一种聚丙烯热熔胶

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯热熔胶，还涉及所述聚丙烯热熔胶的制备方法，尤其涉及采用该聚丙烯热熔胶的管道补口防腐聚丙烯热收缩带。

背景技术

现有的油气输送管道中，普遍使用的是高温运输模式，即提高输送介质的温度以降低输送介质的黏度，尤其是在原油输送过程中，最高的输送温度甚至高达100℃以上，这种高温对于运输管道的考验是严峻的。聚烯烃热收缩带补口技术给高温管道的运输提供了保障。在国内外油气管道的防腐技术中，通常会使用一种由三层聚烯烃防腐涂层体系，具体而言，是由底层的熔结环氧粉末、中间层的粘合剂和最外层的聚烯烃所构成的。

现有的聚烯烃热收缩带常用的有聚乙烯热收缩带和聚丙烯热收缩带。通常聚乙烯热收缩带的使用温度略低，不适合上述高温运输管道。聚丙烯热收缩带被认为是施工效率、防腐效果均优异的热收缩带产品。聚丙烯热收缩带中的聚丙烯热熔胶是关键组分，其不仅要对环氧底漆和聚丙烯涂层具有较高的黏结强度，还要保证在长期高温运行环境下的长效密封效果。在现有的一些研究中，通常会对聚丙烯热熔胶进行改性，已知的一种方式是在聚丙烯底胶中配合加入乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)和马来酸酐。据信，添加乙烯-乙酸乙烯共聚物能够有效的提高聚丙烯的黏结强度，而添加马来酸酐一方面是和聚烯烃形成活化点进行接枝反应，另一方面是和乙烯-乙酸乙烯共聚物产生活化点，最终使得结晶度提高，即降低了整体产物的粘度，使得热熔胶更容易附着在待黏结基质上，从而提高了黏结强度。

虽然添加马来酸酐、乙烯-乙酸乙烯共聚物改性聚丙烯解决了聚丙烯热熔胶存在着流动性差、力学性能差的缺点，但也带来了新的问题。其一是上述改性聚丙烯热熔胶的阻水性能较差，在高湿的南方、沿海地区的使用上存在缺陷。其二是马来酸酐改性的聚丙烯熔融指数高、后期降解严重，且结晶速度快，一旦结晶则失去黏结能力，因此要求施工时需要快速作业，否则会对黏结效果产生负面影响。上述问题的存在对施工方造成了一定的困扰，因此仍有必要对现有的聚丙烯热熔胶进行改进，在提供良好的黏结强度的基础上，解决使用马来酸酐所导致的缺陷问题。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明目的在于提供了一种新的聚丙烯热熔胶，包括接枝树脂和增韧树脂。

所述接枝树脂包括基体树脂和接枝剂。所述基体树脂包括选自均聚聚丙烯、嵌段聚丙烯、无规聚丙烯中的一种或两种以上组合。优选的，以基体树脂的总重量为100％计，嵌段聚丙烯和无规聚丙烯各自独立地以0-100％的量存在。所述接枝剂包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、抗氧化剂和交联剂。所述抗氧化剂选自四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯中一种或两种。所述交联剂选自过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、双(叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化乙酸叔丁酯中的一种或两种以上组合。优选的，交联剂选自过氧化二异丙苯。

所述增韧树脂包括乙烯-辛烯共聚物和聚乙烯。作为优选的实施方案，所述乙烯-辛烯共聚物的熔融指数为5-10g/10min。作为另一种优选的实施方案，所述聚乙烯的熔融指数为1.5-5g/10min。

更具体的，本发明提供了一种聚丙烯热熔胶，按重量百分比计，包括60％-70％的接枝树脂和5％-10％的乙烯-辛烯共聚物、20％-30％的聚乙烯。所述接枝树脂中，按重量比计，所述基体树脂和所述接枝剂的比例为100:1-100:2。低于该比例容易导致接枝率低，而影响黏结强度，而高于该比例会引起过度交联或降解等副反应。所述接枝剂中，按重量百分比计，包括55％-65％的甲基丙烯酸缩水甘油酯、15％-20％的四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，10％-15％的三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯以及10％-15％的过氧化二异丙苯。

本发明的另一个目的是提供一种聚丙烯热熔胶的制备方法，包括：(1)将基体树脂和接枝剂按照100:1-100:2的比例配制混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出，螺杆转速为80-200r/min，经过185℃-200℃的熔化区熔融接枝反应后，通过切粒机切粒，制得接枝树脂；(2)将接枝树脂以及由乙烯-辛烯共聚物和聚乙烯配合而成的增韧树脂配制混合均匀通过单螺杆挤出机挤出，螺杆转速为100-200r/min，经过195℃-205℃的熔化区熔融，通过切粒机切粒，制得所述聚丙烯热熔胶。

本发明的第三个目的是提供一种由所述聚丙烯热熔胶制得的聚丙烯热收缩带。

本发明的第四个目的是提供一种聚丙烯热收缩带的制备方法，包括：将所述聚丙烯热熔胶通过单螺杆挤出机挤出，螺杆转速为50-70r/min，经过195℃-205℃的熔化区熔融，挤出涂覆在经过辐照交联的热收缩聚丙烯基材上，制得聚丙烯热收缩带。

