專利名稱：一種超強(qiáng)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮膠帶及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明涉及一種超強(qiáng)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮膠帶，包括該收縮膠帶的組成及制備 方法。
背景技術(shù)：
近年來，高分子聚乙烯管道在石油、化工等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。隨著聚乙 烯原料價(jià)格的不斷上升，市場(chǎng)上又開發(fā)出了以超高分子聚乙烯與高強(qiáng)鋼絲制成的復(fù)合管道 來達(dá)到既降低成本又保證管道機(jī)械性能和承壓能力的目的。該類管道其基體管是超高分子 量聚乙烯管，在基體管外壁采用鋼絲以垂直于基體管軸線方式纏繞排列，鋼絲外壁包裹片 材狀螺旋纏繞的輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶，在鋼絲與鋼絲之間、鋼絲與基體管之間、鋼絲與 輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶之間采用聚乙烯熱熔膠加熱粘合成一體。該方法可保證復(fù)合管道 在使用環(huán)境下有足夠的耐磨性和耐腐蝕性，從而提高復(fù)合管道的使用壽命和安全性。輻射交聯(lián)熱收縮帶作為復(fù)合管道的重要組成部分，其性能直接影響到管道的整 體性能。為了提高復(fù)合管道的使用壽命和性能，以及實(shí)現(xiàn)在特殊環(huán)境下的應(yīng)用，需要盡可 能提高輻射交聯(lián)熱收縮帶的各項(xiàng)機(jī)械性能。由于低密度聚乙烯結(jié)晶度較低，易于輻射交 聯(lián)，同時(shí)具有一定的柔韌性，通常作為輻射交聯(lián)熱收縮制品的基礎(chǔ)樹脂，如CN101230938 和CN1257090中報(bào)道。但是，以低密度聚乙烯為原料存在著耐溫性和機(jī)械性能低的缺點(diǎn)。 CN1401705公開了一種以廢塑料和低密度聚乙烯為原料制作熱收縮型管道包覆材料的方 法，制取的材料的拉伸強(qiáng)度大于等于15MPa，斷裂伸長(zhǎng)率大于等于400%。CN1039039公開了 一種以高、低密度聚乙烯共混體系為主要原料，并加入乙烯-醋酸乙烯共聚物改性的熱收 縮產(chǎn)品配方及其生產(chǎn)方法，其產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度為18MPa，斷裂伸長(zhǎng)率大于400%。目前市售 輻射交聯(lián)熱收縮帶的拉伸強(qiáng)度多為大于17MPa，斷裂伸長(zhǎng)率大于400%，25°C時(shí)對(duì)聚乙烯層 和對(duì)鋼絲的剝離強(qiáng)度為大于等于70N/cm，未見具有更高機(jī)械性能的輻射交聯(lián)熱收縮帶制品 的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種各項(xiàng)機(jī)械性能均優(yōu)于現(xiàn)有產(chǎn)品、綜合性 能優(yōu)異的輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮膠帶配方及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下超強(qiáng)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮膠帶包括以下組份(重 量％ )高密度聚乙烯25.86-34.61
低密度聚乙烯48.78-61.35
納米蒙脫土1.51-2.40
炭黑0.33-0.61
聚乙烯蠟0.32-0.45
抗氧劑 TCA0.12-0.17
乙烯-醋酸乙烯共聚物9.50-13.68
偶聯(lián)劑 A1720.12-0.19上述技術(shù)方案中(1)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶的基礎(chǔ)樹脂選用高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的 共混物。所述高密度聚乙烯其熔融指數(shù)為1.0-1.30，斷裂拉伸強(qiáng)度為>251^&;斷裂伸 長(zhǎng)率> 550 ；高密度聚乙烯在熱收縮帶中的用量一般為25. 86-34. 61重量％，優(yōu)選范圍為 27. 25 32. 15重量％。所述低密度聚乙烯其熔融指數(shù)為2. 0，斷裂拉伸強(qiáng)度為> 13 ；斷裂 伸長(zhǎng)率> 500 ；低密度聚乙烯在熱收縮帶中的用量一般為48. 78 61. 35重量％，優(yōu)選范圍 為51. 88 58. 89重量％。