專利名稱：涂覆鋼管專用膠粘劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及化工原料，特別是一種涂覆鋼管專用膠粘劑。
以前的防腐管道多采用瀝青、煤焦油瓷漆及熔結環氧樹脂對清潔鋼對清潔鋼管表面進行防腐，由于高污染，不耐高溫及漆膜太薄易脆，水汽滲透率高而受到限制。目前世界大多數國家以兩層PE或三層PE防腐鋼管結構成為最理想的絕緣防腐管材，從而補了上述不足。這幾年在較大型輸氣、輸油、輸水管道建設工程中多采用此類管道鋪設。以前PE防腐鋼管采用瀝青、EVA為主要成分的熱熔膠，由于粘接力低，且有毒，給生產和應用均帶來不良后果。為提高熱熔膠的耐溫性，美國專利號為US 3.798118提出以松香甘油脂、石蠟等加入高熔點的聚丙烯制備出填縫劑及紙板塑料薄層材料的粘接劑，未提及用于鋼材塑料的粘接。而中國專利號為86107790A提出用APP50-79，增粘樹脂為20-50，粘度調節劑0-15，抗氧劑0.5-1.0等熔融共混得到耐高溫的聚烯烴熱熔膠，用于鋼管/PE粘接。但從合成工藝及指標看不適合于擠出涂覆工藝生產的條件，且由于PP的存在不適于長期高溫戶外使用。
本發明的目的是提供一種粘接力強，耐熱性高、耐腐蝕、耐候性好，且可涂覆擠出、流延擠出的鋼管專用膠粘劑。該膠粘劑在20℃下的粘接力可達成60-180N/cm,50℃時的粘接力達130-150N/cm，具有加工穩定、不開叉、不斷條、不粘輥、不起泡、高柔韌性的高質量產品。
本發明的目的是通過如下方案實現的主要采用雙螺桿擠出實施反應擠出及共混工藝制得膠粘劑，采用如下組分制成A、反應單體由(甲基)丙烯酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸、苯乙烯、丙烯酸酯、乙烯縮水甘油醚、丙烯酰胺、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸鈉(鋅)組成；B、引發劑熔融接枝反應在160-250℃下進行，在此范圍內采用的引發劑包括過氧化物，如過氧化二枯基(DCP)、過氧化二叔丁基、過氧化苯甲酰(BPO)、過氧化月桂酸、過氧化二異丙苯、2.5-二甲基-二(t-丁基過氧化)-3乙炔；過酸酯類，如過苯甲酸叔丁酯；重氧類化合物如偶氮雙異丁腈。
C、聚合物基體，它可以是一種或多種聚烯烴的混合物，至少含有50-90％(mol)的乙烯單體，密度為0.86-0.98g/cm3,MI為0.5-100g/10min，可以列舉的聚合物有HDPE、LDPE、LLDPE、VLDPE、EPR、EVA、PP；D、增粘劑由SBS、SBR、PB、PIB、APP、EPDM、EVA、SIS、SEBS、BR組成的具有彈性的聚合物，或萜類樹脂，松香樹脂，微晶蠟，石油樹脂，或者是兩類的共混料組成。
上述的粘合劑還可以含有各類添加劑，如抗氧劑1010、168、BHT、DLTP；紫外線吸收劑、抗靜電劑、顏料、填料、染料、成核劑、流動改性劑、阻燃劑，其添加量以不影響產品的性能為止，如與A+B+C+D總量相比，合適的量是抗氧劑為0.01-0.5％，紫外線吸收劑為0.01-5％，抗靜電劑為0.01-1％，染料為0.01-10％，填料為0.1-30％，成核劑為0.01-5％，流動改性劑0.01-3％，阻燃劑0.1-30％。
本發明以上助劑的加入可應用于不同的使用場合，得到不同用途的復合材料，以獲得高阻隔、阻燃、抗老化、耐高低溫性能。除可用于防腐鋼管外，也可以用于鋁塑管(板)、包裝瓶、共擠包裝膜、防彈玻璃、高層建筑夾膠玻璃等諸多產品中。對于極性材料如玻璃、鋼鐵、銅材、鋁、PET、PA、EVOH、PC以及非極性材料，如PE、PP等有極佳的粘合效果和長期穩定性。
實施例一用丙烯酸、馬來酸酐和苯乙烯單體混合接枝得到系列膠粘劑，同向雙螺桿擠出機L/D為32-60，最佳長徑比L/D為48，反應效果最好，擠出機由十二節簡體組成，第一節為加料口，第六、九節為雙排氣口，反應溫度為160-300℃下進行。共混單體，引發劑均勻混合后，涂覆到要接枝的C+D聚合物粒子表面，高速攪拌10min，保證物料均勻混合后，經雙螺桿擠出，螺桿轉速為280r/min，冷卻拉條切粒而得到顆粒膠粘劑。未反應完全的單體在0.08Mpa的高真空度下脫揮去除，用接枝率、熔融指數及與鋁片復合的剝離強度評價此膠粘劑的好壞。表1為上述實施例的各組份用量分配表。
