一种用于硬聚氯乙烯塑料管道系统粘接的低毒性溶剂型胶粘剂

摘要

本发明公开了一种用于硬聚氯乙烯塑料管道系统粘接的低毒性溶剂型胶粘剂。本发明的胶粘剂包括聚氯乙烯类基础树脂与柔性聚合物增韧改性树脂和低毒性混合溶剂系统的最佳量的配合，还可包括增粘树脂、抗氧剂、触变剂、和填充剂等助剂。使用本发明的胶粘剂可使PVC－U管道系统粘接部位具有很好的初粘强度和最终强度，并且卫生性能良好。本发明制备方法简单，生产成本低。

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体地说涉及一种用于硬聚氯乙烯(PVC-U)塑料管道系统中管道与配件、配件与配件间粘接的低毒性溶剂型胶粘剂。

背景技术

关于PVC-U溶剂型胶粘剂及其制备方法有过许多报导。“PVC-U管用胶粘剂的制备”(徐国平，化学建材，1997，(2)：66-67)介绍了以含二氯乙烷和三氯乙烯的混合溶剂溶解、分散过氯乙烯粉、改性助剂和填料制得的PVC-U管道用胶粘剂，具有优良的粘接强度；“PVC-U管材胶粘剂”(丁苏华，段林丽，化学建材，1997，(5)：210-211)介绍了以含二氯乙烷的混合溶剂溶解、分散树脂主料和助剂制得的PVC-U管材管件粘合剂，具有初粘强度高、成本低、易于施工、快速固化等特点；“改性硬质PVC胶粘剂的研制”(褚衡，陈绪煌，李纯清，余冬蓉，湖北化工，1999，(4)：17-18)介绍了以含二氯乙烷、三氯乙烯、环己酮、二甲苯的混合溶剂溶解CPVC和改性剂制得的硬质PVC溶剂型胶粘剂超过了国内同类产品的性能；“PVC-U管材胶粘剂的研制”(胡爱珠，杨建平，浙江化工，2000，31(4)：45-46)介绍了以含二氯乙烷和环己酮的混合溶剂溶解PVC/CPVC主体材料和增粘树脂制得胶粘剂的最佳配方。上述这些对胶粘剂的研究，由于制备工艺简便，粘接强度较好而被生产应用，却忽略了对溶剂二氯乙烷、三氯乙烯毒性的认识。二氯乙烷有毒，对粘膜有刺激作用，可引起角膜浑浊和肺水肿，抑制中枢神经系统，刺激肠胃道和引起肝肾的脂肪性病变，直至死亡，美国环保局将其列为致癌物。三氯乙烯动物实验已确认其存在致癌性，虽然人群流行病学资料尚不足以将其确定为人类致癌物，但国际癌症研究中心(IARC)于1995年已将其从III类(非人类致癌物)划分为IIA类(人类可能致癌物)；同时澳大利亚工业化学论证与评估项目亦将其划为II类(人类可能致癌物)；环己酮虽在25ppm的气氛下刺激性小，但在50ppm以上时就无法忍受，由于挥发慢，致使生产、储运和使用中的跑冒滴漏处会刺激性强烈而持久，且IARC致癌性评论为：动物阳性，人类可疑。溶剂致癌性的缺陷制约了这类胶粘剂的推广应用。“低毒性PVC管道专用胶粘剂的研制”(马剑华，应用化工，2002，31(2)：22-24)介绍了采用低毒性丙酮和乙酸丁酯的溶剂组合制备的胶粘剂毒性较低，具有较强的粘接强度和连接密封性，符合卫生指标要求，能用于排水管和给水管的粘接。该方法采用增塑剂邻苯二甲酸二丁酯对胶粘剂进行改性，与“给水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材标准”(GB/T 10002.1-1996)规定生产混合料中不允许加入增塑剂的要求有一定冲突，不如使用非增塑剂类改性助剂更能保证水压爆破强度。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述胶粘剂在PVC-U管材制品应用中存在的不足，提供一种粘接性能好，低毒环保的硬聚氯乙烯(PVC-U)塑料管道系统粘接的溶剂型胶粘剂。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于硬聚氯乙烯(PVC-U)塑料管道系统粘接的低毒性溶剂型胶粘剂，其特征在于含有如下组分和重量份数：

基础树脂                       100

增韧改性树脂                   1～30

低毒性溶剂                     500～1000

所述基础树脂为聚氯乙烯类树脂，所述增韧改性树脂为柔性聚合物。

上述聚氯乙烯类树脂为聚氯乙烯(PVC)或氯化聚氯乙烯(CPVC)或其混合物。

上述柔性聚合物为氯化乙丙橡胶(CEPDM)、聚氨酯(PU)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、氯化聚乙烯(CPE)中的一种或几种的混合物。

上述低毒性溶剂为丙酮、甲乙酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、四氢呋喃中的一种或几种的混合物。

