一种耐高温粘结树脂及其制备方法.pdf

本发明公开了一种耐高温粘结树脂，所述粘结树脂包括以下原料组分及重量份：聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物 20~30份、聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物 20~45份、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物10~25份、尼龙6 20～50份、黏度调节剂5～10份、抗氧剂0.1～0.5份。用本发明方法得到的粘结树脂，可用于在40～80℃高温潮湿条件下钢丝与聚乙烯的粘结；这种粘结树脂属于热熔胶黏剂,不含溶剂,无毒害作用，具有不吸潮、耐腐蚀、耐老化等特点，易于保存和运输。

权利要求书
1.  一种耐高温粘结树脂，其特征在于，所述粘结树脂包括以下原料组分及重量份：


2.  如权利要求1所述耐高温粘结树脂，其特征在于，所述聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物 为20～35份。

3.  如权利要求1所述耐高温粘结树脂，其特征在于，所述聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物 在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～20g/10min。

4.  如权利要求1所述耐高温粘结树脂，其特征在于，所述聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物 在190℃和2.16kg下的熔融指数均为5～20g/10min。

5.  如权利要求1所述耐高温粘结树脂，其特征在于，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯 丙烯共聚物在190℃和2.16kg下的熔融指数均为5～20g/10min。

6.  如权利要求1所述耐高温粘结树脂，其特征在于，所述尼龙6在230℃和2.16kg下的熔 融指数均为5～20g/10min。

7.  如权利要求1所述耐高温粘结树脂，其特征在于，黏度调节剂的数均分子量为2000～3000， 密度为0.90～0.95g/cm3。

8.  如权利要求1所述耐高温粘结树脂，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂1010和BHT 中的一种或两种。

9.  一种如权利要求1～8任一项所述耐高温粘结树脂的制备方法，为采用熔融共混方法制备粘 结树脂，包括以下步骤：
1)在150～180℃下，将尼龙6加入反应釜中加热熔融；
2)然后添加抗氧剂和黏度调节剂熔融混合；
3)最后加入聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、 甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物熔融混合。

10.  如权利要求1～8任一项所述耐高温粘结树脂在钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管上的应用。

说明书一种耐高温粘结树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种粘结剂组合物领域，具体涉及一种钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管专用粘 结树脂及其制备方法。
背景技术
钢塑复合管道是一种新兴的复合管管材，与传统的铸铁管及塑料管道相比，具有质轻、 防腐、耐压、耐磨、低成本、卫生等优点。钢塑复合管有很多分类，钢丝网骨架聚乙烯塑料 复合管道就是其中一种。缠绕在管道中间层的钢丝网起到部分承压的作用，使这种管道具有 一定的耐内压能力。钢丝与聚乙烯之间不具备粘结性，所以在此种管道中必须使用粘结树脂。 通过粘结树脂将钢丝网与聚乙烯内外层管道进行粘结，粘结树脂在其中的作用重要，良好的 粘结可以起到固定钢丝网网格结构的作用，同时也为应力在复合管道中的均匀传导起到决定 性作用。但是现有技术中粘结树脂多是满足常温或者环境温度下使用，当将钢丝网骨架聚乙 烯复合管应用于高温输水领域时，在较高的水温的浸泡下，复合管的强度会大幅下降，不能 满足使用要求。
申请号为2011104384276的国内专利公开了一种钢塑复合管道用热熔胶及生产方法，其 含有的原料组分重量百分比为95～98％的高密度聚乙烯，0.9～2.0％的马来酸酐，0.02～0.2％的过 氧化物，0.09～0.5％的抗氧剂，0.9～4.0％的溶剂，其生产步骤包括：向混合机中加入高密度聚 乙烯和抗氧剂，控制搅拌机内温度35～40℃，搅拌2～7分钟；用中速剪切组合的双螺杆挤出造 粒机造粒，挤出温度170～180℃，机头温度190～200℃。并将该成果用于解决钢塑复合管道生 产中钢带和塑料之间的粘合问题，按行标CJ/T189-2007检测要求指标，剥离强度为达标， 环柔度合格，阳光暴晒合格，均符合行业标准。但是其克服的技术问题是现有技术中粘结树 脂不能适用于超过1000cm规格管材，致使管材环柔度指标不合格，出现加强筋与基体脱开问 题，管材阳光下暴晒易出现钢带与塑料层脱离现象。而对于应用于高温输水领域出现的粘结 强度下降不能满足使用要求的问题并没有提供解决之道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粘结树脂，用于克服现有技术中应用于高温输水领域的钢丝 网骨架聚乙烯复合管中使用的粘结树脂不能满足使用环境的需要，吸潮、不耐腐蚀、不耐老 化等的缺点。
本发明的进一步目的是提供一种如上述所述粘结树脂的制备方法。
为实现上述目的，本发明是采取以下的具体技术方案实现的：
一种耐高温粘结树脂，所述粘结树脂包括以下原料组分及重量份：

