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质管道外防腐用聚乙烯胶粘剂及其制备方法

阅读:924发布:2023-02-15

专利汇可以提供质管道外防腐用聚乙烯胶粘剂及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 钢 质管道外防腐用聚乙烯胶粘剂及其制备方法。按重量份数计,包括20‑50份线性低 密度 聚乙烯、6‑32份接枝 单体 母料、20‑50份 增粘剂 和0.1‑2份抗 氧 剂1010。接枝单体母料中,接枝单体为基体 树脂 的1.0%‑4.0%,引发剂为基体树脂的0.1%‑0.4%。基体树脂由0.5%‑30%的高密度聚乙烯、0.5%‑10%的茂金属聚乙烯和60%‑80%的乙烯‑ 醋酸 乙烯共聚物组成。首先通过将基体树脂、接枝单体、引发剂混合,经反应挤出型双螺杆挤出, 造粒 ,制得接枝单体母料。再将线性低密度聚乙烯、接枝单体母料、增粘剂、抗氧剂1010混合,经共混型双螺杆挤出,造粒,制得钢质管道外防腐用聚乙烯胶粘剂。本发明配方合理,准确控制工艺条件,获得的聚乙烯胶粘剂粘结 力 强, 稳定性 高,综合性能优良。,下面是质管道外防腐用聚乙烯胶粘剂及其制备方法专利的具体信息内容。

1.质管道外防腐用聚乙烯胶粘剂,其特征在于,按重量份数计,包括20-50份线性低密度聚乙烯、6-32份接枝单体母料、20-50份增粘剂和0.1-2份抗剂1010,所述的接枝单体母料中,接枝单体的质量为基体树脂的1.0%-4.0%,引发剂的质量为基体树脂的0.1%-
0.4%,所述的基体树脂由0.5%-30%的高密度聚乙烯、0.5%-10%的茂金属聚乙烯和
60%-80%的乙烯-醋酸乙烯共聚物组成。
2.根据权利要求1所述的钢质管道外防腐用聚乙烯胶粘剂的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
步骤1,将基体树脂、接枝单体、引发剂以150~160r/min的转速于室温下混合2-4min,混合料经反应挤出型双螺杆挤出,螺杆转速为250-300r/min,挤出温度为170-190℃,造粒,制得接枝单体母料,所述的基体树脂由0.5%-30%的高密度聚乙烯、0.5%-10%的茂金属聚乙烯和60%-80%的乙烯-醋酸乙烯共聚物组成,所述的接枝单体的质量为基体树脂的
1.0%-4.0%,引发剂的质量为基体树脂的0.1%-0.4%;
步骤2,取20-50份线性低密度聚乙烯、6-32份接枝单体母料、20-50份增粘剂、0.1-2份抗氧剂1010以150-300r/min,于室温下搅拌2-6min,混合均匀的物料经共混型双螺杆挤出,挤出温度为180-200℃,螺杆转速为150-200r/min,造粒,制得钢质管道外防腐用聚乙烯胶粘剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述的接枝单体选自来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸缩甘油酯、富马酸和马来酸二丁酯中的一种。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述的引发剂选自过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰或过氧化二特丁烷
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤2中,所述的增粘剂选自松香树脂、氢化松香甘油酯或C5石油树脂。

说明书全文

质管道外防腐用聚乙烯胶粘剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种钢质管道外防腐用聚乙烯胶粘剂及其制备方法,属于高分子材料接枝改性技术领域。

