一种抗压槽性能优异的粘接树脂及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种抗压槽性能优异的粘接树脂及其制备方法与应用。该粘接树脂由接枝超低密度聚乙烯15～25质量份、线性低密度聚乙烯25～55质量份、聚烯烃弹性体10～30质量份、高抗冲聚苯乙烯10～20质量份、氢化石油树脂5～10质量份和抗氧剂0.1～0.5质量份制备得到。本发明的抗压槽性能优异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280N/20mm以上，抗压槽性能优异，可保障管道顺利施工以及延长管道使用寿命，给钢塑复合管行业带来非常可观的经济效益和社会效益。

权利要求

1.一种抗压槽性能优异的粘接树脂，其特征在于包含以下按质量份数计的成分：接枝超低密度聚乙烯15～25份、线性低密度聚乙烯25～55份、聚烯烃弹性体10～30份、高抗冲聚苯乙烯10～20份、氢化石油树脂5～10份、抗氧剂0.1～0.5份；

所述的接枝超低密度聚乙烯通过如下步骤制备得到：将1～3质量份极性单体和0.1～

0.5质量份引发剂溶解在有机溶剂中，然后与100质量份超低密度聚乙烯混合，通过挤出机反应挤出，得到接枝超低密度聚乙烯。

2.根据权利要求1所述的抗压槽性能优异的粘接树脂，其特征在于包含以下按质量份数计的成分：接枝超低密度聚乙烯15～25份、线性低密度聚乙烯30～40份、聚烯烃弹性体15～25份、高抗冲聚苯乙烯10～15份、氢化石油树脂5～10份、抗氧剂0.3～0.4份。

3.根据权利要求1所述的抗压槽性能优异的粘接树脂，其特征在于：所述的超低密度聚乙烯为在190℃、2.16kg条件下，熔体流动速率＝4～10g/10min、密度＝0.89-0.91g/cc的超低密度聚乙烯；

所述的线性低密度聚乙烯为在190℃、2.16kg条件下，熔体流动速率＝2～7g/10min的线性低密度聚乙烯；

所述的聚烯烃弹性体为在190℃、2.16kg条件下，熔体流动速率＝0.5～20g/10min的聚烯烃弹性体；

所述的高抗冲聚苯乙烯为在200℃、5kg条件下，熔体流动速率＝1～10g/10min的高抗冲聚苯乙烯；

所述的氢化石油树脂为分子量为500～3000的氢化石油树脂。

4.根据权利要求1所述的抗压槽性能优异的粘接树脂，其特征在于：所述的极性单体为马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种以上；

所述的引发剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、叔丁基过氧化氢和异丙苯过氧化氢中的一种以上；

所述的有机溶剂为丙酮；

所述的抗氧剂为168、1010、B215和B225中的一种或至少两种。

5.根据权利要求1所述的抗压槽性能优异的粘接树脂，其特征在于：所述的极性单体的用量为1.5～2.5质量份；

所述的引发剂的用量为0.1～0.3质量份；

所述的有机溶剂的用量为极性单体与所述的引发剂的质量之和。

6.根据权利要求1所述的抗压槽性能优异的粘接树脂，其特征在于：所述的挤出机为双螺杆挤出机；

所述的反应的温度为160-200℃。

7.权利要求1～6任一项所述的抗压槽性能优异的粘接树脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将接枝超低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、高抗冲聚苯乙烯、氢化石油树脂和抗氧剂混合均匀，通过挤出机造粒，得到抗压槽性能优异的粘接树脂。

8.权利要求1～6任一项所述的抗压槽性能优异的粘接树脂在制备钢塑复合管中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述的钢塑复合管为聚乙烯衬钢管或5层结构的PSP钢塑复合管。

说明书

一种抗压槽性能优异的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，具体涉及一种抗压槽性能优异的粘接树脂及其制备方法与应用。

背景技术

[0002] 聚乙烯衬钢管集合了钢管和塑料的特点，具有无接缝，耐腐蚀，刚性好，承压程度高等优点，用于通信线路上还具有屏蔽的作用，目前在国内应用广泛。钢管表面与聚乙烯之间需要靠一层粘接树脂进行粘接，聚乙烯衬钢管的刚性很好，无法缠绕收卷，所以一根聚乙烯衬钢管的长度不会太长，一般为6米。为适应施工需要，还需要从管子中间切开以截取合适的长度，从而也导致接头比较多。一般大管(管径大于63的管子)的连接方式为沟槽(卡箍)连接居多，而沟槽连接则需要对聚乙烯衬钢管管头进行压槽处理，一般压槽深度在3mm-5mm。目前聚乙烯衬钢管在施工中压槽时，大部分管子压槽完之后，聚乙烯管与钢管出现离层甚至聚乙烯管子被压烂的情况，不可否认出现类似情况与施工人员的压槽培训到位与否有较大关系，但是粘接不佳，或压槽过程中胶不耐形变也易导致脱胶开裂。因此也需要从粘接树脂上改善聚乙烯衬钢管的压槽性能，从而获得抗压槽性能优异的聚乙烯衬钢管，保障管道顺利施工以及延长管道使用寿命。