优选地，所述聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物为20～35份。
优选地，所述聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物为25～30份。
优选地，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物为10～20份。
优选地，所述尼龙6为25～35份。
优选地，所述黏度调节剂为5～8份。
优选地，所述聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为 5～20g/10min。更优选地，所述聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔 融指数为5～8g/10min。
更优选地，所述聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物中马来酸酐的接枝率为0.2～0.6％，苯 乙烯的接枝率为0.2～0.6％。
优选地，所述聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃和2.16kg下的熔融指数均为5～ 20g/10min。
更优选地，所述聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃和2.16kg下的熔融指数均为5～ 8g/10min。
更优选地，所述聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物中马来酸酐的接枝率为0.2～0.6％，苯 乙烯的接枝率为0.2～0.6％。
优选地，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物在190℃和2.16kg下的熔融指 数均为5～20g/10min。
更优选地，所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物在190℃和2.16kg下的熔融 指数均为5～8g/10min。
优选地，所述尼龙6在230℃和2.16kg下的熔融指数均为5～20g/10min。
更优选地，所述尼龙6在230℃和2.16kg下的熔融指数均为5～8g/10min。
优选地，黏度调节剂的数均分子量为2000～3000，密度为0.90～0.95g/cm3。
更优选地，所述黏度调节剂为聚酰胺蜡。
优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂1010和BHT中的一种或两种。
本发明中所述抗氧剂1010为(四[B-(3,5二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸])季戊四醇酯；所述 BHT为(2,6-叔丁基-4-甲酚)。
本发明还公开了一种如上述所述耐高温粘结树脂的制备方法，为采用熔融共混方法制备 粘结树脂，包括以下步骤：
1)在150～250℃下，将尼龙6加入反应釜中加热熔融；
2)然后添加抗氧剂和黏度调节剂熔融混合；
3)最后加入聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、 甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物熔融混合。
本发明还公开了如上述所述粘结树脂在钢丝网骨架聚乙烯塑料复合板上的应用。
通过上述所述配方和方法制备的粘结树脂应用于钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管的具体工 艺为：参见CJ/T189，先挤出成型PE芯管，然后缠绕上过塑了粘结树脂的钢丝，其中，过塑 的方式为挤出过塑，然后在缠绕的钢丝网上涂塑一层粘结树脂，之后再在外面挤出一层PE外 管。具体参数根据管道直径确定。
为了拓展钢丝网骨架聚乙烯复合管在高温输水领域的应用提供上述所述粘结树脂，本发明 此种耐高温型粘结树脂，在保证常温粘结效果的同时，大幅度提高了其高温使用范围内(40～ 80℃)的粘结强度。
本发明公开的粘结树脂的有益效果为：
(1)利用本发明方法得到的粘结树脂，可用于在40～80℃高温潮湿条件下钢丝与聚乙 烯的粘结。
(2)利用本发明方法得到的粘结树脂，属于热熔胶黏剂,不含溶剂,无毒害作用。
(3)粘合树脂具有不吸潮、耐腐蚀、耐老化等特点，易于保存和运输。
本发明中的粘结树脂克服了现有技术中的种种缺陷而具有创造性。
附图说明
图1本发明实施例中通过模具制备的样条的示意图，其中，1为钢丝，2为粘结树脂。
图2为本发明实施例1中制备的样条的照片。
图3在万能试验机上试验时使用的上下夹具。
其中，图3中：
1 为上夹具；
2 为待测样品；
3 为固定模具；
4 为下夹具。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭 露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
本发明各实施例中粘结树脂通过模具热压制备如图1所示样条，其中图1中钢丝的直径 为1mm，表面清洁无油脂，粘结树脂的尺寸为1cm3。样品制备过程中须保证钢丝笔直无变形， 粘结树脂方块两端无残余树脂。具体照片如图2所示。采用图3中所示的上下夹具，在万能 试验机上测定样品承受的最大力F，用下述方法计算钢丝与热熔胶的剪切强度：
σs＝F/(π×dm×L)
式中：
σs—剪切强度，单位为兆帕(Mpa)；
F—试验过程中，样品所受的最大负荷，单位为牛(N)；
dm—钢丝的直径，单位为毫米(mm)；
L—粘接树脂胶块的粘接长度，单位为毫米(mm)。
实施例1
本实施例中各原料组分的含量如下：

