一種管道防腐用聚丙烯膠黏劑的製備方法
2023-05-15 17:46:31
一種管道防腐用聚丙烯膠黏劑的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種管道防腐用聚丙烯膠黏劑的製備方法，將重量份數為基體樹脂100份、第一接枝單體1-2份、第二接枝單體1-3份和引發劑0.1-0.2份經過混合擠出和得出聚丙烯接枝單體母料，接著取5-30份聚丙烯接枝單體母料，將其與聚丙烯樹脂40-70份、增粘劑5-10份、彈性體5-20份、抗氧劑0.1-1份經過混合擠出得到防腐管道用膠粘劑；本發明的方法生產配方簡化、工藝設備和流程簡單，產品環保、耐熱性能好、粘接強度大、穩定性高、其它物性及性能亦符合標準要求，且適宜於大型工業化生產。
【專利說明】一種管道防腐用聚丙烯膠黏劑的製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及高分子膠粘劑領域，尤其涉及一種用於管道防腐用聚丙烯膠粘劑的制 備方法。
【背景技術】
[0002] 自上世紀80年代推出了三層結構聚烯烴防腐層，三層結構由底層環氧粉末、中層 膠粘劑、外層聚烯烴構成。三層結構聚烯烴防腐層因其具有良好的粘接性能、電絕緣性能、 防水和耐化學侵蝕性能以及良好的強度、抗衝擊性能等特點使其在油氣管道方面得到了廣 泛的應用。其中三層聚烯烴塗層的關鍵材料是共聚物膠粘劑，以三層聚丙烯防腐層為例，膠 粘劑為丙烯共聚物，添加順丁烯二酸酐接枝而成。在塗敷線上，環氧膠化期間熔化的膠粘劑 擠壓在環氧粉末層外面，膠粘劑參與環氧固化反應，產生化學鍵連接，再將熔化的聚丙烯樹 脂擠壓在熔化的膠粘劑的表面，由於屬於同種材料，二者具有極好的相容性，這樣形成的三 層複合結構不會發生層間脫落，從而提高管道外防腐層機械性能和綜合防腐指標。
[0003] 現有聚丙稀中間層I父粘劑存在的缺陷和不足： 1) 由於受生產設備、配方及工藝等諸多因素影響，使得現有的膠粘劑中接枝產物的接 枝率不穩定，從而影響產品剝離強度的穩定性； 2) 膠粘劑的耐熱性能差、接枝產物接枝率低，導致產品的粘結強度不夠； 3) 產品中因殘留刺激性氣味的接枝單體而影響環境和健康。
【發明內容】
[0004] 針對上述存在的問題，本發明提供一種3PP管道防腐用膠粘劑的製備方法；本發 明的方法生產配方簡化、工藝設備和流程簡單，產品環保、耐熱性能好、粘接強度大、穩定性 高、其它物性及性能亦符合標準要求，且適宜於大型工業化生產。
[0005] 為了達到上述目的，本發明採用的技術方案如下：一種管道防腐用聚丙烯膠黏劑 的製備方法，將重量份數為基體樹脂100份、第一接枝單體1-2份、第二接枝單體1-3份和 引發劑0. 1-0. 2份經過混合擠出和得出聚丙烯接枝單體母料，接著取5-30份聚丙烯接枝單 體母料，將其與聚丙烯樹脂40-70份、增粘劑5-10份、彈性體5-20份、抗氧劑0. 1-1份經過 混合擠出得到防腐管道用膠粘劑；其詳細的製備方法如下： 1)聚丙烯接枝單體母料的製備：將基體樹脂1〇〇份、第一接枝單體1-2份、第二接枝單 體1-3份和引發劑0. 1-0. 2份置於高速混合機中，控制轉速200r/min，在室溫下攪拌3-5分 鍾，再將混合料通過反應擠出型雙螺杆擠出機，螺杆轉速控制為250-300r/min，，擠出溫度 190-210°C，擠出造粒，製得聚丙烯接枝單體母料； 本發明所述的基體樹脂為高流動性嵌段共聚聚丙烯；所述的高流動性嵌段共聚聚丙烯 由90%嵌段共聚聚丙烯和10%乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)組成。
