[发明专利]3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于胶粘剂领域，特别涉及一种用于3PE防腐管道的胶粘剂制备方法。

背景技术

随着我国的西气东输，有近4000公里的管道需采用三层PE外防腐涂层技术的3PE防腐管道。其结构是：埋地钢管的底层为熔结环氧粉末（FBE）得到的环氧底漆，中间层为胶粘剂，面层为挤塑聚乙烯。环氧底漆的作用是与钢管表面直接粘结，形成牢固的涂膜，具有耐化学腐蚀和抗阴极剥离的性能；中间层胶粘剂使底、面层粘结到一起；面层PE对钢管表面起到机械保护与防腐蚀、绝缘、防透水（气）的作用。通常三层PE防腐的埋地钢管使用寿命达到50年，即被认为是目前国际上最先进的管道外防腐技术，而其中胶粘剂也起到关键作用。

现有中间层胶粘剂存在的问题是：① 现有的制备方法有熔融接枝、溶液接枝、固相接枝、溶剂热合接枝、热引发接枝、辐射和等离子体方法接枝等，这些方法复杂，不适于批量生产；② 所采用的配方较复杂，组分过多，特别是所用的接枝单体马来酸酐（MAH）用量太大，高达5%，所用的过氧化物引发剂为过氧化二异丙苯（DCP），不仅用量大（0.5%），而且受热后的分解产物具有明显臭味，既不利于环保也不利于人们的身心健康。③ 制备过程中需要添加流平剂来调整熔体粘度，使产品的熔体指数在6-10左右，结果导致胶粘剂只能用于喷涂工艺，无法用于缠绕包覆工艺，况且PE热熔胶粉末的制备也相当麻烦。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供一种3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法。本发明的方法生产配方简化、工艺设备简单、产品粘结强度好、物性及其它性能全面达到或超过GB/T23257-2009标准和DIN30670标准，产品性价比更高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法，方法如下：

1）将基质树脂、接枝单体和引发剂，于低速混合机中，控制转速100r/min，于室温混合3-4分钟，再用同向双螺杆挤出机，控制转速200r/min，挤出温度为160-190℃，挤出造粒，制得聚乙烯接枝单体母料；

所述的基质树脂是，按重量百分比由40-70%的高密度聚乙烯（HDPE）、0-10%的低密度聚乙烯（LDPE）、20-50%的线性低密度聚乙烯（LLDPE）和10-20%的乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）组成；

所述的接枝单体是马来酸酐（MAH）、丙烯酸（AA）、甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）或苯乙烯（St）；优选的，接枝单体是马来酸酐（MAH）；接枝单体的用量为基质树脂重量的1.0-2.0%；

所述的引发剂是二叔丁基过氧化物（DTBP）、过氧化二异丙苯（DCP）或过氧化苯甲酰（BPO）；优选的，引发剂是二叔丁基过氧化物（DTBP）；引发剂的用量为基质树脂重量的0.10-0.20%；

2）取20-40份聚乙烯接枝单体母料、15-30份高密度聚乙烯、0-10份低密度聚乙烯、20-50份线性低密度聚乙烯、5-35份增粘剂，得混合物，然后加入混合物总重量0.1-1%的抗氧剂，于高速混合机中，控制转速400r/min，于室温混合2-3分钟，再用同向双螺杆挤出机，控制转速350r/min，挤出温度为170-190℃，挤出造粒，得到目标产物3PE防腐管道用胶粘剂；

所述的增粘剂是乙烯-辛烯共聚物（POE）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、以聚苯乙烯为末端段以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物（SEBS）或三元乙丙橡胶（EPDM）的一种或两种以上的混合；优选的，增粘剂是乙烯-辛烯共聚物（POE）和乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）的混合物。

本发明的有益效果是：本发明以PE为基质树脂，通过挤出反应在聚乙烯分子链上接枝带有极性官能团的单体。通过本发明的方法制备的胶粘剂，其活性基团（酸酐）与环氧底漆的环氧基团反应形成化学键合，又以其PE基质与面层PE相容，从而使底层和面层牢固地粘接到一起，产品粘结强度好、物性及其它性能全面达到或超过GB/T23257-2009标准和DIN30670标准。本发明的方法特别采用二叔丁基过氧化物（DTBP）为引发剂，确保产品热分解无味，同时极大地降低了接枝单体马来酸酐的用量，从而减少了对环境的污染和对操作人员健康的伤害。本发明的方法配方简单，设备简单，方法易于操作。

具体实施方式

实施例1   3PE防腐管道用胶粘剂的制备方法

（一）制备聚乙烯接枝马来酸酐母料（PE-g-MAH母料）

1）配方