发明内容

[0003] 为了改善现有聚乙烯衬钢管压槽离层问题，本发明的首要目的在于提供一种抗压槽性能优异的粘接树脂，该树脂能改善聚乙烯衬钢管压槽开胶离层的问题。

[0004] 本发明的另一目的在于提供上述抗压槽性能优异的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超低密度聚乙烯(接枝ULDPE)，第二步将制得的接枝ULDPE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所述抗压槽性能优异的粘接树脂的应用。

[0006] 本发明的目的通过下述技术方案实现：一种抗压槽性能优异的粘接树脂，包含以下按质量份数计的成分：接枝超低密度聚乙烯(接枝ULDPE)15～25份、线性低密度聚乙烯(LLDPE)25～55份、聚烯烃弹性体(POE)10～30份、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)10～20份、氢化石油树脂5～10份、抗氧剂0.1～0.5份；更优选包含以下按质量份数计的成分：接枝超低密度聚乙烯20～25份、线性低密度聚乙烯30～40份、聚烯烃弹性体15～25份、高抗冲聚苯乙烯10～15份、氢化石油树脂5～10份、抗氧剂0.3～0.4份。

[0007] 所述的接枝超低密度聚乙烯通过如下步骤制备得到：将1～3质量份极性单体和0.1～0.5质量份引发剂溶解在有机溶剂中，然后与100质量份超低密度聚乙烯(ULDPE)混合，通过挤出机反应挤出，得到接枝超低密度聚乙烯。

[0008] 所述的极性单体优选为马来酸酐(MAH)、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)中的一种以上；更加优选为马来酸酐。

[0009] 所述的极性单体的用量优选为1.5～2.5质量份。

[0010] 所述的引发剂优选为过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO)、过氧化二叔丁基、叔丁基过氧化氢和异丙苯过氧化氢中的一种以上。

[0011] 所述的引发剂的用量优选为0.1～0.3质量份。

[0012] 所述的有机溶剂优选为丙酮。

[0013] 所述的有机溶剂为反应介质，其用量为能使极性单体和引发剂充分溶解，优选相当于所述的极性单体与所述的引发剂的质量之和。

[0014] 所述的超低密度聚乙烯优选为熔体流动速率(MI)为4-10g/10min(190℃、2.16kg)、密度为0.89-0.91g/cc的超低密度聚乙烯；更优选为MI为4-6g/10min(190℃、
2.16kg)、密度为0.89-0.91g/cc的超低密度聚乙烯；如埃克森美孚公司(Exxonmobil)的
4027和4022，陶氏化学(dow)的4404G/4607G，三菱油化的X141。

[0015] 所述的挤出机优选为双螺杆挤出机。

[0016] 所述的反应的温度为160-200℃；优选为170-180℃。

[0017] 所述的线性低密度聚乙烯优选为熔体流动速率(MI)为2-7g/10min(190℃、2.16kg)的线性低密度聚乙烯；如SK的CA100。

[0018] 所述的聚烯烃弹性体优选为MI值为0.5-20g/10min(190℃、2.16kg)的聚烯烃弹性体；更优选为0.5-5g/10min(190℃、2.16kg)的聚烯烃弹性体；如dow的8150/8200和SK的8605L/875L。

[0019] 所述的高抗冲聚苯乙烯优选为MI值在1-10g/10min(200℃、5kg)的高抗冲聚苯乙烯；更优选为3～6g/10min(200℃、5kg)的高抗冲聚苯乙烯；如扬子巴斯夫的2710，奇美的PH88。

[0020] 所述的氢化石油树脂优选为分子量为500-3000的氢化石油树脂；更优选为分子量为2000的氢化石油树脂。

[0021] 所述的抗氧剂是巴斯夫公司产品，为168、1010、B215和B225中的一种或至少两种。

[0022] 上述的抗压槽性能优异的粘接树脂的制备方法，包括以下步骤：将接枝超低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚烯烃弹性体、高抗冲聚苯乙烯、氢化石油树脂和抗氧剂混合均匀，通过挤出机造粒，得到抗压槽性能优异的粘接树脂。

