CN101580680B - 一种可交联聚乙烯热熔胶组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可交联聚乙烯热熔胶组合物，其配方以重量份计算包含以下组分：聚乙烯60～92份、其他聚烯烃8～30份、引发剂0.01～0.2份、硅烷偶联剂0.3～3份、极性单体0.1～2份、助剂0.1～5份，通过一步法制得。本发明具有粘接强度高，耐温性好，耐化学性能优异，同时耐环境应力开裂性能好的特点，可广泛应用于耐温及酸碱等苛刻条件下的金属、塑料粘接，同时亦可磨成粉料后用作容器内外涂层，如容器内衬、热水器内胆以及管道内外涂层等。

Description

一种可交联聚乙烯热熔胶组合物及其制备方法和应用

技术领域

本文涉及一种聚乙烯热熔胶产品，特别是一种可用于耐温或耐化学药品等苛刻条件下的可交联聚乙烯热熔胶，同时亦可磨成粉料后用作容器内外涂层，如容器内衬、热水器内胆以及管道内外涂层等。

技术背景

聚乙烯是乙烯最重要的下游产品，占世界聚烯烃消费量的70％，性能优良，具有无毒无味，原料便宜，耐低温性好，吸水性低，有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学药品，但是，聚乙烯不耐高温，低密度聚乙烯的最高使用温度为60℃，高密度聚乙烯最高使用温度也只能达到70℃。

聚乙烯经交联后，不仅显著提高了PE的力学性能、耐环境应力开裂性能、耐化学药品腐蚀性能、抗蠕变性和电性能等综合性能，而且非常明显地提高了耐温等级，可使PE的耐热温度从70℃提高到100℃以上，从而大大拓宽了PE的应用范围。

将聚乙烯交联技术应用于热熔胶领域，在聚乙烯热熔胶与基材充分粘接后交联度发生上升，既有利于提供该热熔胶的粘接强度和稳定性，同时亦可提高热熔胶的耐温性以及耐候性等。

中国专利200510116675介绍了一种反应型聚烯烃类热熔胶。主要由反应型聚烯烃(硅氧烷基接枝无定型聚烯烃)、增粘剂和催化剂组成，该热熔胶存在以下问题：1.增粘剂使用过多，则表面粘性较大，加工和储存较困难，而使用较少时则粘合力相对较低；2固化速度较慢，相对初粘力较低。

中国专利03150344.6介绍了一种耐高温防腐的聚烯烃组合物，由于该组合物包括硅烷接枝聚烯烃，极性高分子，因此需要分几步生产，工艺复杂，且制成的硅烷接枝聚烯烃在储存过程中极易吸水交联，影响成品的性能，同时，硅烷接枝聚烯烃在成品生产过程中部分充当了填料的作用，可能存在分散不均的问题。

另一中国专利00109087.9对聚乙烯进行预辐射后进行熔融接枝，得到的官能化聚乙烯与金属，陶瓷，玻璃等粘接性能好，由于聚乙烯耐温性较低，因此该官能化聚乙烯材料的使用温度有限，并且耐化学性能及强度一般，不能用作容器内衬。

此外，关于聚乙烯的交联，目前发展较为成熟的有以下两种方法，一种是美国Dowcorning公司开发的两步法，称为Sioplas法，另一种是瑞士Nokia-Maillefer公司开发的一步法，即Monoail法，两种方法得到的交联聚乙烯可以达到很高(80％以上的交联度)，具有很好的耐温性和化学稳定性，但是该材料不具有粘接性能。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种热熔胶组合物，既具有聚乙烯热熔胶的高粘结强度，又具有交联聚乙烯的耐高温、耐化学药品性能优异的特点。

本发明的目的是这样实现的：一种可交联聚乙烯热熔胶组合物，其配方以重量份计算包含以下组分：聚乙烯60～92份、其他聚烯烃8～30份、引发剂0.01～0.2份、硅烷偶联剂0.3～3份、极性单体0.1～2份、助剂0.1～5份。

上述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，所述的聚乙烯为高压聚乙烯、高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的一种或一种以上复配而成，其熔体流动速率为0.1～60g/10min，优选3～50g/10min，最优选5～30g/10min。

上述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，所述的其他聚烯烃包括聚丙烯，聚苯乙烯，乙烯类共聚物，乙丙共聚物中的一种或一种以上混合，其熔体流动速率为0.5～50g/10min，优选3～20g/10min。

