粘合剂聚乙烯组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种粘合剂聚乙烯组合物、包含所述粘合剂聚乙烯组合物的多层结构以及所述粘合剂聚乙烯组合物用于生产多层结构的用途，所述粘合剂聚乙烯组合物包含(A)60至90重量％的非弹性体聚乙烯，所述非弹性体聚乙烯为乙烯与两种不同的α

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粘合剂聚乙烯组合物


[0001]本专利技术涉及一种粘合剂聚乙烯组合物、包括一个包含所述粘合剂聚乙烯组合物的层的多层涂层以及所述粘合剂聚乙烯组合物用于生产具有改进的剥离强度的多层结构，诸如三层金属管涂层的粘合剂层的用途。

技术介绍

[0002]包括两层、三层、四层或更多层的多层结构已知用于多种应用。在这些多层结构中，不同的层通常由不同的材料组成，因此具有不同的物理和化学性能。这导致了相邻层彼此不粘附或粘附程度不足的问题。因此，构建具有中间粘合层的多层结构以改进由不同材料组成的相邻层的粘合性从而避免分层是众所周知的。
[0003]多层结构的一个突出例子是用于金属管的涂层。通常在金属管的外表面上提供三层涂层，以保护管道免受机械损伤和腐蚀。三层涂层通常由环氧树脂层、中间粘合层和外层聚烯烃保护层组成，该环氧树脂层被设计成牢固地粘附到管道金属壁的外表面，该外层聚烯烃保护层通常是高密度聚乙烯、交联聚乙烯或聚丙烯。与以前已知的单层涂层相比，三层结构显示出改进的性能。一方面，环氧树脂层显示出与金属壁的改进的结合，避免阴极剥离并提供较少的氧气渗透，而另一方面，外层聚烯烃保护层提供良好的机械保护和较少的水渗透。然而，为了避免聚烯烃保护层和环氧树脂层分层，这将导致多层涂层的损坏，在两层之间需要粘合剂层。
[0004]从EP 1 316 598 A1中已知粘合剂组合物和生产这种粘合剂组合物的方法。这种粘合剂组合物包括在单活性中心催化剂存在下聚合的非弹性体聚乙烯和弹性体的共混物，其中非弹性体聚乙烯或共混物已经接枝有酸性接枝剂。包括含有所述粘合剂组合物的粘合剂层的涂层以良好剥离强度的形式显示出良好的粘合性能。
[0005]对于三层管道涂层，ISO 21809
‑
1:2011规定了剥离强度的最小要求，其中A类涂层在23℃下的剥离强度至少为100N/cm，B类涂层在23℃下的剥离强度至少为150N/cm，C类涂层在23℃下的剥离强度至少为250N/cm，A类涂层在60℃下的剥离强度至少为20N/cm，B类涂层在80℃下的剥离强度至少为30N/cm，C类涂层在90℃下的剥离强度至少为40N/cm。
[0006]金属管涂层市场，尤其是钢管涂层市场的转化技术正朝着更快的生产线速度和更厚的钢管方向发展，这导致更短的水冷却时间，并往往限制涂层可用的冷却能力。目前使用的粘合剂组合物，诸如例如在EP 1 316 598 A1中公开的组合物，对这些条件表现出敏感性，并且经常不满足剥离强度要求。
[0007]因此，需要适用于诸如三层金属管涂层的多层结构的粘合剂组合物，它能提高经历较短的水冷却时间的涂层的剥离强度。
[0008]令人惊讶地发现，包含非弹性体聚乙烯三元共聚物和乙烯基塑性体的共混物的粘合剂组合物，当用于经历较短的水冷却时间的涂层时，仍然显示出改进的粘合性能，例如改进的剥离强度，其中三元共聚物定义为乙烯与两种不同α
‑
烯烃共聚单体单元的共聚物，该两种不同的α
‑
烯烃共聚单体单元选自具有4至12个碳原子的α
‑
烯烃。