(2)為了將無機(jī)物的剛性、尺寸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性與多組分聚合物的韌性、良好的 粘接性、加工性結(jié)合起來，增強(qiáng)熱收縮帶綜合性能，加入納米蒙脫土。所述的納米蒙脫土是 用十六烷基三甲基溴化銨或十八烷基三甲基溴化銨處理過的蒙脫土。制備方法如下在濃 度為5% (重量)的蒙脫土(事先經(jīng)氯化鈉水溶液處理過)的水溶液中80°C劇烈攪拌下滴 加過量十六烷基三甲基溴化銨或十八烷基三甲基溴化銨水溶液，6小時(shí)后抽濾，并用水洗至 無溴離子，分離后真空干燥至恒重即得有機(jī)蒙脫土，并研磨成300-400目粉末。納米蒙脫土 在熱收縮帶中的用量一般為1.51 2. 40重量％，優(yōu)選范圍為1.60 2. 08重量％。(3)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶 采用聚乙烯蠟為潤(rùn)滑劑。所述的聚乙烯蠟其分子 量為1500-2500，軟化點(diǎn)為107-110 ；聚乙烯蠟在熱收縮帶中的用量一般為0. 32 0. 45重 量％，優(yōu)選范圍為0. 35 0. 43重量％。(4)所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物其共聚物中醋酸乙烯含量一般在19-40重量％ 之間，優(yōu)選范圍為26-32重量％，熔融指數(shù)為3-18，優(yōu)選范圍為4-15;乙烯-醋酸乙烯共聚 物在熱收縮帶中的用量一般為9. 50 13. 68重量％，優(yōu)選范圍為11. 80 13. 11重量％。為保證達(dá)到本發(fā)明所設(shè)計(jì)的效果，方便使用，本發(fā)明的超強(qiáng)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收 縮膠帶應(yīng)按下述工藝制備a.按權(quán)利要求1所述配比將高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和納米蒙脫土混合，力口 熱至熔融進(jìn)行復(fù)合；b.將a所得混合物及炭黑、聚乙烯蠟、乙烯_醋酸乙烯共聚物、偶聯(lián)劑和抗氧劑按 比例進(jìn)行混合；c.將b中所得混合物經(jīng)擠出機(jī)擠成基材，擠出機(jī)機(jī)筒和機(jī)頭各段加熱溫度為 100-300°C，基材的厚度為1-5毫米；
d.將基材進(jìn)行輻射交聯(lián)；e.將輻射交聯(lián)后的基材進(jìn)行壓延拉伸，厚度為0. 8-4. 0毫米；f.在壓延拉伸后的基材表面上涂布聚乙烯熱熔膠，膠層厚度為0. 1-3. 0毫米。本發(fā)明所制取的超強(qiáng)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮膠帶具有沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、耐磨 性和耐腐蝕性等都明顯高于PE100聚乙烯材料，與管道基材及鋼絲結(jié)合力大的特點(diǎn)，其優(yōu) 點(diǎn)包括(1)優(yōu)選工藝配方，篩選交聯(lián)、流平、熱穩(wěn)定、潤(rùn)滑等助劑，有效引導(dǎo)交聯(lián)抑制降解， 使配方更加科學(xué)合理。(2)通過插層復(fù)合方法，加入有機(jī)化納米蒙脫土，實(shí)現(xiàn)無機(jī)填料在多組份聚合物基 體中的分散達(dá)到納米尺度，充分發(fā)揮無機(jī)材料的優(yōu)異力學(xué)性能和高耐熱性，提高熱收縮帶 的綜合機(jī)械性能。(3)以低分子聚乙烯蠟為潤(rùn)滑劑，選用無毒抗氧劑，適用于給水管。
(4)通過調(diào)節(jié)高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的配比，控制合理的交聯(lián)程度，大幅度 改進(jìn)了熱收縮膠帶的收縮記性，使本發(fā)明超強(qiáng)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮膠帶在用于超高分子 量聚乙烯管道保護(hù)層纏繞時(shí)有合適的收縮率，從而獲得最佳的纏繞效果。(5)選用高性能的熱熔膠及涂布設(shè)備，控制合適的涂布量，使纏繞在管道外層的熱 收縮帶在受熱收縮時(shí)熱熔膠能滲透到聚乙烯管材基體，并將環(huán)向纏繞的鋼絲層間隙全部填 滿充實(shí)，將管道基材、鋼絲和熱收縮膠帶粘為一體。(6)產(chǎn)品性能優(yōu)越，拉伸強(qiáng)度為21. 5MPa、斷裂伸長(zhǎng)率為730%、剝離強(qiáng)度為(對(duì) 鋼)106N/cm、(對(duì)聚乙烯)102N/cm，均優(yōu)于已見報(bào)道。(7)對(duì)鋼絲的粘結(jié)力大大超過普通聚乙烯的結(jié)合力，可大大提高復(fù)合管道的耐疲 勞性。(8)大幅度提高了管材在存放、運(yùn)輸、安裝和使用過程中的抗沖擊、抗腐蝕、抗磨 損、抗高溫的生存能力，對(duì)管材起到了最佳保護(hù)。