一种新型高性能环保型胶粘剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种新型高性能环保型胶粘剂及其制备方法，其特征在于，该胶粘剂包含如下重量百分含量的各原料组分：聚烯烃接枝物粘接树脂30-60％、聚酯弹性体10-30％、增黏树脂10-20%、改性剂5-10%、阻聚剂0.4-3%、黏度调节剂3-5%、抗氧剂0.2-1％、助剂0.4-3%；该新型高性能环保型胶粘剂基于现在商品3PE胶粘剂的缺点而开发，用新型接枝反应设备，改进引发剂与接枝单体，加大接枝反应深度，优化产品分子链结构，从而增强粘接强度，使胶层减薄10-20μm，胶层厚度在150-230μm，节约应用成本，具有明显的技术优势。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能环保型胶粘剂及其制备方法
本专利技术涉及一种胶粘剂，尤其涉及一种高性能环保型胶粘剂及其制备方法，属于高分子复合材料制备及加工领域。
技术介绍
金属腐蚀是一个重大的经济问题，油气管道的外防腐层是确保管道安全的重要屏障，管道及构件防腐技术在国民经济整体格局中发挥着重要作用，关系到输油、输气等领域的使用安全和设施使用寿命问题。目前，每年因金属腐蚀所带来的经济损坏巨大，特别是对管道外防腐技术也提出了更高的要求。防腐涂层历经多年的发展演变形成了多种多样的格局，包括2/3PE防腐、2/3PP防腐、聚乙烯粉末涂料防腐等等。其中应用较多、防腐界普遍看好的防腐涂层是3PE防腐。胶粘剂是3PE防腐涂层的关键材料，但是有其自身的缺陷，主要表现为接枝率偏低影响粘接强度造成胶层加厚、剥离强度不高、易产生热老化等等。中国专利CN1160390C介绍了一种聚乙烯-马来酸酐接枝物共聚物溶剂热合成制备方法，其特征在于在高压反应釜中，放入聚乙烯树脂、马来酸酐、分山鸡、引发剂和共聚单体并溶解于溶剂中，在一定温度和时间下进行反应得到聚乙烯-马来酸酐接枝物；专利CN103468180A介绍了一种3PE防腐管道用PE胶粘剂的制备方法，将基质树脂、接枝单体和引发剂，通过双螺杆挤出造粒，制得聚乙烯接枝母料，母料具备良好的力学性能、干粉流动性、流平性。现有技术中普遍存在以下技术问题：1）成本较高，胶粘剂的剥离强度和柔韧性较差；2）胶粘剂的阻燃性较差；3）现有的胶粘剂容易出现凝胶现象，并且能耗较高，因此，迫切的需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种高性能环保型胶粘剂及其制备方法，该高性能环保型胶粘剂基于现在商品3PE胶粘剂的缺点而开发，用接枝反应设备，改进引发剂与接枝单体，加大接枝反应深度，优化产品分子链结构，从而增强粘接强度，使胶层减薄10-20μm，胶层厚度在150-230μm，节约应用成本，具有明显的技术优势。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下，一种高性能环保型胶粘剂及其制备方法，其特征在于，该胶粘剂包含如下重量百分含量的各原料组分：聚烯烃接枝物粘接树脂30-60％、聚酯弹性体10-30％、增黏树脂10-20%、改性剂5-10%、阻聚剂0.4-3%、黏度调节剂3-5%、抗氧剂0.2-1％、助剂0.4-3%；所述聚烯烃接枝物粘结树脂的制备工艺为，以聚乙烯和聚丙烯为基体树脂，以0.5-6wt%的马来酸酐（MAH）、苯乙烯(St)的一种或共混物为接枝单体，以0.1-0.3wt%的2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(DMDPB)、叔丁基过氧化氢（BHPO）的一种或共混物为引发剂，通过高混机预混，确保各组分分散均匀，通过反应挤出工艺得到聚烯烃接枝物粘结树脂；球磨机对聚烯烃接枝物粘结树脂进行预处理，得到聚烯烃粉末；将称重好的聚烯烃粉末、聚酯弹性体、增黏树脂、改性剂、阻聚剂、助剂、黏度调节剂、抗氧剂预混后经过双螺杆挤出机共混挤出得到PE热熔胶颗粒，挤出机温度为140-220℃，螺杆转速300r/min，双螺杆长径比L/D=52:1。