[0023] 所述的挤出机优选为双螺杆挤出机。

[0024] 所述的挤出机的反应温度为160～200℃；优选为170-190℃。

[0025] 上述的抗压槽性能优异的粘接树脂在制备钢塑复合管中的应用。

[0026] 所述的钢塑复合管优选为聚乙烯衬钢管或5层结构的PSP钢塑复合管。

[0027] 所述的抗压槽性能优异的粘接树脂在制备钢塑复合管中的应用，包括如下步骤：

[0028] 当所述的钢塑复合管为聚乙烯衬钢管时，将所述的粘接树脂均匀的涂覆在聚乙烯管表面，然后将聚乙烯管插入到钢管中，通过加热加压，使内衬的聚乙烯管紧密的粘合在钢管内表面，冷却定型后即得到聚乙烯衬钢管；

[0029] 当所述的钢塑复合管为5层结构的PSP钢塑复合管时，将所述的粘接树脂预涂在内层的聚乙烯管表面，钢带包覆内层的聚乙烯管，焊接成型钢管后加热复合，得到钢塑管I；再将所述的粘接树脂均匀涂覆在钢塑管I的外表面，与外层的聚乙烯管复合，得到5层结构的PSP钢塑复合管。

[0030] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

[0031] 1、本发明的抗压槽性能优异的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，粘接镀锌钢的剥离强度达到280N/20mm以上，在客户里验证抗压槽性能很好。

[0032] 2、本发明提供的粘接树脂粘接性能优异，抗压槽性能好，可以提高聚乙烯衬钢管的产品品质，降低聚乙烯衬钢管压槽时带来产品的损伤，提高钢塑复合管的使用寿命，为钢塑复合管行业带来非常客观的经济效益和社会效益。

附图说明

[0033] 图1是本发明制备的粘接树脂生产聚乙烯衬钢管后的压槽效果图；其中，图A为实施例3制备的粘接树脂，图B为对比例2制备的粘接树脂。

具体实施方式

[0034] 下面结合实施例和附图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。

[0035] 实施例1

[0036] 一种抗压槽性能优异的粘接树脂的制备方法，包括以下步骤：

[0037] (1)将2.5质量份马来酸酐、0.1份质量过氧化二异丙苯溶解在2.6质量份丙酮中，然后与100质量份ULDPE(MI＝4g/10min(190℃、2.16kg)，0.895-0.905g/cc，商品名称为4027)一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℃；得到接枝ULDPE。

[0038] (2)将接枝ULDPE 25质量份、LLDPE(MI＝7g/10min(190℃、2.16kg)，商品名称为CA100)35质量份、POE(MI＝0.5g/10min(190℃、2.16kg)，商品名称为8150)15质量份、HIPS(MI＝4g/10min(200℃、5kg)，商品名称为2710)15质量份、氢化石油树脂10质量份(分子量为2000)、和抗氧剂B215(巴斯夫公司)0.3质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170℃，得到用于聚乙烯衬钢管的性粘接树脂。其外观为乳白色颗粒状。

[0039] 实施例2

[0040] 一种耐压槽性能优异粘接树脂的制备方法，包括以下步骤：

[0041] (1)将1.8质量份丙烯酸、0.1质量份过氧化苯甲酰、0.2质量份过氧化二叔丁基溶解在2.1份丙酮中，然后与100质量份ULDPE(MI＝6g/10min(190℃、2.16kg)，三菱油化的X141)一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℃；得到接枝ULDPE。

[0042] (2)将接枝ULDPE 15质量份、LLDPE(MI＝7g/10min(190℃、2.16kg)，商品名称为CA100)25质量份、LLDPE(MI＝2g/10min(190℃、2.16kg)，商品名称为7042)30质量份、POE(MI＝5g/10min(190℃、2.16kg)，SK的875L)10质量份、HIPS(MI＝5g/10min(200℃、5kg)，奇美的PH88)15质量份、氢化石油树脂5质量份(分子量为2000左右)、抗氧剂1010(巴斯夫公司)0.1质量份和抗氧剂168(巴斯夫公司)0.3质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190℃，得到用于聚乙烯衬钢管的耐压槽性能优异的粘接树脂。其外观为乳白色颗粒状。

[0043] 实施例3

[0044] 一种耐压槽性能优异的粘接树脂的制备方法，包括以下步骤：

[0045] (1)将1.5质量份马来酸酐、0.1质量份过氧化二异丙苯溶解在1.6份丙酮中，然后与100质量份ULDPE(MI＝6g/10min(190℃、2.16kg)，商品名称为4022)一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℃；得到接枝ULDPE。