(9)施工方便，密封防水性能優(yōu)越，用它做外層保護(hù)層尤為合適。下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明具體實(shí)施方法1(1)按下列工藝配比稱取各組份(重量％ )高密度聚乙烯 25.86 低密度聚乙烯61.35 納米蒙脫土 2.40炭黑0.33 聚乙烯蠟0.32 抗氧劑TCA 0. 12偶聯(lián)劑A172 0. 12乙烯-醋酸乙烯共聚物9. 50(2)將高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和納米蒙脫土混合，加熱至熔融進(jìn)行復(fù)合；(3)將(2)所得混合物及炭黑、聚乙烯蠟、乙烯-醋酸乙烯共聚物、偶聯(lián)劑和抗氧劑 進(jìn)行混合；(4)將(3)所得混合物經(jīng)擠出機(jī)擠成基材，擠出機(jī)機(jī)筒和機(jī)頭各段溫度控制在 100-250°C ；(5)將基材進(jìn)行輻射交聯(lián)；(6)將輻射交聯(lián)后的基材進(jìn)行壓延拉伸；(7)在壓延拉伸后的基材表面上涂布規(guī)定厚度的聚乙烯熱熔膠。
具體實(shí)施方法2(1)按下列工藝配比稱取各組份(W% )高密度聚乙烯 27.25低密度聚乙烯58.89納米蒙脫土 2. 08炭黑0.35 聚乙烯蠟 0.35 抗氧劑TCA 0. 13偶聯(lián)劑A1720. 15 乙烯-醋酸乙烯共聚物10. 80(2)將高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和納米蒙脫土混合，加熱至熔融進(jìn)行復(fù)合；(3)將(2)所得混合物及炭黑、聚乙烯蠟、乙烯-醋酸乙烯共聚物、偶聯(lián)劑和抗氧劑 進(jìn)行混合；(4)將(3)所得混合物經(jīng)擠出機(jī)擠成基材，擠出機(jī)機(jī)筒和機(jī)頭各段溫度控制在 105-260°C ；(5)將基材進(jìn)行輻射交聯(lián)；(6)將輻射交聯(lián)后的基材進(jìn)行壓延拉伸；(7)在壓延拉伸后的基材表面上涂布規(guī)定厚度的聚乙烯熱熔膠。具體實(shí)施方法3(1)按下列工藝配比稱取各組份(W% )高密度聚乙烯 29.45 低密度聚乙烯55.51 納米蒙脫土 1.89炭黑0.42 聚乙烯蠟 0.41 抗氧劑TCA 0. 14偶聯(lián)劑A1720. 17 乙烯-醋酸乙烯共聚物12. 01。(2)將高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和納米蒙脫土混合，加熱至熔融進(jìn)行復(fù)合；(3)將(2)所得混合物及炭黑、聚乙烯蠟、乙烯-醋酸乙烯共聚物、偶聯(lián)劑和抗氧劑 進(jìn)行混合；(4)將(3)所得混合物經(jīng)擠出機(jī)擠成基材，擠出機(jī)機(jī)筒和機(jī)頭各段溫度控制在 115-270 0C ；(5)將基材進(jìn)行輻射交聯(lián)；(6)將輻射交聯(lián)后的基材進(jìn)行壓延拉伸；(7)在壓延拉伸后的基材表面上涂布規(guī)定厚度的聚乙烯熱熔膠。具體實(shí)施方法4(1)按下列工藝配比稱取各組份(W% )高密度聚乙烯 32. 15低密度聚乙烯51.88納米蒙脫土 1.60炭黑0.50 聚乙烯蠟 0.43 抗氧劑TCA 0. 15偶聯(lián)劑A1720. 18 乙烯-醋酸乙烯共聚物13. 11。(2)將高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和納米蒙脫土混合，加熱至熔融進(jìn)行復(fù)合；(3)將(2)所得混合物及炭黑、聚乙烯蠟、乙烯-醋酸乙烯共聚物、偶聯(lián)劑和抗氧劑 進(jìn)行混合；(4)將(3)所得混合物經(jīng)擠出機(jī)擠成基材，擠出機(jī)機(jī)筒和機(jī)頭各段溫度控制在115-270 0C ；(5)將基材進(jìn)行輻射交聯(lián)；(6)將輻射交聯(lián)后的基材進(jìn)行壓延拉伸；(7)在壓延拉伸后的基材表面上涂布規(guī)定厚度的聚乙烯熱熔膠。
具體實(shí)施方法5(1)按下列工藝配比稱取各組份(W% )高密度聚乙烯 34.61 低密度聚乙烯 48.78 納米蒙脫土 1.51炭黑0.61 聚乙烯蠟0.45 抗氧劑TCA 0. 17偶聯(lián)劑A172 0. 19 乙烯-醋酸乙烯共聚物13. 68。(2)將高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和納米蒙脫土混合，加熱至熔融進(jìn)行復(fù)合；(3)將(2)所得混合物及炭黑、聚乙烯蠟、乙烯-醋酸乙烯共聚物、偶聯(lián)劑和抗氧劑 進(jìn)行混合；(4)將(3)所得混合物經(jīng)擠出機(jī)擠成基材，擠出機(jī)機(jī)筒和機(jī)頭各段溫度控制在 120-280 0C ；(5)將基材進(jìn)行輻射交聯(lián)；(6)將輻射交聯(lián)后的基材進(jìn)行壓延拉伸； (7)在壓延拉伸后的基材表面上涂布規(guī)定厚度的聚乙烯熱熔膠。