作为本专利技术的一种改进，所述助剂为ABX(两种橡胶类与某种含硫化合物复配而成)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、一种硫代酸酯(AB)中的一种或者几种混合物。作为本专利技术的一种改进，所述阻聚剂为二甲基乙酰胺（DMAC）和二甲基亚砜(DMSO)中的一种或者两种混合。作为本专利技术的一种改进，所述改性剂为笼型倍半硅氧烷。作为本专利技术的一种改进，所述基体树脂为高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯（PP）或聚烯烃共混物。作为本专利技术的一种改进，所述低密度聚乙烯为线性低密度聚乙烯(LLDPE),聚丙烯为共聚聚丙烯（CO-PP）。作为本专利技术的一种改进，所述黏度调节剂为聚乙烯酯、聚丙烯酯中的一种或几种。作为本专利技术的一种改进，所述基体树脂粉末颗粒80目通过率80-95%。作为本专利技术的一种改进，所述的抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168。本专利技术通过球磨机装置处理的基体树脂粉末，再经过双螺杆挤出机共混复合工艺挤出得到的胶粘剂颗粒，磨粉装置磨粉温度为20-50℃，80目通过率为80-95%。本专利技术按照防腐层使用场合会在配方中当中添加有机蒙脱土、微米级碳短纤维等填充剂，提高产品耐候性。相对于现有技术，本专利技术的优点如下，1）该技术方案可以解决传统3PE生产工艺中的上述问题，首先，产品制备过程采用了磨粉装置将聚烯烃原料磨粉，与单体、引发剂通过熔融挤出可以有效消耗酸酐量，保证环保性，提高接枝率和柔韧性2）其次，产品采用改性剂笼性倍半硅氧烷（POSS），可以大幅提高产品阻燃性和热稳定性，改善PE胶粘剂的剥离强度和柔韧性，提高阻燃性；3）再次，产品采用ABX(两种橡胶类与某种含硫化合物复配而成)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、一种硫代酸酯(AB)等的一种或者几种混合作为助剂,同时采用二甲基乙酰胺（DMAC）和二甲基亚砜(DMSO)为阻聚剂，大大降低接枝过程中交联副反应，消除凝胶现象，改善PE胶粘剂的剥离强度，明显提高马来酸酐官能团在聚乙烯分子链上的接枝率，从而提高胶粘剂的剥离强度；4）该技术方案采用聚丙烯蜡作为黏度调节剂，可以有效调节产品熔融黏度，降低能耗；5）该技术方案成本较低，便于大规模推广使用。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解和认识，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步描述和介绍。实施例1：PE胶粘剂配方(100%)如下:聚烯烃接枝物粘接树脂60%，聚酯弹性体12%，增粘树脂12%，阻聚剂3%，助剂3%，改性剂5%，黏度调节剂4%，抗氧剂1%，其中，聚烯烃接枝物粘接树脂的配方(100%):高密度聚乙烯50%，线性低密度聚乙烯30%，共聚聚丙烯15.8%，马来酸酐单体4%，2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(DMDPB)0.2%；其中，聚酯弹性体的组成为:TPES50%，EVA50%；其中增黏树脂的组成为：C5石油树脂50%，萜烯树脂25%、改性松香树脂25%；其中阻聚剂的组成为二甲基乙酰胺（DMAC）50%，二甲基亚砜(DMSO)50%，助剂为ABX(两种橡胶类与某种含硫化合物复配而成)50%，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯50%，改性剂为乙烯基笼性倍半硅氧烷，将聚烯烃接枝物粘接树脂配方中聚乙烯和聚丙烯组分原料精确称重后通过磨粉装置磨粉，与其他组分再通过高混机预混，确保各组分分散均匀，然后经双螺杆反应挤出得到聚乙烯接枝物粘接树脂。