与现有技术相比，本发明所述聚丙烯热熔胶具有以下有益效果：

(1)本发明提供的聚丙烯热熔胶，与常规聚丙烯热熔胶相比，具有流动性好，拉伸强度与断裂伸长率更大、耐温等级更高、高温剥离强度及剪切强度更优异、防腐密封性能好等优点，适用于三层聚丙烯外防腐层补口。

(2)本发明中避免使用了在高湿恶劣环境下使用感不佳的马来酸酐、乙烯-乙酸乙烯共聚物改性体系，创新的提出了甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯高疏水改性体系，由该体系制备的聚丙烯热熔胶相较于常规聚丙烯热熔胶更耐水解。

(3)本发明提供的聚丙烯热熔胶和聚丙烯热收缩带的制备方法不需要特殊工艺，普通工厂即可投产生产，生产成本低，有利于本领域技术的快速革新。

附图说明

图1是本发明实施例聚丙烯热熔胶的组分构成示意图和制备工艺原理示意图；

图2是本发明实施例聚丙烯热收缩带的制备工艺原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。进一步通过几个典型应用实例来进一步阐述本发明实施例的技术方案，本发明的保护范围以权利要求限定为准。

实施例1-15

本实施例的聚丙烯热熔胶包括接枝树脂和增韧树脂；其中：接枝树脂包括基体树脂和接枝剂，增韧树脂包括乙烯-辛烯共聚物和聚乙烯。基体树脂包括嵌段聚丙烯和/或无规聚丙烯；接枝剂包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、抗氧化剂和交联剂。抗氧化剂包括四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯。交联剂包括过氧化二异丙苯。

各组分的重量百分数设置如下表1所示。其中，嵌段聚丙烯、无规聚丙烯的重量百分数以基体树脂总量为100％计。甲基丙烯酸缩水甘油酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、过氧化二异丙苯的重量百分数以接枝剂总量为100％计。聚丙烯热熔胶中接枝树脂、乙烯-辛烯共聚物、聚乙烯的重量百分数以聚丙烯热熔胶总量为100％计。

表1

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通过对实施例1-15的聚丙烯热熔胶进行性能测试，各项性能指标的测试结果如下表2所示：

表2

在实施例1至实施例15中，嵌段聚丙烯或/和无规聚丙烯是热熔胶的基体树脂，主要用于提高热熔胶的耐热性，适用于高热油气管道的运输，并且提供与聚丙烯基材的强力粘附力。以甲基丙烯酸缩水甘油酯为接枝单体，配合乙烯-辛烯共聚物(熔融指数为5-10g/10min)、聚乙烯(熔融指数为1.5-5g/10min)作为增韧树脂，其一是增加了聚丙烯热熔胶的结晶度，降低了聚丙烯热熔胶的粘度，使得产品更易于流淌，也提高了产品的韧性，其二是提供一种适用于聚丙烯热熔胶高疏水改性体系，由该体系制备的聚丙烯热熔胶相较于常规聚丙烯热熔胶更耐水解。四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯是本领域常用的抗氧化剂，与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯配合使用，主要用于提升产品寿命，延缓材料的老化。过氧化二异丙苯作为交联剂主要用于提高甲基丙烯酸缩水甘油酯在基体树脂上的接枝率。

通过表2的数据可以看出，本发明实施例提供的聚丙烯热熔胶，与常规聚丙烯热熔胶相比，具有流动性好，拉伸强度与断裂伸长率更大、耐温等级更高、高温剥离强度及剪切强度更优异、防腐密封性能好等优点，适用于三层聚丙烯外防腐层补口。

实施例16

如图1所示，本发明实施例16还提供了一种上述聚丙烯热熔胶的制备方法，包括以下步骤：(1)将基体树脂和接枝剂按照100:1-100:2的比例配制混合均匀，通过双螺杆挤出机挤出，螺杆转速为80-200r/min，经过185℃-200℃的熔化区熔融接枝反应后，通过切粒机切粒，制得接枝树脂；(2)将接枝树脂以及由乙烯-辛烯共聚物和聚乙烯配合而成的增韧树脂配制混合均匀通过单螺杆挤出机挤出，螺杆转速为100-200r/min，经过195℃-205℃的熔化区熔融，通过切粒机切粒，制得所述聚丙烯热熔胶。

实施例17

如图2所示，本发明实施例17还提供了一种使用上述方法制备的聚丙烯热熔胶制备聚丙烯热收缩带的方法，包括：将制备的聚丙烯热熔胶通过单螺杆挤出机挤出，螺杆转速为50-70r/min，经过195℃-205℃的熔化区熔融，压延涂覆在经过辐照交联的热收缩聚丙烯基材上，通过裁切成型，制得聚丙烯热收缩带。

本发明提供的聚丙烯热熔胶和聚丙烯热收缩带的制备方法不需要特殊工艺，普通工厂即可投产生产，生产成本低，有利于本领域技术的快速革新。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。