[0006] 本發明所述的第一接枝單體為馬來酸酐、丙烯酸、馬來酸二丁酯中的一種；其中優 選的方案為馬來酸酐。
[0007] 本發明所述的第二接枝單體為苯乙烯和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種，其中 優選的為苯乙烯。
[0008] 本發明所述的引發劑為過氧化二異丙苯、過氧化苯甲醯和過氧化二特丁烷中的一 種，其中優選的為過氧化二特丁烷。
[0009] 2) 3PP防腐管道用膠粘劑的製備：將步驟1中得到的聚丙烯接枝單體母料，取 5-30份的聚丙烯接枝單體母料，接著與40-70份的聚丙烯樹脂、5-10份的增粘劑、5-20份 的彈性體、0. 1-1份的抗氧劑等於高速混合機中，控制轉速為500 r/min，在室溫下攪拌3-5 分鐘，再將混合均勻的物料經共混型雙螺杆擠出機，擠出溫度設為190-220°C，螺杆轉速為 150-200r/min，擠出造粒，得到產品。
[0010] 本發明所述的增粘劑為萜烯、香豆酮、茚樹脂和石油樹脂中的一種，其中優選的為 石油樹脂。
[0011] 本發明所述的彈性體為乙烯-辛烯嵌段共聚物，所述的乙烯-辛烯嵌段共聚物由 軟段和硬段的多嵌段結構組成，所述的軟段為高辛烯含量的非晶鏈段，所述的硬段為辛烯 含量極少的高結晶性鏈段，所述的軟段中高辛烯的摩爾分數含量為27%-28%，所述的硬段中 辛烯的摩爾分數含量為1. 4% - 1. 5%。
[0012] 本發明的優點在於：本發明通過深入進行配方和工藝條件的優化，採用兩步法的 工藝流程(如圖1所示)，分別為交聯反應改性製備聚丙烯接枝單體母料和共混改性製備聚 丙烯膠粘劑。在反應擠出過程中控制聚丙烯的過度降解以及強化脫揮，製備出一種無刺激 性氣味高接枝率的聚丙烯接枝物，再將其與聚丙烯樹脂、增粘劑、彈性體、抗氧劑等助劑混 合均勻後經擠出機擠出造粒後得到一種耐熱性能好、粘結強度大、穩定性高的聚丙烯膠粘 劑。
[0013] 本發明的技術方案中具有以下優點： 1)在聚丙烯接枝單體母料的製備過程中中添加第二單體能有效抑制聚丙烯降解，同時 還可以提高接枝率，進而提高最終產品的剝離強度；同時選用過氧化二特丁烷（DTBP)為引 發劑，保證了產品無刺激性氣味，從而改善了生產環境，體現了以人為本的生產理念。
[0014] 2)在膠粘劑的製備過程中加入彈性體乙烯-辛烯嵌段共聚物（0BC)，相比於加入 其它彈性體使得膠粘劑具有更好的低溫抗衝韌性，同時具有高耐熱性能，且加工性能優異。
[0015] 綜上所述，本發明通過合理選用各種材料及助劑，深度優化生產配方及工藝條件 和流程，從而獲得一種耐熱性能好、粘結強度大、穩定性高的聚丙烯膠粘劑的製備方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發明的生產工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合【具體實施方式】和【專利附圖】
【附圖說明】對本發明作進一步詳細的描述。
[0018] 實施例1 : 聚丙烯接枝單體母料的製備的配方：基體樹脂：按重量百分比，由90%嵌段共聚聚丙 烯和10%乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)組成；第一接枝單體：馬來酸酐（MAH)，用量為基體樹 脂的1. 0% ;第二接枝單體：苯乙烯（St)，用量為基體樹脂的1. 0% ;引發劑：過氧化二特丁烷 (DTBP)，用量為基體樹脂的0. 1%。
