CN109401643A - 一种具有高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料及其制备方法 - Google Patents

一种具有高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及高分子改性领域,公开了一种具有高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂及其制备方法,该材料组成成分按重量份计算如下：马来酸酐接枝聚乙烯40‑50wt％，乙烯‑醋酸乙烯共聚物5‑10wt％，阻透性树脂5‑10wt％，高密度聚乙烯30‑40wt％，软化剂5‑10wt％，马来酸酐1.5‑3 wt％,复合引发剂0.3‑0.8 wt％,抗氧剂0.1‑2wt％，其总重量满足100％。本发明经采用双螺杆机挤出设计。此方法所得到的粘接树脂具有较高的粘接强度、优异的抗渗透性，可以广泛应用于埋地排水用钢带增强聚乙烯螺旋波纹管防腐领域中，对镀锌钢带亦具有良好的粘接力与阻隔性能。

Description

一种具有高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂 材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子改性领域，特别是一种具有高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料及其制备方法。
背景技术
聚乙烯（PE）为热塑性通用塑料，其具有结晶速度快、易成型加工、耐有机溶剂、吸水率低等特点。在实际应用领域中，因纯聚乙烯无极性，所以对金属无粘结性，在钢塑复合领域无法直接使用。
为解决此问题，使聚乙烯材料产生极性以对金属有粘结力，最有效且利于工业大规模生产的方法就是采用熔融接枝方法，使聚乙烯分子量上接枝极性基团，从而使其对金属产品较强粘接力，可用于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管中,作为聚乙烯和钢带的粘接剂使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料及其制备方法，通过在聚乙烯分子量上接枝极性基团，从而使其对金属产品较强粘接力，可以广泛的作为聚乙烯和钢带的粘接剂使用。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明公开了一种具有高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料，所述材料各组分重量百分比如下：
马来酸酐接枝聚乙烯40-50％、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-10％、阻透性树脂5-10％、高密度聚乙烯30-40％、软化剂5-10％、马来酸酐1.5-3％、复合引发剂0.3-0.8％、抗氧剂0.1-2％。
其中，马来酸酐接枝聚乙烯为线性低密度聚乙烯接枝改性产品，其熔体流动指数为2.5g/10min，相对密度为0.936g/cm3。
其中，乙烯-醋酸乙烯共聚物为EVA弹性体材料，其熔体流动指数为20g/10min，醋酸乙烯含量为18%，相对密度为0.921g/cm3。
其中，阻透性树脂为EVOH材料，其熔体流动指数为2g/10min，相对密度为1.17g/cm3。
其中，聚乙烯为高密度聚乙烯，其熔体流动指数为7g/10min，相对密度为0.942g/cm3。
其中，软化剂为POE弹性体，其熔体流动指数为20g/10min，相对密度为0.89g/cm3。
优选的，复合引发剂为DCP与BPO混合的复合引发剂。
其中，抗氧剂为B215、抗氧剂1010和抗氧剂168复配而成的抗氧剂。
本发明还公开了一种高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料的制备方法，包括以下几个步骤：
（1）先将各组分按照重量百分比称取，马来酸酐接枝聚乙烯40-50wt%，乙烯-醋酸乙烯共聚物 5-10wt％，阻透性树脂5-10wt％，高密度聚乙烯30-40wt％，软化剂5-10wt％，马来酸酐1.5-3 wt％,复合引发剂0.3-0.8 wt％,抗氧剂0.1-2wt％；
（2）将处复合引发剂及抗氧剂之外的原料加入高混机中，然后加入复合引发剂及抗氧剂，高速混合1-3min，停止高混机；