[0046] (2)将接枝ULDPE 20质量份、LLDPE(MI＝7g/10min(190℃、2.16kg)商品名称为CA100)15质量份、LLDPE(MI＝2g/10min(190℃、2.16kg)，商品名称为7042)20质量份、POE(MI＝5g/10min(190℃、2.16kg)，商品名称为8200)25质量份、HIPS(MI＝5g/10min(200℃、5kg)，商品名称为奇美的PH88)10质量份、氢化石油树脂10质量份(分子量为2000)、和抗氧剂B215(巴斯夫公司)0.3质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170℃，得到用于聚乙烯衬钢管的性粘接树脂。其外观为乳白色颗粒状。

[0047] 对比例1：

[0048] 将ULDPE(MI＝6g/10min(190℃、2.16kg)，商品名称为4022)20质量份、LLDPE(MI＝7g/10min(190℃、2.16kg),商品名称为CA100)15质量份、LLDPE(MI＝2g/10min(190℃、
2.16kg),密度＝0.918g/cc,商品名称为7042)20质量份、POE(MI＝5g/10min(190℃、
2.16kg)，商品名称为875L)25质量份、HIPS(MI＝5g/10min(200℃、5kg)，商品名称为PH88)
10质量份、氢化石油树脂10质量份(分子量为2000)和抗氧剂B215(巴斯夫公司)0.3质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170℃，得到用于聚乙烯衬钢管的性粘接树脂。其外观为乳白色颗粒状。

[0049] 对比例2：

[0050] (1)将1.5质量份马来酸酐、0.1质量份过氧化二异丙苯溶解在1.6份丙酮中，然后与100质量份ULDPE(MI＝6g/10min(190℃、2.16kg),商品名称为4022)一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℃；得到接枝ULDPE。

[0051] (2)将接枝ULDPE 20质量份、LLDPE(MI＝7g/10min(190℃、2.16kg)，商品名称为CA100)25质量份、LLDPE(MI＝2g/10min(190℃、2.16kg)，商品名称为7042)30质量份、HIPS(MI＝5g/10min(200℃、5kg)，商品名称为PH88)10质量份、氢化石油树脂10质量份(分子量为2000)和抗氧剂B215(巴斯夫公司)0.3质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170℃，得到用于聚乙烯衬钢管的性粘接树脂。其外观为乳白色颗粒状。

[0052] 对比例3

[0053] (1)将1.5质量份马来酸酐、0.1质量份过氧化二异丙苯溶解在1.6份丙酮中，然后与100质量份LLDPE(MI＝7g/10min(190℃、2.16kg)，密度＝0.919g/cc，SK的CA100)一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℃；得到接枝LLDPE。

[0054] (2)将接枝LLDPE 20质量份、LLDPE(MI＝7g/10min(190℃、2.16kg))15质量份、LLDPE(MI＝2g/10min(190℃、2.16kg),密度＝0.918g/cc)20质量份、POE(MI＝0.5g/10min(190℃、2.16kg))25质量份、HIPS(MI＝5g/10min(200℃、5kg))10质量份、氢化石油树脂10质量份(分子量为2000)、和抗氧剂B215(巴斯夫公司)0.3质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170℃，得到用于聚乙烯衬钢管的性粘接树脂。

[0055] 效果实施例1

[0056] 将实施例1～3和对比例1～3得到的粘接树脂按标准GB/T 2790与钢板进行粘接力测试和对剥离样条进行模拟压槽测试，测试结果如表1。

[0057] 表1实施例1～3和对比例所得粘接树脂的测试结果

[0058]

[0059] 从表1中可以看出，不含POE的对比例2分离面积达到2/3，没有添加接枝PE的对比例1则是全部都分离了，接枝LLDPE的对比例3分离面积达到1/2；而采用接枝ULDPE和POE含量较高的实施例1～3，施加压力模拟压槽开胶面积比对比例明显减少，且其粘接力明显比对比例高。

[0060] 效果实施例2

[0061] (1)使用实施例3和对比例2的粘接树脂通过制备聚乙烯衬钢管，步骤如下：将所述的粘接树脂均匀的涂覆在聚乙烯管表面，然后将聚乙烯管插入到钢管中，通过加热加压(温度约190℃，钢管密封内充5kg气压)，使内衬的聚乙烯管紧密的粘合在钢管内表面，冷却定型后即得到聚乙烯衬钢管。

[0062] (2)将步骤(1)制备得到的聚乙烯衬钢管分别进行压槽，压槽效果对比如图1所示，对比例2压槽后明显脱胶，可见，实施例3的聚乙烯衬钢管的压槽性能明显优于对比例2。

[0063] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。