[0019] 具體的生產的工藝流程如圖1所示： (一）聚丙烯接枝單體母料的製備：將基體樹脂、第一接枝單體、第二接枝單體及引發劑 依次加入高速混合機中，控制轉速200r/min，在室溫下攪拌3-5分鐘，用反應擠出型雙螺杆 擠出機（SHJ-30型，長徑比L/D=52:l)各段溫度設定為190-2KTC，螺杆轉速為300 r/min， 擠出、拉條、水冷、風刀吹乾、切粒。將料粒在溫度設定為105°C真空乾燥箱裡乾燥2小時，獲 得聚丙烯接枝單體母料。
[0020] (二）3PP防腐管道用膠粘劑的製備：取70份聚丙烯樹脂、15份聚丙烯接枝單體母 料、5份石油樹脂、10份彈性體0BC、0. 2份抗氧劑B225於高速混合機中，控制轉速為500 r/ min，在室溫下攪拌3-5分鐘，再將混合均勻的物料經共混型雙螺杆擠出機（MT-36型)，擠出 溫度設置為190_220°C，螺杆轉速為200r/min，擠出造粒，得目標產物3PP管道防腐用膠粘 劑。
[0021] 實施例2: 聚丙烯接枝單體母料的製備配方：基體樹脂：按重量百分比，由90%嵌段共聚聚丙烯 和10%乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)組成；第一接枝單體：馬來酸酐（MAH)，用量為基體樹 脂的1. 5% ;第二接枝單體：苯乙烯（St)用量為基體樹脂的1. 8% ;引發劑：過氧化二特丁烷 (DTBP)，用量為基體樹脂的0. 15%。
[0022] 具體的生產的工藝流程如圖1所示： (一）聚丙烯接枝單體母料的製備：將基體樹脂、第一接枝單體、第二接枝單體及引發劑 依次加入高速混合機中，控制轉速200r/min，在室溫下攪拌3-5分鐘，用反應擠出型雙螺杆 擠出機（SHJ-30型，長徑比L/D=52:l)各段溫度設定為190-2KTC，螺杆轉速為280 r/min， 擠出、拉條、水冷、風刀吹乾、切粒。將料粒在溫度設定為105°C真空乾燥箱裡乾燥2小時，獲 得聚丙烯接枝單體母料。
[0023](二）3PP防腐管道用膠粘劑的製備：取60份聚丙烯樹脂、20份聚丙烯接枝單體母 料、8份石油樹脂、12份彈性體0BC、0. 2份抗氧劑B225於高速混合機中，控制轉速為500 r/ min，在室溫下攪拌3-5分鐘，再將混合均勻的物料經共混型雙螺杆擠出機（MT-36型)，擠出 溫度設置為190_220°C，螺杆轉速為180r/min，擠出造粒，得目標產物3PP管道防腐用膠粘 劑。
[0024] 實施例3: 聚丙烯接枝單體母料的製備的配方：基體樹脂：按重量百分比，由90%嵌段共聚聚丙 烯和10%乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)組成； 第一接枝單體：馬來酸酐（MAH)，用量為基體樹脂的2.0%;第二接枝單體：苯乙烯 (St)，用量為基體樹脂的3. 0% ;引發劑：過氧化二特丁烷（DTBP)，用量為基體樹脂的0. 2%。
[0025] 具體的生產的工藝流程如圖1所示： (一）聚丙烯接枝單體母料的製備：將基體樹脂、第一接枝單體、第二接枝單體及引發劑 依次加入高速混合機中，控制轉速200r/min，在室溫下攪拌3-5分鐘，用反應擠出型雙螺杆 擠出機（SHJ-30型，長徑比L/D=52:l)各段溫度設定為190-2KTC，螺杆轉速為250 r/min， 擠出、拉條、水冷、風刀吹乾、切粒。將料粒在溫度設定為105°C真空乾燥箱裡乾燥2小時，獲 得聚丙烯接枝單體母料。