（3）加马来酸酐加热至完全熔融状态，在高混机低速搅拌状态下，从小加料口缓慢均匀倒入干混机内，继续低速搅拌2min，放料；
（4）将（3）中混合好的物料加入同向平行双螺杆挤出机中挤出造粒，熔融挤出温度为200-250℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过配方和工艺双重优化，针对目前实际应用中纯聚乙烯无极性无法对金属进行粘结的问题，从聚乙烯的改性出发，通过马来酸酐接枝聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物共同改性的作用，实现在友好加工换进行制备得到具有强金属粘结作用的树脂材料。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
本发明公开了一种具有高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料，所述材料各组分重量百分比如下：
马来酸酐接枝聚乙烯40-50％、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-10％、阻透性树脂5-10％、高密度聚乙烯30-40％、软化剂5-10％、马来酸酐1.5-3％、复合引发剂0.3-0.8％、抗氧剂0.1-2％。
其中，马来酸酐接枝聚乙烯为线性低密度聚乙烯接枝改性产品，其熔体流动指数为2.5g/10min，相对密度为0.936g/cm3。
其中，乙烯-醋酸乙烯共聚物为EVA弹性体材料，其熔体流动指数为20g/10min，醋酸乙烯含量为18%，相对密度为0.921g/cm3。
其中，阻透性树脂为EVOH材料，其熔体流动指数为2g/10min，相对密度为1.17g/cm3。
其中，聚乙烯为高密度聚乙烯，其熔体流动指数为7g/10min，相对密度为0.942g/cm3。
其中，软化剂为POE弹性体，其熔体流动指数为20g/10min，相对密度为0.89g/cm3。
其中，复合引发剂为DCP与BPO混合的复合引发剂。
其中，抗氧剂为B215、抗氧剂1010和抗氧剂168复配而成的抗氧剂。
本发明还公开了一种高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料的制备方法，包括以下几个步骤：
（1）先将各组分按照重量百分比称取，马来酸酐接枝聚乙烯40-50wt%，乙烯-醋酸乙烯共聚物 5-10wt％，阻透性树脂5-10wt％，高密度聚乙烯30-40wt％，软化剂5-10wt％，马来酸酐1.5-3 wt％,复合引发剂0.3-0.8 wt％,抗氧剂0.1-2wt％；
（2）将处复合引发剂及抗氧剂之外的原料加入高混机中，然后加入复合引发剂及抗氧剂，高速混合1-3min，停止高混机；
（3）加马来酸酐加热至完全熔融状态，在高混机低速搅拌状态下，从小加料口缓慢均匀倒入干混机内，继续低速搅拌2min，放料；
（4）将（3）中混合好的物料加入同向平行双螺杆挤出机中挤出造粒，熔融挤出温度为200-250℃。
实施例2
本实施例以实施例1所提出的配方及制备方法为基础，针对配方中各组分比例进行优化，具体如下表所示：
表1 各实验组组分一览表
项目 实验组1 实验组2 实验组3 实验组4
马来酸酐接枝聚乙烯 40% 42% 45% 50%
乙烯-醋酸乙烯共聚物 8% 7% 6% 5%
阻透性树脂 8% 7% 5% 5%
高密度聚乙烯 33% 35.2% 36.5% 32.5%
软化剂 7% 6% 5% 5%
马来酸酐 3% 2% 1.5% 1.5%
复合引发剂 0.7% 0.5% 0.7% 0.7%
抗氧剂 0.3% 0.3% 0.3% 0.3%
实施例3
本实施例以实施例2所提出的不同比例的实验组为实验对象，针对其制得的测试样品理化性能进行研究分析，具体样品制备方法如下：
按照以上的比例称取各组分重量，除马来酸酐外按一定的顺序加入高速混合机中混合1-3min，马来酸酐加热至完全熔融状态，在高混机低速搅拌状态下，从小加料口缓慢均匀倒入干混机内，继续低速搅拌2min，放料。混合均匀的物料加入同向平行双螺杆挤出机中，熔融挤出温度为200-250℃，具体各项性能测试结果如表2所示。
表2 实验结果一览表
项目 实验组1 实验组2 实验组3 实验组4
熔融指数 1.0 1.4 2.0 2.2
拉伸强度 15.1 15.4 15.3 15.3
断裂伸长率 460 510 530 560
维卡软化点 112 114 114 114
简支梁缺口冲击强度 16.5 17.2 18.6 19.2
简支梁无缺口冲击强度 ＞100 ＞100 ＞100 ＞100