權(quán)利要求
1.一種超強(qiáng)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮膠帶，其特征在于以重量％計(jì)包括以下組份高 密度聚乙烯25. 86 34. 61，低密度聚乙烯48. 78 61. 35，納米蒙脫土 1. 51 2. 40，炭 黑0. 33 0.61，聚乙烯蠟0. 32 0.45，抗氧劑TCA 0. 12 0. 17，乙烯-醋酸乙烯共聚物 9. 50 13. 68，偶聯(lián)劑 A-172 0. 12-0. 19。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超強(qiáng)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮膠帶，其特征在于所述的高密 度聚乙烯其熔融指數(shù)為1. 00-1. 30，斷裂拉伸強(qiáng)度為> 25 ；斷裂伸長(zhǎng)率> 550 ；拉伸屈服強(qiáng) ^ 22. 0 ；高密度聚乙烯在熱收縮膠帶中的用量一般為25. 86 34. 61重量％，優(yōu)選范圍為 27. 25 32. 15 重量 ％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超強(qiáng)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶，其特征在于所述的低密度 聚乙烯其熔融指數(shù)為2.0，斷裂拉伸強(qiáng)度為> 13，斷裂伸長(zhǎng)率> 500 ；低密度聚乙烯在熱收 縮帶中的用量一般為48. 78 61. 35重量％，優(yōu)選范圍為51. 88 58. 89重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超強(qiáng)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶，其特征在于所述的納米 蒙脫土是用十六烷基三甲基溴化銨或十八烷基三甲基溴化銨處理過的蒙脫土，并研磨成 300-400目；納米蒙脫土在熱收縮帶中的用量一般為1.51 2.40重量％，優(yōu)選范圍為 1. 60 2. 08 重量 ％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超強(qiáng)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶，其特征在于所述的聚乙烯 蠟其分子量為1500-2500，軟化點(diǎn)為107-110 ；聚乙烯蠟在熱收縮帶中的用量一般為0. 32 0. 45重量％，優(yōu)選范圍為0. 35 0. 43重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超強(qiáng)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶，其特征在于所述的乙 烯-醋酸乙烯共聚物其共聚物中醋酸乙烯含量一般在19. 0-40. 0重量％之間，優(yōu)選范圍為 26-32重量％，熔融指數(shù)為3-18，優(yōu)選范圍為4-15 ；乙烯-醋酸乙烯共聚物在熱收縮帶中的 用量一般為9. 50 13. 68重量％，優(yōu)選范圍為10. 80 13. 11重量％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超強(qiáng)輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮膠帶及其制備方法，其特征在于以重量％計(jì)包括以下組份高密度聚乙烯25.86-34.61，低密度聚乙48.78-61.35，納米蒙脫土1.51-2.40，炭黑0.33-0.61，聚乙烯蠟0.32-0.45，抗氧劑TCA 0.12-0.17，乙烯-醋酸乙烯共聚物9.50-13.68，偶聯(lián)劑A172 0.12-0.19及聚乙烯熱熔膠。納米蒙脫土與高密度聚乙烯和低密度聚乙烯在熔融狀態(tài)下進(jìn)行復(fù)合后，再與炭黑、聚乙烯蠟、乙烯-醋酸乙烯共聚物、偶聯(lián)劑、抗氧劑混合，經(jīng)擠出機(jī)擠成基材，將基材進(jìn)行輻射交聯(lián)和拉伸處理后，在基材表面涂覆聚乙烯熱熔膠后為成品。該方法制備的熱收縮帶具有拉伸強(qiáng)度高、斷裂伸長(zhǎng)率大、剝離強(qiáng)度高、抗老化能力強(qiáng)、密封性能好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08K3/04GK102040918SQ20091003605
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者劉連聲, 李學(xué)輝, 胡文璽, 蔣馬小, 陳杰 申請(qǐng)人:泰州現(xiàn)代塑料有限公司