實施例二用例一實施接枝的聚合物作為膠粘劑母料，再與C+D樹脂的一種或幾種樹脂共混擠出造料而得到新的膠粘顆粒。母料用量為10-90％,C類樹脂為20-80％,D類樹脂為0-40％，其他工藝條件同例1所述，用熔融指數、剝離強度、軟化點、熔點等指標衡量膠粘劑的綜合性能。表2為實施例二的用量分配表。
本發明在復合結構中，如實施金屬等與PE的復合，則膠粘劑層中以PE材料主要成分，添加至多50％的PP材料，最好為0-20％，確保膠粘劑與PE層有很好的相容性；若是PP層，則膠粘劑制備的基層材料應以PP為主，添加至多50％的PE，最佳為0-20％，保證與PP相容性好，粘接力強。D組分以SBS、BR和APP為首選材料，添加0-30％左右可發揮較好效果，10％左右最佳。在以C+D為主要基材的混合物中，接枝單體A可選擇的是為C+D總量的0.01-10％，更佳范圍0.1-5％，以馬來酸酐、丙烯酸、苯乙烯等為最佳單體，選擇單一組分或幾種單體混合接枝改性。B組分在正常的PE、PP樹臘加工溫度下優選BPO、DCP，若以LDPE為主，引發劑造BPO、HDPE、LLDPE、PP等樹脂接枝反應，優選DCP。實際生產中綜合考慮反應程度的影響，常采用BPO/DCP復配體系引發反應得到優良的膠粘劑，本發明中其用量為0.01-1.0％，優選0-0.3％。
本產品的使用方法可采用共擠出、層壓、流延、涂覆或吹塑等工藝實施制造。
表1 表2
權利要求
1.一種涂覆鋼管專用膠粘劑，主要采用雙螺桿擠出實施反應擠出及共混工藝制得膠粘劑，其特征在于采用如下組分制成A、反應單體由(甲基)丙烯酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸、苯乙烯、丙烯酸酯、乙烯縮水甘油醚、丙烯酰胺、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸鈉(鋅)組成；B、引發劑熔融接枝反應多在160-250℃下進行，在此范圍內采用的引發劑包括過氧化物，如過氧化二枯基(DCP)、過氧化二叔丁基、過氧化苯甲酰(BPO)、過氧化月桂酸、過氧化二異丙苯、2.5-二甲基-二(t-丁基過氧化)-3-乙炔；過酸酯類，如過苯甲酸叔丁酯；重氧類化合物如偶氮雙異丁腈。C、聚合物基體，它可以是一種或多種聚烯烴的混合物，至少含有50-90％的乙烯單體，密度為0.86-0.98g/cm3,MI為0.5-100g/10min，可以列舉的聚合物有HDPE、LDPE、LLDPE、VLDPE、EPR、EVA、PP；D、增粘劑由SBS、SBR、PB、PIB、APP、EPDM、EVA、SIS、SEBS、BR組成的具有彈性的聚合物，或萜類樹脂，松香樹脂，微晶蠟，石油樹脂，或者是兩類的共混料組成。
2.根據權利要求1所述的涂覆鋼管專用膠粘劑，其特征在于粘合劑還可以含有各種添加劑，如抗氧劑1010、168、BHT、DLTP、紫外線吸收劑、抗靜電劑、顏料、填料、染料、成核劑、流動改性劑、阻燃劑，其添加量以不影響產品的性能為止，如與A+B+C+D總量相比，合適的量是抗氧劑為0.01-0.5％，紫外線吸收劑為0.01-5％，抗靜電劑為0.01-1％，染料為0.01-10％，填料為0.1-30％，成核劑為0.01-5％，流動改性劑0.01-3％，阻燃劑0.1-30％。
3.根據權利要求1所述的涂覆鋼管專用膠粘劑，其特征在于由丙烯酸、馬來酸酐與苯乙烯接枝PE、PP制備的母料，其用量為10-90％與C+D共混，制備優良粘接力和長期穩定性的膠粘劑。
全文摘要
本發明提供了一種涂覆鋼管專用膠粘劑，主要采用雙螺桿擠出實施反應擠出及共混工藝制得，其特征是采用如下部分組成A、反應單體，由丙烯酸、馬來酸酐、富馬酸、丙烯酸酯、乙烯縮水甘油醚丙烯酸鈉；B、引發劑過氧化二枯基、過氧化二叔丁基、過氧化苯甲酰、過氧化月桂酸、過氧化二異丙苯；C、聚合物它可以是一種或多種聚烯烴的混合物，至少含有50－90%(mol)的乙烯單體；D、增粘劑由SBS、SBR、PB、PIB、APP、EPDM、EVA、SIS、SEBS、BR組成的具有彈性聚合物，或萜類樹脂，松香樹脂，微晶蠟，石油樹脂，或者是兩者的共混料。本發明具有良好的粘接性能和耐高溫性、耐水性、耐候性，除用于防腐鋼管外，也可用于鋁塑管、鋁塑板、包裝瓶、防彈玻璃等諸多產品。
文檔編號C09J151/00GK1317529SQ01107690
公開日2001年10月17日 申請日期2001年4月2日 優先權日2001年4月2日
發明者汪加勝, 韓麗娜 申請人:廣州市鹿山化工材料有限公司