[0026](二）3PP防腐管道用膠粘劑的製備：取45份聚丙烯樹脂、30份聚丙烯接枝單體母 料、10份石油樹脂、15份彈性體0BC、0. 4份抗氧劑B225於高速混合機中，控制轉速為500 r/min，在室溫下攪拌3-5分鐘，再將混合均勻的物料經共混型雙螺杆擠出機（MT-36型)，擠 出溫度設置為190-220°C，螺杆轉速為150r/min，擠出造粒，得目標產物3PP管道防腐用膠 粘劑。
[0027] 實施例4: 聚丙烯接枝單體母料的製備的配方：基體樹脂：按重量百分比，由90%嵌段共聚聚丙烯 和10%乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)組成； 第一接枝單體：丙烯酸（AA)，用量為基體樹脂的2. 0% ;第二接枝單體：三羥甲基丙烷三 丙烯酸酯（TMPTA)，用量為基體樹脂的3. 0% ;引發劑：過氧化二異丙苯（DCP)，用量為基體樹 脂的0. 2%。
[0028] 具體的生產的工藝流程如圖1所示： (一）聚丙烯接枝單體母料的製備：將基體樹脂、第一接枝單體、第二接枝單體及引發劑 依次加入高速混合機中，控制轉速200r/min，在室溫下攪拌3-5分鐘，用反應擠出型雙螺杆 擠出機（SHJ-30型，長徑比L/D=52:l)各段溫度設定為190-2KTC，螺杆轉速為250 r/min， 擠出、拉條、水冷、風刀吹乾、切粒。將料粒在溫度設定為105°C真空乾燥箱裡乾燥2小時，獲 得聚丙烯接枝單體母料。
[0029](二）3PP防腐管道用膠粘劑的製備：取45份聚丙烯樹脂、30份聚丙烯接枝單體母 料、10份萜烯、15份彈性體0BC、0. 6份抗氧劑B225於高速混合機中，控制轉速為500 r/ min，在室溫下攪拌3-5分鐘，再將混合均勻的物料經共混型雙螺杆擠出機（MT-36型)，擠出 溫度設置為190_220°C，螺杆轉速為150r/min，擠出造粒，得目標產物3PP管道防腐用膠粘 劑。
[0030] 實施例5: 聚丙烯接枝單體母料的製備的配方：基體樹脂：按重量百分比，由90%嵌段共聚聚丙烯 和10%乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA)組成； 第一接枝單體：馬來酸二丁酯（DBM)，用量為基體樹脂的2. 0% ;第二接枝單體：三羥甲 基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA)，用量為基體樹脂的3. 0% ;引發劑：過氧化苯甲醯（BP0)，用量為 基體樹脂的〇. 2%。
[0031] 具體的生產的工藝流程如圖1所示： (一）聚丙烯接枝單體母料的製備：將基體樹脂、第一接枝單體、第二接枝單體及引發劑 依次加入高速混合機中，控制轉速200r/min，在室溫下攪拌3-5分鐘，用反應擠出型雙螺杆 擠出機（SHJ-30型，長徑比L/D=52:l)各段溫度設定為190-2KTC，螺杆轉速為250 r/min， 擠出、拉條、水冷、風刀吹乾、切粒。將料粒在溫度設定為105°C真空乾燥箱裡乾燥2小時，獲 得聚丙烯接枝單體母料。
