[发明专利]一种用于制备单层防腐聚乙烯粉末涂料的组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能化聚乙烯及其共混物的应用，具体涉及一种用于制备单层防腐聚乙烯粉末涂料的组合物及其制备方法。

背景技术

管道防腐领域多采用三层（三PE）结构组成，主要包括环氧粉末层、粘接层、外层聚乙烯保护层。三层（三PE）结构具有较高的防腐性能，但是其操作工艺比较复，且生产成本较高，另外其中环氧粉末层中的添加剂对环境有害。已有专利报道两层（二PE）结构防腐（CN1865379A，CN101240134A），既将粘接层和外层PE层融合，组成环氧粉末和粘接性PE两层结构，简化了管道防腐操作工艺。但多层结构始终存在层与层之间分子结构差异，这会造成在环境温度发生变化的情况下层与层之间发生分离的状况。为了克服多层结构带来的防腐层分离问题，我们研制了以聚乙烯为主要成分的单层防腐组合物，该组合物主要由改性线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物及其他助剂组成。该组合物即可以用来制备聚乙烯粉末涂料，用在管道内衬静电喷涂防腐，也可以直接用在管道外涂覆防腐。用该组合物替代传统多层结构，能够进一步简化防腐涂覆操作工艺，有效的降低操作成本，同时该组合物不含任何有毒助剂，具有无污染、节能高效的特点。

发明内容

为了降低多层聚乙烯防腐结构操作工艺的复杂性和操作成本，以及减少多层聚乙烯防腐结构带来的结构不稳定性，同时为了减少多层聚乙烯防腐层中助剂对环境的损害，本发明开发了以聚乙烯树脂为主体的一种方便操作、性能稳定、无污染、节能环保的单层防腐用聚乙烯组合物。

本发明的技术方案如下：

一种用于制备单层防腐聚乙烯粉末涂料的组合物，它包括下列组分：

线性低密度聚乙烯与功能化单体的熔融接枝共聚物：25-60份（质量份，下同）；高密度聚乙烯：25-60份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：5-25份；炭黑：1-5份；抗氧剂：0.05-0.3份；光稳定剂：0.05-0.3份，所述组分混合均匀后于190℃-230℃双螺杆挤出机中熔融挤出所得的单层防腐聚乙烯粉末涂料组合物，所述的功能化单体可以是顺丁烯二酸酐、丙烯酸、顺丁烯二酸或甲基顺丁烯二酸等，优选的是顺丁烯二酸酐或丙烯酸。

上述的用于制备单层防腐聚乙烯粉末涂料的组合物，所述的线性低密度聚乙烯与功能化单体的熔融接枝共聚物是接枝率为0.3-5%，接枝效率在30-70%之间，凝胶含量为0的共聚物。

上述的用于制备单层防腐聚乙烯粉末涂料的组合物，所述的线性低密度聚乙烯与功能化单体的熔融接枝共聚物中线性低密度聚乙烯是熔体流动速率范围：1-30g/10min (ASTMD1238E)，密度：0.870-0.930g/cm³的聚乙烯。

上述的用于制备单层防腐聚乙烯粉末涂料的组合物，所述的高密度聚乙烯是熔体流动速率范围：0.1-5g/10min(ASTMD1238E)，密度：0.920-0.980g/cm³的聚乙烯。

上述的用于制备单层防腐聚乙烯粉末涂料的组合物，所述的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物是醋酸乙烯酯含量为5-35%的乙烯-醋酸乙烯酯，其熔体流动速率范围：1-20g/10min(ASTMD1238E)。

一种制备上述的用于制备单层防腐聚乙烯粉末涂料的组合物的方法，它包括下列步骤：

步骤1.  线性低密度聚乙烯与功能化单体的熔融接枝共聚物的制备：

将线性低密度聚乙烯100份（质量份，下同）同功能化单体1-1.5份和过氧化物引发剂0.1份混合均匀，在剪切力场的作用下进行熔融接枝共聚合，螺杆转速控制在80-150转/分，反应温度控制在160℃-200℃的范围内。制备的功能化聚烯烃树脂的接枝率为0.3-5%，接枝效率在30-70%之间，凝胶含量为0，所述的线性低密度聚乙烯是熔体流动速率范围：1-30g/10min (ASTMD1238E)，密度：0.870-0.930g/cm³的聚乙烯，所述的功能化单体可以是顺丁烯二酸酐、丙烯酸、顺丁烯二酸或甲基顺丁烯二酸等；

步骤2. 用于制备单层防腐聚乙烯粉末涂料的组合物的制备：

将步骤1制得的线性低密度聚乙烯与功能化单体的熔融接枝共聚物：25-60份（质量份，下同）；高密度聚乙烯：25-60份；乙烯-醋酸乙烯酯共聚物：5-25份；炭黑：1-5份；抗氧剂：0.05-0.3份；光稳定剂：0.05-0.3份，所述组分混合均匀，在双螺杆挤出机中熔融挤出，螺杆转速控制在80-150转/分，反应温度控制在190℃-230℃，即得用于制备单层防腐聚乙烯粉末涂料的组合物。