技术实现思路

[0009]本专利技术涉及一种粘合剂聚乙烯组合物，包含
[0010](A)60至90重量％的非弹性体聚乙烯，该非弹性体聚乙烯为乙烯与两种不同的α
‑
烯烃共聚单体单元的三元共聚物，该两种不同的α
‑
烯烃共聚单体单元选自具有4至12个碳原子的α
‑
烯烃；
[0011](B)9.0至38重量％的弹性体；
[0012]其中酸性接枝剂(C)以0.01至3.0重量％的量已经接枝到组分(A)或组分(A)和(B)上，所有的量均是基于粘合剂聚乙烯组合物的总重量的。
[0013]此外，本专利技术涉及一种多层结构，其包括一个包含如上或如下所述的粘合剂聚乙烯组合物的层。
[0014]此外，本专利技术涉及如上或如下所述的粘合剂聚乙烯组合物用于生产多层结构的用途。
[0015]定义
[0016]聚乙烯是一种聚合物，其中单体单元的摩尔量总计为至少50摩尔％乙烯单体单元的总量。
[0017]“乙烯均聚物”是指基本上由乙烯单体单元组成的聚合物。由于大规模聚合的要求，乙烯均聚物可能包括少量的共聚单体单元，其通常低于乙烯均聚物的0.1摩尔％，优选地低于0.05摩尔％，最优选地低于0.01摩尔％。
[0018]如果聚合物来源于乙烯单体单元和至少一种α
‑
烯烃共聚单体单元，则该聚合物是指“乙烯共聚物”。
[0019]如果聚合物来源于乙烯单体单元和两种不同的α
‑
烯烃共聚单体单元，则该聚合物是指“乙烯三元共聚物”。乙烯与1
‑
丁烯共聚单体单元和1
‑
己烯共聚单体单元的三元共聚物是包括以下成分，优选由以下成分组成的聚合物：大摩尔量的乙烯单体单元和各自以小摩尔量的1
‑
丁烯和1
‑
己烯共聚单体单元。
[0020]包括不止一种在至少一种性能(诸如重均分子量或共聚单体含量)上彼此不同的级分的聚合物被称为“多峰的”。如果多峰聚合物包括两种不同的级分，则被称为“双峰的”，相应地，如果其包括三种不同的级分，则被称为“三峰的”。这种多峰聚合物的分子量分布曲线的形式，即聚合物重量分数随其分子量变化的曲线图的外观，根据形态将显示出两个或更多个最大值，或至少与单个级分的曲线相比明显变宽。
[0021]与多峰聚合物相比，单峰聚合物在分子量分布曲线中仅展现单一的最大值。单峰聚合物仅包括一种聚合物级分，其不能通过重均分子量或共聚单体含量来区分。
[0022]弹性体是具有粘弹性(即粘性和弹性二者)和非常弱的分子间力的聚合物，并且与其他材料相比，其通常具有低杨氏模量和高破坏应变。弹性体是保持在其玻璃化转变温度以上的无定形聚合物。
[0023]酸性接枝剂是包含接枝到聚合物的主链上的酸基官能团的组分。合适的接枝方法包括化学处理、光辐射或高能辐射，通过这些方法在聚合物主链上形成自由基。然后，酸性接枝剂与自由基反应，并与聚合物主链形成键。最优选的是由有机过氧化物引发的化学处理。
[0024]挤出机是输送设备，根据阿基米德螺杆的工作原理，在高压和高温下，其将固体均
匀地从成型口压出为粘性物质。挤出机基本上由螺杆轴(也被称为螺杆)组成。它位于所谓的机筒中。机筒的孔的公称直径等于螺杆的外径。在机筒的下游端是成型出口开口，通常称为模板。在机筒的下游端是驱动器，在大多数情况下是带有齿轮机构(挤出机齿轮)的电动机，其确保螺杆的旋转。螺杆本身通常分为三个段，以执行不同的任务。在机筒的下游区域是所谓的进料段。在进料段中，将待挤出的材料通过料斗(“进料”)进给至挤出机中。之后是压缩段，在压缩段中材料被输送、熔融和压实。在压缩段内的更下游，材料被螺杆的减小的螺槽深度进一步压缩，因此在工具中排放所需的压力增大。最后，排出段确保材料均匀地流向模板。在本专利技术中，术语“机筒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种粘合剂聚乙烯组合物，包含(A)60至90重量％的非弹性体聚乙烯，所述非弹性体聚乙烯为乙烯与两种不同的α
‑
烯烃共聚单体单元的三元共聚物，所述两种不同的α
‑
烯烃共聚单体单元选自具有4至12个碳原子的α
‑
烯烃；(B)9.0至38重量％的弹性体；其中酸性接枝剂(C)以0.01至3.0重量％的量已经接枝到组分(A)或组分(A)和(B)上，所有的量均是基于所述粘合剂聚乙烯组合物的总重量的。2.根据权利要求1所述的粘合剂聚乙烯组合物，其中所述非弹性体聚乙烯是乙烯与1
‑
丁烯共聚单体单元和1
‑
己烯共聚单体单元的三元共聚物。3.根据权利要求1或2中任一项所述的粘合剂聚乙烯组合物，其中所述弹性体(B)是乙烯与极性共聚单体单元的共聚物，所述共聚物具有在15至40重量％的范围内的量的极性共聚单体单元。4.根据权利要求1至3中任一项所述的粘合剂聚乙烯组合物，其中所述酸性接枝剂(C)选自不饱和羧酸或其衍生物，诸如酸酐、酯、和金属或非金属盐。5.根据权利要求1至4中任一项所述的粘合剂聚乙烯组合物，其具有0.1至10.0g/10min的熔体流动速率MFR2(190℃，2.16kg)和/或900kg/m3至960kg/m3的密度。6.根据权利要求1至5中任一项所述的粘合剂聚乙烯组合物，其具有小于1.50的流变多分散指数PI。7.根据权利要求1至6中任一项所述的粘合剂聚乙烯组合物，其具有通过GPC
‑
VISC
‑
LS分析测定的90000g/mol至175000g/mol的重均分子量Mw(LS)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的粘合剂聚乙烯组合物，其具有在GPC测量中的
‑
5.0至5.0的z
‑
值和/或
‑
1.00至0.30的斜率，其中GPC曲线被定义为从所述GPC
‑
VISC
‑
LS分析获得的沿常规GPC的分子量的浓度归一化LS 15信号。9.根据权利要求1至8中任一项所述的粘合剂聚乙烯组合物，其能够通过包括以下步骤的方法获得
‑
将组分(A)、(B)和(C)进给至挤出机中，进入包括进料段、机筒段和模板的挤出机的进料段，其中所述进料段下游和所述模板上游的所述挤出机的所述机筒段被分为多个控制区，且第一控制区表示所述进料区下游的所述机筒段内的第一控制区，在所述第一控制区中进给的所述组分(A)和/或(B)开始熔融；
‑
在所述挤出机中将所述组分(A)和(B)配混，以形成所述粘合剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡佳，
申请(专利权)人：博里利斯股份公司，
类型：发明
国别省市：