一种防腐管道用聚丙烯胶粘剂粉末及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种防腐管道用聚丙烯胶粘剂粉末及其制备方法，各原料按重量百分比计算包括：聚丙烯粘接树脂5-35％；聚烯烃基体树脂30-70％；增韧剂5-25％；纳米填料1-5％；流动改性剂0-5％；抗氧剂0.1-0.5％；所述聚烯烃基体树脂包括均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的至少一种；所述增韧剂包括三元乙丙橡胶、乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚乙烯辛烯共弹性体和SEBS中的至少一种；所述制备方法包括以下步骤:1)将原料混合后，双螺杆挤出机挤出造粒；2)聚丙烯胶粘剂料粒研磨；该粉末在施工过程中能够自然流平，并与环氧粉末和外层聚丙烯有非常高的剥离强度；同时，也适用于管道接口以及弯管的防腐。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涂料领域，涉及功能化聚丙烯及其共混物的应用，具体涉及一种防腐 管道用聚丙烯胶粘剂粉末及其制备方法。
技术介绍
从上个世纪90年代至今，管道防腐领域多采用三层(3PE)结构组成，主要包括里层 环氧粉末层、中间层粘接层、外层聚乙烯防护层。这三层结构中，环氧粉末起到最关键的防 腐作用，中间的胶粘剂层和外层的聚乙烯层是对环氧粉末的保护，保证环氧粉末能够更好 地保护钢管。随着石油天然气等能源的需求量越来越大，易开采地区的能源容量已经无法 满足要求，石油天然气的的开采逐步迈向深海以及热带雨林等极端恶劣的环境和地区。所 以，对管道防腐的要求也越来越高，而传统的3PE无法满足耐高温等恶劣环境需求。3PP防腐 综合性能优异，将环氧粉末和聚丙烯的优点集于一体，具有良好的粘接性能、高度电绝缘 性、优良的防水、抗透湿性能、密度小、耐化学侵蚀性能以及良好的机械强度、抗冲击性能， 可用于各类环境，特别适用于对涂层机械性能、耐土壤应力及阻力屏障性能要求较高的苛 刻的环境如碎(卵)石土壤、石方段、土壤含水量高，生物活动频繁，植物根系发达地区。对于 挤压型聚丙烯其使用温度可以达到120°C，甚至可以短期承受140°C高温。3PP防腐技术于20 世纪初进入我国，目前规模越来越大，日益受到重视。 3PP防腐同样有其自身的缺陷，主要表现为：1、传统的国内外钢质管道三层PP涂层 成型全部采用挤出机分别挤出中间粘结剂和外层聚丙烯，使其包覆在环氧底胶外面，对于 每一套生产成型装置，需要两大挤塑装置，能耗偏大。2、传统工艺由于热熔胶粘剂层和夹克 料层挤出的都是膜片，无论采用缠绕成型或是挤压包覆成型，对于螺旋焊钢管或直缝焊钢 管，焊缝防腐层的厚度总会减薄，并且由于负压过小或碾压滚轮碾压不密实，焊缝侧总存在 缺陷。3、在低温状态下，由于中间粘结剂层与环氧粉末底胶不存在物理渗透，防腐层受到外 界冲击时，防腐层冲击区可能发生破损。4、在接头和弯管方面，传统的方法是采用单环氧粉 末或者是缠绕聚丙烯带，这种防腐方法受环境因素和人为因素影响很大，大大降低了防腐 层的防腐效果，使防腐层的寿命下降。使用粉末胶粘剂可以有效的解决以上问题，减少管道 的防腐缺陷，大大提高管道的使用寿命。 专利号CN 102052543 A公开了一种复合PE粉末热喷涂石油天然气管道防腐涂层， 该防腐涂层是在石油天然气管道的内壁或者外壁依次热喷涂低温固化环氧粉末(PBE)、胶 粘剂(AD)、改性PE粉末三种涂料，在石油天然气管道的内壁或者外壁上形成共混界面的防 腐涂层。专利号CN 102533162A介绍了 3PE防腐管道中的PE胶粘剂粉末，但是PE和PP材料有 着本质的区别，在设计配方过程中的创新思路不一样，不能沿用PE的开发思路去研究PP，此 外PP粉末的制备方法也与PE粉末的制备方法完全不同。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一是提供一种防腐管道用聚丙烯胶粘剂粉 末，该粉末具备良好的干粉流动性、流平性以及优异的力学性能，适合撒粉工艺、火焰喷涂 工艺并且与环氧粉末有非常高的粘接强度。 为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种防腐管道用聚丙烯胶粘剂粉末， 各原料按重量百分比计算包括： 聚丙烯粘接树脂 5-35% 聚烯烃基体树脂 30-70% 增韧剂 5.25% 纳米填料 1-5% 流动改性剂 0 5% 抗氧剂 0.1-0.5%; 以上重量百分比之和为100%。 