虽然对pvc和钢管有较好的粘结作用，但通用性不强，熔点也低，在加工过程中不能达到较为理想的效果且价格也较为昂贵。另外，该类热熔胶产品的流动性较差，影响了涂覆的效率，生产工艺复杂，不利于操作,使工艺成本提高；且有部分产品不能使用于超过1000mm规格管材，致使管材环柔度指标不合格，管材在使用过程中易出现钢管与塑料层脱离现象，严重影响了钢塑复合管的质量。
技术实现要素：
基于上述背景和问题，本发明的目的在于提供一种加工流动性好、粘接强度高、成本低、耐候性好、不受温度限制，较低温度下仍能正常使用、性能稳定的用于钢衬塑复合管道的热熔胶及其制备方法。
为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于钢衬塑复合管道的热熔胶，由以下组分按重量份组成：
基体树脂100份
增粘树脂15-20份
硅烷交联剂1-3份
相容剂0.5-1份
抗氧剂0.5-1.5份
增塑剂0.5-1份
填料20-30份。
进一步，上述的基体树脂由以下组分的重量份数组成:
茂金属聚乙烯60-80份
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物20-40份。
具体地，上述的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的苯乙烯与丁二烯的比值为20/80-40/60。
具体地，上述的增粘树脂为松香改性酚醛树脂。
具体地，上述的硅烷交联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲基硅烷、乙烯基-三-(2-甲基乙氧基)硅烷中的一种或几种。
具体地，上述的相容剂为聚乙烯端基环氧蜡、环氧官能聚烯烃弹性体中的一种或两种。
具体地，上述的抗氧剂为四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中的一种或几种。
具体地，上述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯中的一种或两种。
具体地，上述的填料为碳酸钙、滑石粉、二氧化硅中的一种或几种。
进一步，一种用于钢衬塑复合管道的热熔胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将基体树脂、增粘树脂、硅烷交联剂、相容剂、抗氧剂、增塑剂、填料置于高速分散机中，保持转速800-1200r/min，高速分散20-30min；
(2)将混合均匀后的物料投放进双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的挤出温度为150-210℃，机头180-200℃，双螺杆挤出机转速为150-200r/min；
(3)将步骤(2)得到的粒料冷却后用球磨机粉碎，转速为400-500r/min，球磨时间3-5h；
(4)将步骤(3)得到的物料加入到真空干燥箱中，在70-80℃条件下，干燥4-6h后得到钢衬塑复合管道的热熔胶。
本发明具有的有益效果:
(1)本发明的一种用于钢衬塑复合管道的热熔胶，选用松香改性酚醛树脂具有较好的抗张强度，极性强，具有较强的增粘作用。
(2)本发明的一种用于钢衬塑复合管道的热熔胶，选用的环氧类相容剂能够增加基体树脂和增粘剂的相容性，提高热熔胶的强度，提高胶膜强度与稳定性，能够有效改善基体树脂的流动性、熔融指数，而不降低粘结强度。
(3)本发明一种用于钢衬塑复合管道的热熔胶，粘合力强、耐候性好，热稳定性好、抗老化、抗酸碱、不受温度限制，较低温度下仍能正常使用，对金属和塑料具有较好的粘接性能；制备方法简单，易于操作，成本低。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种用于钢衬塑复合管道的热熔胶，由以下组分按重量份组成：
茂金属聚乙烯70份
苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物30份
松香改性酚醛树脂15份
乙烯基三甲氧基硅烷2份
聚乙烯端基环氧蜡0.5份
四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯1份
邻苯二甲酸二丁酯0.5份
碳酸钙25份。
所用茂金属聚丙烯选自日本三井化学，型号为pn0040；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物选自巴陵石化，型号：1126；增粘树脂松香改性酚醛树脂选自深圳市吉田化工有限公司，型号：bf06；硅烷交联剂乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二甲基硅烷、乙烯基-三-(2-甲基乙氧基)硅烷均选自北京科瑞迪特新材料有限公司；相容剂聚乙烯端基环氧蜡选自杭州海一高分子材料公司，型号：hy-3204；环氧官能聚烯烃弹性体选自杭州海一高分子材料公司，型号：epa-2802g；抗氧剂四[甲基-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯均选自上海恩脉实业有限公司；增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二辛酯均选自广州市中业化工有限公司；填料碳酸钙选自建德市和谐重钙厂，型号:hx-2000、二氧化硅选自寿光市恒泰新材料有限公司，型号：t-220x、滑石粉选自苏州名匠精细化工有限公司，型号m-2000。
一种用于钢衬塑复合管道的热熔胶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将基体树脂、增粘树脂、硅烷交联剂、相容剂、抗氧剂、增塑剂、填料置于高速分散机中，保持转速800-1200r/min，高速分散20-30min；
(2)将混合均匀后的物料投放进双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的挤出温度为150-210℃，机头180-200℃，双螺杆挤出机转速为150-200r/min；
(3)将步骤(2)得到的粒料冷却后用球磨机粉碎，转速为400-500r/min，球磨时间3-5h；
(4)将步骤(3)得到的物料加入到真空干燥箱中，在70-80℃条件下，干燥4-6h后得到钢衬塑复合管道的热熔胶。
实施例2-5和对比例1-3与实施例1基本相同,不同之处如表1
表1
为方便金属与塑料粘接复合应用或者测试，将上述实施例1-5和对比例1-3的各新型热熔胶样品，分别制成厚度为0.10mm的新型热熔胶膜，参考gb/t2790号标准
实施例1-5与对比例1-3各项性能测试结果如表2
表2
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。