背景技术

[0002] 钢质管道运输已普遍应用于输油、输气、城市管网、矿等领域。管道及其构件的外防腐层是管道安全运输中的重要组成部分,外防腐材料发挥着重要作用,关系到应用领域的使用安全和设施使用寿命问题。二层结构聚乙烯防腐层(2PE)、三层结构聚乙烯防腐层(3PE)和双层熔结环粉末防腐层技术(DFBE)是近年发展起来较先进的钢质管道防腐技术。其中应用较多的3PE防腐技术,其结构是底层为环氧涂料,中间为胶粘剂,面层为聚乙烯。钢质管道在运输、施工过程中要求涂层对钢质管道有优良的粘结,防止运行过程中因外力作用而发生粘结失效事故。一旦涂层失去粘结力,潮气将会聚结在钢管与涂层之间,涂层失去防腐功能。因此,胶粘剂是2PE/3PE防腐涂层的关键材料。
[0003] 现有的中间层聚乙烯胶粘剂存在以下问题:①采用的配方组分过多,工艺单一,导致现有的胶粘剂使用的接枝单体浪费较多,成本高,既不环保也不利于人们身心健康;②接枝率低下且不稳定,影响产品的粘结强度。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种粘结力强、稳定性高和性价比高的钢质管道外防腐用聚乙烯胶粘剂。
[0005] 实现本发明目的的技术方案如下:
[0006] 钢质管道外防腐用聚乙烯胶粘剂,按重量份数计,包括20-50份线性低密度聚乙烯(LLDPE)、6-32份接枝单体母料、20-50份增粘剂和0.1-2份抗氧剂,所述的接枝单体母料中,接枝单体的质量为基体树脂的1.0%-4.0%,引发剂的质量为基体树脂的0.1%-0.4%,所述的基体树脂由0.5%-30%的高密度聚乙烯(HDPE)、0.5%-10%的茂金属聚乙烯和60%-80%的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)组成。
[0007] 钢质管道外防腐用聚乙烯胶粘剂的制备方法,具体步骤如下:
[0008] 步骤1,将基体树脂、接枝单体、引发剂以150~160r/min的转速于室温下混合2-4min,混合料经反应挤出型双螺杆挤出,螺杆转速为250-300r/min,挤出温度为170-190℃,造粒,制得接枝单体母料,所述的基体树脂由0.5%-30%的高密度聚乙烯(HDPE)、0.5%-
10%的茂金属聚乙烯和60%-80%的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)组成,所述的接枝单体的质量为基体树脂的1.0%-4.0%,引发剂的质量为基体树脂的0.1%-0.4%;
[0009] 步骤2,取20-50份线性低密度聚乙烯(LLDPE)、6-32份接枝单体母料、20-50份增粘剂、0.1-2份抗氧剂1010以150-300r/min,于室温下搅拌2-6min,混合均匀的物料经共混型双螺杆挤出,挤出温度为180-200℃,螺杆转速为150-200r/min,造粒,制得钢质管道外防腐用聚乙烯胶粘剂。
[0010] 步骤1中,所述的接枝单体选自来酸酐(MAH)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸缩甘油酯(GMA)、富马酸(FA)和马来酸二丁酯(DBM)中的一种。
[0011] 步骤1中,所述的引发剂选自过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化苯甲酰(BPO)或过氧化二特丁烷(DTBP)。
[0012] 步骤2中,所述的增粘剂选自松香树脂、氢化松香甘油酯或C5石油树脂。
[0013] 与现有技术相比,本发明具有以下优点:
[0014] (1)添加EVA和茂金属聚乙烯,制备的钢质管道外防腐用胶粘剂具备良好的力学性能、流平性、耐环境应力开裂性,同时提高接枝率,避免接枝单体的浪费;
[0015] (2)加入增粘剂,制备的钢质管道外防腐用胶粘剂与环氧粉末、钢质基体和聚乙烯面层有非常高的粘结强度和优良的力学性能,特别适合大口径钢管及其管件外防腐层的使用;
[0016] (3)控制反应温度,大大降低热分解时产生的气味,改善生产环境。
[0017] 综上所述,本发明通过配方的合理选用,工艺条件的准确控制,获得粘结力强、稳定性高、工艺设备简单、产品环保、性价比高、综合性能优良的聚乙烯胶粘剂。