所述聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为 5～8g/10min；
所述尼龙6在230℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述黏度调节剂为聚酯蜡，分子量为2300，密度为0.92g/cm3
抗氧剂为抗氧剂1010。
具体制备方法如下：
1)在220℃下，将尼龙6加入反应釜中加热熔融；
2)然后添加抗氧剂和黏度调节剂熔融混合；
3)最后加入聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、 甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物熔融混合。
实施例2
本实施例中各原料组分的含量如下：

所述聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为 5～8g/10min；
所述尼龙6在230℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述黏度调节剂为聚酯蜡，分子量为2300，密度为0.92g/cm3
抗氧剂为抗氧剂1010。
具体制备方法如下：
1)在230℃下，将尼龙6加入反应釜中加热熔融；
2)然后添加抗氧剂和黏度调节剂熔融混合；
3)最后加入聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、 甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物熔融混合。
实施例3
本实施例中各原料组分的含量如下：

所述聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为 5～8g/10min；
所述尼龙6在230℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述黏度调节剂为聚酯蜡，分子量为2300，密度为0.92g/cm3
抗氧剂为抗氧剂1010。
具体制备方法如下：
1)在240℃下，将尼龙6加入反应釜中加热熔融；
2)然后添加抗氧剂和黏度调节剂熔融混合；
3)最后加入聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、 甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物熔融混合。
将上述实施例1～3中所制备的粘结树脂作为实验对象，测得其不同温度下的剪切强度数 据，具体如表1所示。
表1
项目 实施例1 实施例2 实施例3 30℃下剪切强度(MPa) 18.6 19.7 21.5 50℃下剪切强度(MPa) 15.3 16.1 18.1 80℃下剪切强度(MPa) 12.7 13.1 14.3
由表1可以看出本发明粘结树脂在高温下也具有较好的粘结性能，市场现有产品在80℃ 下的剪切强度小于8MPa。
实施例4

所述聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为 5～8g/10min；
所述尼龙6在230℃，2.16压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述黏度调节剂为聚酯蜡，分子量为2300，密度为0.92g/cm3
抗氧剂为抗氧剂1010。
具体制备方法如下：
1)在240℃下，将尼龙6加入反应釜中加热熔融；
2)然后添加抗氧剂和黏度调节剂熔融混合；
3)最后加入聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、 甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物熔融混合。
实施例5

所述聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为 5～8g/10min；
所述尼龙6在230℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述黏度调节剂为聚酯蜡，分子量为2300，密度为0.92g/cm3
抗氧剂为抗氧剂1010。
具体制备方法如下：
1)在240℃下，将尼龙6加入反应釜中加热熔融；
2)然后添加抗氧剂和黏度调节剂熔融混合；
3)最后加入聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、 甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物熔融混合。
实施例6


所述聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为 5～8g/10min；
所述尼龙6在230℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述黏度调节剂为聚酯蜡，分子量为2300，密度为0.92g/cm3
抗氧剂为抗氧剂1010。
具体制备方法如下：
1)在240℃下，将尼龙6加入反应釜中加热熔融；
2)然后添加抗氧剂和黏度调节剂熔融混合；
3)最后加入聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、 甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物熔融混合。
实施例7

所述聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物在190℃，2.16kg压力下的熔融指数为 5～8g/10min；
所述尼龙6在230℃，2.16kg压力下的熔融指数为5～8g/10min；
所述黏度调节剂为聚酯蜡，分子量为2300，密度为0.92g/cm3
抗氧剂为抗氧剂1010。
具体制备方法如下：
1)在240℃下，将尼龙6加入反应釜中加热熔融；
2)然后添加抗氧剂和黏度调节剂熔融混合；
3)最后加入聚丙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、聚乙烯-马来酸酐苯乙烯共接枝物、 甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯丙烯共聚物熔融混合。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技 术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡 所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等 效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。