本发明的用于硬聚氯乙烯(PVC-U)塑料管道系统粘接的低毒性溶剂型胶粘剂，还包括增粘树脂、抗氧剂、触变剂、填充剂中的一种或几种的混合物，其重量份数分别为：

增粘树脂                          0～20

抗氧剂                            0～10

触变剂                           0～20

填充剂                           0～100

所述增粘树脂为C₅石油树脂、聚合松香、萜烯树脂、松香改性酚醛树脂(210树脂)、对叔丁基酚醛树脂(2402树脂)中的一种或几种的混合物。所述抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂264、抗氧剂168、双酚A中的一种或几种的混合物。所述触变剂为气相二氧化硅、氢化蓖麻油、有机膨润土中的一种或几种的混合物。所述填充剂为经偶联剂表面处理的碳酸钙(M-CaCO₃)或玻璃微珠或其混合物。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、使用低毒性溶剂，胶粘剂具有良好的卫生性能，符合健康环保趋势；

2、配方各组分间协同作用良好，可使PVC-U管道系统粘接部位具有很好的初粘强度和最终强度；

3、混合溶剂体系具有灵活可调的溶解度参数和氢键参数，良好地适应市场原材料价格和性能波动，降低生产成本，保障技术性能。

具体实施方式

将各个组分按重量比例混合均匀使之成为溶液或胶体，即可制备成为本发明的用于硬聚氯乙烯(PVC-U)塑料管道系统粘接的低毒性溶剂型胶粘剂，实施例1～4的具体组分和重量比例如表1所示。

                                               表1

实施例1实施例2实施例3  实施例4基础树脂  聚氯乙烯  50聚氯乙烯90  聚氯乙烯10氯化聚氯乙烯    50 氯化聚氯乙 烯 100 氯化聚氯乙 烯 10   氯化聚氯乙   烯 90 增韧改性树脂 氯化乙丙橡胶1.5 聚氨酯  1.5聚氨酯1.5  聚氨酯1.5丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 10 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 5 乙烯-醋酸乙烯共聚物    5 乙烯-醋酸 乙烯共聚物 10 乙烯-醋酸 乙烯共聚物 5   乙烯-醋酸乙   烯共聚物 5 氯化聚乙烯  5增粘树脂 C₅石油树脂 5   C₅石油树脂 5聚合松香5萜烯树脂5210树脂52402树脂  102402树脂10抗氧剂抗氧剂10760.1抗氧剂10100.1抗氧剂264  0.5抗氧剂2640.5抗氧剂1680.2抗氧剂1680.2双酚A0.5  触变剂气相二氧化硅    1 气相二氧化硅  2 氢化蓖麻油  1有机膨润土2  填充剂 经偶联剂表面处理的碳 酸钙   15  经偶联剂表面处理的碳 酸钙 10  玻璃微珠15玻璃微珠5低毒性溶剂丙酮500丙酮300  丙酮450甲乙酮  200甲乙酮80醋酸甲酯180醋酸乙酯  150醋酸乙酯200  醋酸乙酯80醋酸丁酯  150醋酸丁酯180  醋酸丁酯80四氢呋喃  260四氢呋喃180  四氢呋喃150

用于硬聚氯乙烯(PVC-U)塑料管道系统粘接的低毒性溶剂型胶粘剂与现有市售国产PVC-U管道用胶粘剂技术比较的卫生性能参数和力学性能试验结果比较分别如表2和表3所示。

                                  表2.卫生性能参数比较

                                使用溶剂二氯乙烷  三氯  乙烯环己酮丙酮 甲乙酮 醋酸甲酯醋酸乙酯醋酸丁酯四氢呋喃毒性或刺激性剧烈                  毒性轻、刺激性小实施例1√√√√实施例2√√√实施例3√√√实施例4√√√市售胶粘剂1√√√市售胶粘剂2√  √√市售胶粘剂3√√√√工作场所职业接触限值^[1]，mg/m³TWA 7   30 50 300 300 100 200 200 300 STEL15  60100450600200300300450操作场所最高容许浓度^[2]，mg/m³ 25  3050400200100300300100(前苏联)(前苏联)

[1]中华人民共和国国家职业卫生标准(GBZ 2-2002)：TWA，时间加权平均容许浓度(8小时)；STEL，短时间接触容许浓度(15分钟)。

[2]工业企业设计卫生标准(TJ36-79)：车间空气中有害物质的最高容许浓度。

                       表3.力学性能试验结果比较

              依据QB/T 2568-2002标准检测 固化2h，    MPa 固化16h，    MPa 固化72h，    MPa 水压爆破强 度，MPa 标准值：≥    1.7 标准值：≥    3.4 标准值：≥    6.2 标准值：≥    2.8    实施例1    1.80    3.72    6.36    2.95    实施例2    1.85    3.80    6.22    2.84    实施例3    1.80    3.65    6.40    2.88    实施例4    1.75    3.60    6.84    2.92    市售胶粘剂1    2.68    4.76    4.95    3.64    市售胶粘剂2    4.42    6.14    6.38    3.96    市售胶粘剂3    1.72    3.44    6.25    2.80

卫生性能参数和力学性能试验结果表明，本发明的硬聚氯乙烯(PVC-U)塑料管道系统低毒性溶剂型胶粘剂，具有较好的卫生性能，符合人类环保健康要求；具有适宜的初粘强度和最终强度，符合行业技术标准要求；配方灵活可调，符合实用性与经济性要求。