作为本专利技术的一种优选的方案:所述聚丙烯粘接树脂通过以下制备工艺制得：以 均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的至少一种为基体树脂；以马来酸酐为接枝单体，接枝单体占 聚丙烯粘接树脂制备原料的质量浓度为1~以过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酰为引 发剂，引发剂占聚丙稀粘接树脂制备原料的质量浓度为0.05~0. lwt% ;加入苯乙稀或甲基 丙烯酸甲酯，苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯占聚丙烯粘接树脂制备原料的质量浓度为1~ 5wt% ;通过反应挤出工艺得到聚丙稀粘接树脂。 该聚丙稀粘接树脂的接枝率达到1~2wt%，高于普通的聚丙稀粘接粘接树脂，少 量添加即可使聚丙烯胶粘剂粉末与环氧层由极好的粘接力，对环氧粉末起到良好的保护作 用，在本专利技术方案中，聚丙烯粘接树脂的用量少会减低热熔胶粉末的粘结力，用量过大会导 致热熔胶粉末变脆，影响防腐层的冲击性能以及耐环境应力开裂性能。 作为本专利技术的一种优选的方案:所述聚烯烃基体树脂包括均聚聚丙烯、无规共聚 聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯中的至少一种。基体树脂的作用是用以改善聚丙烯胶粘剂粉末的 干粉流动性及流平性。作为本专利技术的一种优选的方案:所述增韧剂包括三元乙丙橡胶、乙烯-乙酸乙烯共 聚物、聚乙烯辛烯共弹性体和SEBS中的至少一种。加入增韧剂可以使聚丙烯各个组分之间 混合更加均匀，改善聚丙烯的加工性能，还可以显著提高聚丙烯材料的冲击性能，保证胶粘 剂层在长期的使用过程中保持较好的完整性，更好地保护环氧层。 作为本专利技术的一种优选的方案:所述纳米填料包括经硅烷偶联剂处理过的纳米碳 酸钙、纳米氧化锌和纳米二氧化娃中的至少一种。纳米填料可以改善材料的力学性能以及 提尚材料与环氧层的粘接力。 作为本专利技术的一种优选的方案:所述流动改性剂为聚丙烯酸酯。流动改性剂的加 入能够调节体系熔体的表面张力，改善体系的流平性。涂装流平后表面无橘皮纹、流挂现 象，涂层内部无针孔。 作为本专利技术的一种优选的方案:所述抗氧剂包括抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂 245、紫外线吸收剂和光稳定剂中的至少一种。抗氧剂主要是改善材料的热老化性和光老化 性能，提尚材料的使用年限。 本专利技术的另一个目的在于提供一种防腐管道用聚丙烯胶粘剂粉末的制备方法;该 方法采用双螺杆挤出工艺得到聚丙烯胶粘剂粒料，通过液氮冷冻磨粉机磨粉得到胶粘剂粉 末。 为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案： 1)按配比将原料混合后，在温度为190~220°C的条件下，通过双螺杆挤出机挤出 造粒，得到聚丙稀胶粘剂料粒； 2)将步骤1)得到的聚丙烯胶粘剂料粒研磨，得到聚丙烯胶粘剂粉末。 作为本专利技术的一种优选的方案，步骤1)中，所述聚丙烯胶粘剂料粒在温度为23°C、 压力为2.16kg的条件下，其熔融指数为4~10g/10min;所述聚丙烯胶粘剂料粒的拉伸强度 2 20MPa，断裂伸长率2 400 %，常温冲击强度2 50KJ/m2。 作为本专利技术的一种优选的方案，所述步骤2)中，聚丙烯胶粘剂料粒通过氮冷冻磨 粉设备研磨，研磨温度为-20~-80°C;优选地，研磨效果的较佳的温度为-40~-60°C。研磨 后，粉末颗粒60目过筛的通过率为90-100 %，80目通过率为80-90 %，胶粘剂粉末干粉流动 性佳，粉末悬浮比^ 28 %，安息角S 32°。 本专利技术的有益效果在于： 1、本专利技术制备的聚丙烯胶粘剂粉末不需添加增粘剂，采用流动改性剂提高干粉的 流动性、流平性以及优异的力学性能，结合添加纳米填料提高材料的剥离强度，粉末具有良 好的耐环境应力开裂性、耐热老化性能，耐紫外光老化性能、抗压性、耐腐蚀性，适合撒粉工 艺、火焰喷涂工艺并且与环氧粉末有非常高的粘接强度。 2、本专利技术可以简化防腐管道的生产工艺，降低生产成本;可使用喷涂生产工艺，粉 末流平性能优异，防腐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防腐管道用聚丙烯胶粘剂粉末，其特征在于各原料按重量百分比计算包括：

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐舫成，张阳阳，杜壮，汪加胜，
申请(专利权)人：广州鹿山新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44