具体实施方式

[0018] 下面结合实施例对本发明作进一步详述。
[0019] 实施例1
[0020] 1.接枝单体母料的制备
[0021] (1)配方:
[0022] 基体树脂:按重量百分比,由30%高密度聚乙烯(HDPE)、60%乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和10%的茂金属聚乙烯组成。
[0023] 接枝单体:马来酸酐(MAH),用量为基体树脂的2.8%。
[0024] 引发剂:过氧化二异丙苯(DCP),用量为基体树脂的0.28%。
[0025] (2)反应挤出工艺:
[0026] 将基体树脂、接枝单体及引发剂依次加入高速混合机中,控制转速150r/min,在室温下搅拌2-4min,用反应挤出型双螺杆挤出机(SHJ-30型,长径比L/D=52:1)各段温度设定为170-190℃,螺杆转速为300r/min,挤出、拉条、水冷、刀吹干、切粒、真空干燥,获得接枝单体母料。
[0027] 2.钢质管道外防腐用胶粘剂的制备
[0028] 取40份线性低密度聚乙烯(LLDPE)、30份接枝单体母料、30份松香树脂、0.2份抗氧剂1010于高速混合机中,控制转速为300r/min,在室温下搅拌2-6分钟,再将混合均匀的物料经共混型双螺杆挤出机(MT-36型),挤出温度设置为180-200℃,螺杆转速为200r/min,挤出造粒,得目标产物钢质管道外防腐用胶粘剂。
[0029] 3.产品检测结果:密度:0.930g/cm3;熔体流动速率:2.6g/10min;拉伸强度:26MPa;断裂伸长率:1000%;维卡软化点≥100℃;氧化诱导期:24min;剥离强度(与粘结,
25±5℃,N/cm):125N/cm;剥离强度(与铁粘结,50±5℃,N/cm):100N/cm。
[0030] 实施例2
[0031] 1.接枝单体母料的制备
[0032] (1)配方:
[0033] 基体树脂:按重量百分比,由15%高密度聚乙烯(HDPE)、80%乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和5%的茂金属聚乙烯组成;
[0034] 接枝单体:丙烯酸(AA),用量为基体树脂的3%;
[0035] 引发剂:过氧化二特丁烷(DTBP),用量为基体树脂的0.3%。
[0036] (2)反应挤出工艺:
[0037] 将基体树脂、接枝单体及引发剂依次加入高速混合机中,控制转速150r/min,在室温下搅拌2-4分钟,用反应挤出型双螺杆挤出机(SHJ-30型,长径比L/D=52:1)各段温度设定为170-190℃,螺杆转速为300r/min,挤出、拉条、水冷、风刀吹干、切粒、真空干燥。获得接枝单体母料。
[0038] 2.钢质管道外防腐用胶粘剂的制备
[0039] 取30份线性低密度聚乙烯(LLDPE)、30份接枝单体母料、40份氢化松香甘油酯、0.2份抗氧剂1010于高速混合机中,控制转速为300r/min,在室温下搅拌2-6分钟,再将混合均匀的物料经共混型双螺杆挤出机(MT-36型),挤出温度设置为180-200℃,螺杆转速为200r/min,挤出造粒,得目标产物钢质管道外防腐用胶粘剂。
[0040] 3.产品检测结果:密度:0.936g/cm3;熔体流动速率:2.4g/10min;拉伸强度:24MPa;断裂伸长率:980%;维卡软化点≥100℃;氧化诱导期:24min;剥离强度(与铁粘结,
25±5℃,N/cm):120N/cm;剥离强度(与铁粘结,50±5℃,N/cm):98N/cm。
[0041] 实施例3
[0042] 1.接枝单体母料的制备
[0043] (1)基体树脂:按重量百分比,由26%高密度聚乙烯(HDPE)、70%乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和4%的茂金属聚乙烯组成;
[0044] 接枝单体:马来酸酐(MAH),用量为基体树脂的4%;
[0045] 引发剂:过氧化苯甲酰(BPO),用量为基体树脂的0.4%。
[0046] (2)反应挤出工艺:
[0047] 将基体树脂、接枝单体及引发剂依次加入高速混合机中,控制转速150r/min,在室温下搅拌2-4分钟,用反应挤出型双螺杆挤出机(SHJ-30型,长径比L/D=52:1)各段温度设定为170-190℃,螺杆转速为300r/min,挤出、拉条、水冷、风刀吹干、切粒、真空干燥。获得接枝单体母料。
[0048] 2.钢质管道外防腐用胶粘剂的制备
[0049] 取28份线性低密度聚乙烯(LLDPE)、24份接枝单体母料、48份C5石油树脂、0.15份抗氧剂1010于高速混合机中,控制转速为300r/min,在室温下搅拌2-6分钟,再将混合均匀的物料经共混型双螺杆挤出机(MT-36型),挤出温度设置为180-200℃,螺杆转速为200r/min,挤出造粒,得目标产物钢质管道外防腐用胶粘剂。
[0050] 3.产品检测结果:密度:0.942g/cm3;熔体流动速率:2.0g/10min;拉伸强度:22MPa;断裂伸长率:980%;维卡软化点≥100℃;氧化诱导期:20min;剥离强度(与铁粘结,
25±5℃,N/cm):130N/cm;剥离强度(与铁粘结,50±5℃,N/cm):100N/cm。
[0051] 以上数据可以看出,本发明的钢制管道外防腐用胶粘剂具备粘结力强、稳定性高、工艺设备简单、产品环保、性价比高、综合力学性能优良,特别适合大口径钢管及其管件外防腐层的使用。
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