与铝片180°剥离强度 220 336 308 282
根据表2数据，可看出，从实验组1到实验组4，样品的熔指逐渐升高，断裂伸长率、简支梁缺口冲击强度亦逐渐提高。原因分析为：从实验组1到实验组4，马来酸酐的添加量是逐步减少的，这导致了产品的接枝率（或交联度）逐渐降低，即分子链之间的缠绕较少，空间位阻较少，最终导致了产品的熔指、断裂伸长率、简支梁缺口冲击强度均有提高。
根据表2数据，可看出，从实验组1到实验组4，样品的剥离强度（即粘接力）呈先增大后减小的趋势。原因分析为：实验组1中，马来酸酐的添加量最多，导致产品在反应中有部分交联反应，交联反应对产品的粘接力有负影响，从而影响了其剥离强度的进一步提高；实验组2中，马来酸酐的添加量适中，接枝反应较为充分，而交联反应又得到合理控制（交联反应极少），故剥离强度比较高；实验组3中，马来酸酐的添加量最少，反应中几乎全部为接枝反应，但由于马来酸酐添加量少，接枝反应未达到极限，接枝率偏低，故剥离强度实验组2有所下降。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料，其特征在于，所述材料各组分重量百分比如下：
马来酸酐接枝聚乙烯40-50％、乙烯-醋酸乙烯共聚物5-10％、阻透性树脂5-10％、高密度聚乙烯30-40％、软化剂5-10％、马来酸酐1.5-3％、复合引发剂0.3-0.8％、抗氧剂0.1-2％。
2.根据权利要求1所述的高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料，其特征在于，所述的马来酸酐接枝聚乙烯为线性低密度聚乙烯接枝改性产品，其熔体流动指数为2.5g/10min，相对密度为0.936g/cm3。
3.根据权利要求1所述的高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料，其特征在于，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物为EVA弹性体材料，其熔体流动指数为20g/10min，醋酸乙烯含量为18%，相对密度为0.921g/cm3。
4.根据权利要求1所述的高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料，其特征在于，所述的阻透性树脂为EVOH材料，其熔体流动指数为2g/10min，相对密度为1.17g/cm3。
5.根据权利要求1所述的高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料，其特征在于，所述的聚乙烯为高密度聚乙烯，其熔体流动指数为7g/10min，相对密度为0.942g/cm3。
6.根据权利要求1所述的高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料，其特征在于，所述的软化剂为POE弹性体，其熔体流动指数为20g/10min，相对密度为0.89g/cm3。
7.根据权利要求1所述的高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料，其特征在于，所述的复合引发剂为DCP与BPO混合的复合引发剂。
8.根据权利要求1所述的高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料，其特征在于，所述的抗氧剂为B215、抗氧剂1010和抗氧剂168复配而成的抗氧剂。
9.根据权利要求1-8任一所述的高粘接力钢带增强聚乙烯螺旋波纹管专用粘接树脂材料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
（1）先将各组分按照重量百分比称取，马来酸酐接枝聚乙烯40-50wt%，乙烯-醋酸乙烯共聚物 5-10wt％，阻透性树脂5-10wt％，高密度聚乙烯30-40wt％，软化剂5-10wt％，马来酸酐1.5-3 wt％,复合引发剂0.3-0.8 wt％,抗氧剂0.1-2wt％；
（2）将处复合引发剂及抗氧剂之外的原料加入高混机中，然后加入复合引发剂及抗氧剂，高速混合1-3min，停止高混机；
（3）加马来酸酐加热至完全熔融状态，在高混机低速搅拌状态下，从小加料口缓慢均匀倒入干混机内，继续低速搅拌2min，放料；
（4）将（3）中混合好的物料加入同向平行双螺杆挤出机中挤出造粒，熔融挤出温度为200-250℃。
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