上述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，所述的引发剂选自过氧化物和/或偶氮类引发剂，例如偶氮二异丁腈，过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯，过氧化二叔丁基，1，1’-二(叔丁基过氧基)-3，3，5三甲基环己烷，2，5-二甲基(过氧化-2，5-二叔丁基)己烷中的一种或一种以上混合。优选过氧化二异丙苯。

上述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，所述的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷，γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或一种以上混合。优选乙烯基三甲氧基硅烷。

上述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，所述的极性单体选自马来酸(酐)及其酯类、丙烯酸及其酯类、苯乙烯及其衍生物、甲基丙烯酸酯类和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的任一种或一种以上混合的组合。优选马来酸(酐)及其酯类。

上述的助剂根据实际需要添加，例如抗氧剂、催化剂等。

上述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，该热熔胶通过一步法反应挤出得到，且对金属的粘接强度可达到100N/25mm以上。

上述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，所述该热熔胶施工前的预交联度在10％以下，优选5％以下。

上述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，经充分交联后交联率在30％～70％。

本发明结合了聚乙烯热熔胶粘结性能好和交联聚乙烯性能稳定，耐温性好等优点，在粘接过程中，该热熔胶充分浸润，可以达到较好的粘结强度，并可迅速固化，在自然状态下吸水发生交联，热熔胶内部以及与基材的界面形成化学键的网状结构，不仅提高了粘合力，同时提高了热熔胶的耐温性以及化学稳定性，因此，该热熔胶可应用于苛刻条件下的材料粘接，同时，亦可用于容器内衬以及管道涂层等各种领域。

具体实施方式

以下通过具体的实施例来对本发明做进一步阐述，但本发明的范围并不限于此特定例子。

实施例1～8

将聚乙烯及其他聚烯烃加入极性单体、硅烷偶联剂、引发剂及其他助剂，经称量后投入混合机高速混合3～5min，然后投入到TE35双螺杆挤出机(长径比为40∶1)中，控制挤出机一区温度160℃、二区温度180～190℃、三区温度190～200℃、四至七区温度200～210℃、模头温度200～210℃、熔体温度195～205℃、螺杆转速30r/min，料条出模后经水冷却，鼓风吹干后切粒得到产品，测试其性能，具体实验配方及测试结果如表1。

表1.实施例1～8配方及测试结果

注：熔融指数参照GB/T3682测试；剥离强度参照GB-T2791测试，交联度参照GB/T18992测试。

上述聚乙烯A为线性低密度聚乙烯，聚乙烯B为高密度聚乙烯，聚乙烯C为低密度聚乙烯，其熔体流动速率为0.1～60g/10min，优选3～50g/10min，最优选5～30g/10min。

上述聚烯烃D为乙丙共聚物，聚烯烃E为乙烯-α辛烯共聚物，其熔体流动速率为0.5～50g/10min，优选3～20g/10min。

上述引发剂为过氧化二异丙苯。

上述的偶联剂A为乙烯基三乙氧基硅烷，偶联剂B为乙烯基三甲氧基硅烷。

上述的极性单体为马来酸酐。

上述的助剂主要为抗氧剂及催化剂，例如采用抗氧剂为168、1010，催化剂为二月桂酸二丁基锡催化剂。

Claims (8)

1.一种可交联聚乙烯热熔胶组合物，其配方以重量份计算包含以下组分：

其中，所述的聚乙烯为高压聚乙烯、高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的一种以上复配而成，其熔体流动速率为0.1～60g/10min，所述的其他聚烯烃包括聚丙烯，聚苯乙烯，乙烯类共聚物中的一种以上混合，其熔体流动速率为0.5～50g/10min。

2.根据权利要求1所述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，其特征在于：所述的引发剂选自过氧化物、偶氮类引发剂中的一种以上混合。

3.根据权利要求1所述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，其特征在于：所述的引发剂选自偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、1，1’-二(叔丁基过氧基)-3，3，5三甲基环己烷、2，5-二甲基(过氧化-2，5-二叔丁基)己烷中的一种以上混合。

4.根据权利要求1所述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种以上混合。

5.根据权利要求1所述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，其特征在于：所述的极性单体选自马来酸(酐)及其酯类、丙烯酸及其酯类、苯乙烯、甲基丙烯酸酯类中的一种以上混合。

6.权利要求1-5中任一权利要求所述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，通过一步法反应挤出得到。

7.权利要求1-5中任一权利要求所述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，施工前的预交联度在10％以下，经充分交联后交联度为30％～70％。

8.权利要求1-5中任一权利要求所述的可交联聚乙烯热熔胶组合物，应用于材料粘接，或应用于容器内衬以及管道涂层。