[0032](二）3PP防腐管道用膠粘劑的製備：取45份聚丙烯樹脂、30份聚丙烯接枝單體母 料、10份茚樹脂、15份彈性體0BC、0. 8份抗氧劑B225於高速混合機中，控制轉速為500 r/ min，在室溫下攪拌3-5分鐘，再將混合均勻的物料經共混型雙螺杆擠出機（MT-36型)，擠出 溫度設置為190_220°C，螺杆轉速為150r/min，擠出造粒，得目標產物3PP管道防腐用膠粘 劑。
[0033]實施例6 :將實施例1-5中得到的產品與市面上購買的產品進行基本的性能測試 對比，測得的結果如下表所示：
【權利要求】
1. 一種管道防腐用聚丙烯膠黏劑的製備方法，其特徵在於，將重量份數為基體樹脂 100份、第一接枝單體1-2份、第二接枝單體1-3份和引發劑0. 1-0. 2份經過混合擠出和得 出聚丙烯接枝單體母料，接著取5-30份聚丙烯接枝單體母料，將其與聚丙烯樹脂40-70份、 增粘劑5-10份、彈性體5-20份、抗氧劑0. 1-1份經過混合擠出得到防腐管道用膠粘劑；其 詳細的製備方法如下： 1) 聚丙烯接枝單體母料的製備：將基體樹脂1〇〇份、第一接枝單體1-2份、第二接枝單 體1-3份和引發劑0. 1-0. 2份置於高速混合機中，控制轉速200r/min，在室溫下攪拌3-5分 鍾，再將混合料通過反應擠出型雙螺杆擠出機，螺杆轉速控制為250-300r/min，，擠出溫度 190-210°C，擠出造粒，製得聚丙烯接枝單體母料； 2) 3PP防腐管道用膠粘劑的製備：將步驟1中得到的聚丙烯接枝單體母料，取5-30 份的聚丙烯接枝單體母料，接著與40-70份的聚丙烯樹脂、5-10份的增粘劑、5-20份的彈 性體、0. 1-1份的抗氧劑等於高速混合機中，控制轉速為500 r/min，在室溫下攪拌3-5分 鍾，再將混合均勻的物料經共混型雙螺杆擠出機，擠出溫度設為190-220°C，螺杆轉速為 150-200r/min，擠出造粒，得到產品。
2. 根據權利要求1所述的管道防腐用聚丙烯膠黏劑的製備方法，其特徵在於，所述的 基體樹脂為高流動性嵌段共聚聚丙烯。
3. 根據權利要求1所述的管道防腐用聚丙烯膠黏劑的製備方法，其特徵在於，所述的 第一接枝單體為馬來酸酐、丙烯酸、馬來酸二丁酯中的一種。
4. 根據權利要求1所述的管道防腐用聚丙烯膠黏劑的製備方法，其特徵在於，所述的 第二接枝單體為苯乙烯和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種。
5. 根據權利要求1所述的管道防腐用聚丙烯膠黏劑的製備方法，其特徵在於，所述的 引發劑為過氧化二異丙苯、過氧化苯甲醯和過氧化二特丁烷中的一種。
6. 根據權利要求1所述的管道防腐用聚丙烯膠黏劑的製備方法，其特徵在於，所述的 增粘劑為萜烯、香豆酮、茚樹脂和石油樹脂中的一種。
7. 根據權利要求1所述的管道防腐用聚丙烯膠黏劑的製備方法，其特徵在於，所述的 彈性體為乙烯-辛烯嵌段共聚物，所述的乙烯-辛烯嵌段共聚物由軟段和硬段的多嵌段結 構組成，所述的軟段為高辛烯含量的非晶鏈段，所述的硬段為辛烯含量極少的高結晶性鏈 段，所述的軟段中高辛烯的摩爾分數含量為27%-28%，所述的硬段中辛烯的摩爾分數含量為 1. 4%-1. 5%〇
【文檔編號】C08F212/08GK104327767SQ201410618699
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月6日 優先權日:2014年11月6日
【發明者】朱東升, 陳昌, 凌毅, 戴豔珊, 張寶善, 韓丹 申請人:江蘇凱力高分子科技有限公司