将称重好的粘接树脂、聚酯弹性体、增粘树脂、改性剂、阻聚剂、助剂、黏度调节剂、抗氧剂预混后经过双螺杆挤出机混炼得到PE热熔胶颗粒。挤出机温度为140-220℃，螺杆转速300r/min，双螺杆长径比L/D=52:1。实施例2：PE胶粘剂配方(100%)如下:聚烯烃接枝物粘接树脂50%，聚酯弹性体14%，增粘树脂15%，阻聚剂3%，助剂3%，改性剂10%，黏度调节剂4.5%，抗氧剂0.5%，其中，聚烯烃接枝物粘接树脂的配方(100%):高密度聚乙烯50%，线性低密度聚乙烯30%，共聚聚丙烯15.8%，马来酸酐单体4%，叔丁基过氧化氢（BHPO）0.2%；其中，弹性体增粘树脂的组成为:TPES25%，EVA75%；其中增黏树脂的组成为：C5石油树脂25%，萜烯树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型高性能环保型胶粘剂及其制备方法，其特征在于，该胶粘剂包含如下重量百分含量的各原料组分：聚烯烃接枝物粘接树脂30‑60％、聚酯弹性体10‑30％、增黏树脂10‑20%、改性剂5‑10%、阻聚剂0.4‑3%、黏度调节剂3‑5%、抗氧剂0.2‑1％、助剂0.4‑3%；所述聚烯烃接枝物粘结树脂的制备工艺为，以聚乙烯和聚丙烯为基体树脂，以0.5‑6wt%的马来酸酐（MAH）、丙烯酸(AA)、苯乙烯(St)的一种或共混物为接枝单体，以0.1‑0.3wt%的2, 3‑二甲基‑2, 3‑二苯基丁烷( DMDPB)、叔丁基过氧化氢（BHPO）的一种或共混物为引发剂，通过高混机预混，确保各组分分散均匀，通过反应挤出工艺得到聚烯烃接枝物粘结树脂；通过球磨机对聚烯烃接枝物粘结树脂进行预处理，得到聚烯烃粉末；将称重好的聚烯烃粉末、聚酯弹性体、增黏树脂、改性剂、阻聚剂、助剂、黏度调节剂、抗氧剂预混后经过双螺杆挤出机共混挤出得到PE热熔胶颗粒，挤出机温度为140‑220℃，螺杆转速300r/min，双螺杆长径比L/D = 52:1。

【技术特征摘要】
1.一种高性能环保型胶粘剂的制备方法，其特征在于，该胶粘剂包含如下重量百分含量的各原料组分：聚烯烃接枝物粘接树脂30-60％、聚酯弹性体10-30％、增黏树脂10-20%、改性剂5-10%、阻聚剂0.4-3%、黏度调节剂3-5%、抗氧剂0.2-1％、助剂0.4-3%；所述聚烯烃接枝物粘结树脂的制备工艺为，以聚乙烯和聚丙烯为基体树脂，以0.5-6wt%的马来酸酐（MAH）、丙烯酸(AA)、苯乙烯(St)的一种或共混物为接枝单体，以0.1-0.3wt%的2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(DMDPB)、叔丁基过氧化氢（BHPO）的一种或共混物为引发剂，通过高混机预混，确保各组分分散均匀，通过反应挤出工艺得到聚烯烃接枝物粘结树脂；通过球磨机对聚烯烃接枝物粘结树脂进行预处理，得到聚烯烃粉末；将称重好的聚烯烃粉末、聚酯弹性体、增黏树脂、改性剂、阻聚剂、助剂、黏度调节剂、抗氧剂预混后经过双螺杆挤出机共混挤出得到PE热熔胶颗粒，挤出机温度为140-220℃，螺杆转速300r/mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾浦中，刘凤，徐贤安，朱东升，韩丹，孟富新，
申请(专利权)人：江苏凯力高分子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32