摘 要：文章介紹了管道保護(hù)用的熱熔膠及其制備方法，該膠由馬來酸酐改性的乙烯-丙烯酸酯三元共聚物、增粘劑、粘度調(diào)節(jié)劑、合成橡膠、EVA和抗氧化劑組成，將稱取的原料在捏合機(jī)內(nèi)熔融后攪拌均勻，即制備得管道用熱熔膠。

關(guān)鍵詞：熱熔膠；增粘劑；管道

前言

隨著當(dāng)今遠(yuǎn)程輸送油、氣、水、電等尤其在地下使用的管道越來越多，而暴露在空氣或者深埋在地下的管道會(huì)直接由于人為或者環(huán)境等因素的影響，管道尤其是管道的接頭會(huì)間接或者直接地受到損壞。并且管道會(huì)直接影響到輸送環(huán)節(jié)的質(zhì)量、安全等，如果管道及其接頭遭到破壞，甚至產(chǎn)生無法估計(jì)的嚴(yán)重后果。因此生產(chǎn)制備一種既能保護(hù)管道又能適應(yīng)惡劣條件還具有長久安穩(wěn)的防腐作用的熱熔膠，是技術(shù)工作人員所研究生產(chǎn)的技術(shù)重點(diǎn)。對所有熱收縮帶內(nèi)復(fù)的熱熔膠來說，都有一個(gè)所謂的使用溫度范圍，這個(gè)范圍規(guī)定熱熔膠要保持一定的粘接強(qiáng)度。在高溫下熱熔膠由于粘度變小，在管道遭受土壤應(yīng)力的剪切作用下會(huì)喪失粘接力，在過低溫度下熱熔膠受冷發(fā)脆，容易脫落。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原料

馬來酸酐改性的乙烯-丙烯酸酯三元共聚物（法國阿科碼的8200，6200），熔融指數(shù)200g/10min；丁基橡膠（日本JSR），門尼粘度ML（1+4，125℃）為30～60；EVA2825，EVA28150（法國阿科碼）熔融指數(shù)25-150g/10min，VA含量28%；萜烯樹脂（西昌樹脂廠），軟化點(diǎn)80-120℃；抗氧劑1010，264，天津力生。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

拉力試驗(yàn)機(jī)（日本島津），軟化點(diǎn)測試儀（上海精科），捏合設(shè)備（如皋機(jī)械），雙螺桿擠出機(jī)（南京瑞亞）。

2 試驗(yàn)制備

管道保護(hù)用熱熔膠的制備方法，包括以下步驟：

（1）稱量：按上述比例稱取各原料，待用。（2）制備熱熔膠：將“Z”型捏合機(jī)升溫至試驗(yàn)溫度后，在捏合機(jī)中放入原料，待原料處于融熔狀態(tài)后，啟動(dòng)捏合機(jī)槳葉以試驗(yàn)的轉(zhuǎn)速開始攪拌，攪拌一定時(shí)間，即制得管道保護(hù)用熱熔膠。（3）用擠出機(jī)將熱熔膠復(fù)合在熱縮帶基片上。

表1 配方1-4的組成及工藝條件

將配方1～4制備的熱熔膠通過常規(guī)檢測方法進(jìn)行性能測試，結(jié)果如表2所示。

3 結(jié)果與討論

（1）實(shí)現(xiàn)良好的粘接必要條件之一是膠粘劑必須充分浸潤被粘物表面，由上表可知相同條件下配方1的粘接強(qiáng)度明顯低于配方2，配方1中選擇的EVA熔融指數(shù)較低，熱熔膠的流動(dòng)性差，要達(dá)到同樣的浸潤條件，被粘物的預(yù)熱溫度大大提高，這對野外施工來說難度很大。另外選擇熔融指數(shù)低的EVA，熱熔膠的內(nèi)聚能高，在剝離時(shí)很難形成內(nèi)聚破壞（從熱熔膠的中間破壞）。

（2）同樣的配方和工藝，不難發(fā)現(xiàn)熱熔膠在鋼上的粘接強(qiáng)度明顯高于聚乙烯防腐層上的粘接強(qiáng)度，鋼上涂刷環(huán)氧底漆，熱熔膠中的酸性物質(zhì)如EVA，馬來酸酐改性的乙烯-丙烯酸酯共聚物可以促進(jìn)甚至參與環(huán)氧底漆的固化，形成牢固的化學(xué)鍵，這種鍵的鍵能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粘接原理中的分子間作用力如范德華力，所以該鍵的產(chǎn)生大大增加了熱熔膠與被粘物之間的粘接力，容易形成內(nèi)聚破壞。而熱熔膠對防腐PE層的粘接沒有形成化學(xué)鍵，全靠熱熔膠對防腐層完全浸潤，實(shí)現(xiàn)良好粘接。對熱熔膠來說，要對被粘物實(shí)現(xiàn)完全浸潤，要將防腐層預(yù)熱到較高的溫度，大于熱熔膠的軟化點(diǎn)，這樣會(huì)傷害鋼管原有的防腐層，而且戶外操作熱量很容易被帶走，尤其是冬天因難以達(dá)到要求的預(yù)熱溫度，而導(dǎo)致防腐層上粘接失效。為了降低操作難度，在實(shí)際施工過程中，通常允許在防腐層上涂刷環(huán)氧底漆，它在防腐層和熱熔膠中起著橋梁的作用，牢牢將兩者連接在一起。

（3）工藝的改變也對熱熔膠的性能起著重要的作用，配方4的捏合工藝溫度和捏合時(shí)間都有提高，得到了較好的剝離效果。這是因?yàn)闊崛勰z中的橡膠組分比較難于和其他材料混合，提高捏合時(shí)間有助于橡膠在其他增粘樹脂中充分塑化，捏合時(shí)間延長有助于橡膠的降解，增加熱熔膠對被粘物的浸潤性，提高粘接力。

（4）馬來酸酐改性的乙烯-丙烯酸酯三元共聚物共聚物在熱熔膠中起著至關(guān)重要的作用，酸酐在高溫下與環(huán)氧樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成化學(xué)鍵，使得熱熔膠更易與環(huán)氧底漆粘接。如上表配方3的剝離效果，明顯低于其他幾個(gè)配方。

（5）在上述的四個(gè)配方中，不難發(fā)現(xiàn)前面三個(gè)配方的高溫70℃剝離強(qiáng)度都小于10N/cm，僅有配方4符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。高溫剝離強(qiáng)度主要考驗(yàn)熱熔膠的內(nèi)聚能，內(nèi)聚能高剝離強(qiáng)度高。高溫內(nèi)聚能的大小主要由樹脂來提供，EVA的熔融指數(shù)小，通常高溫內(nèi)聚能高，萜烯的軟化點(diǎn)高，通常高溫的內(nèi)聚能高。然而選擇內(nèi)聚能高的材料，不可避免的會(huì)造成常溫的內(nèi)聚能高難以形成內(nèi)聚破壞。為了獲得一個(gè)平衡，通常選擇熔融指數(shù)相差較大的材料混合搭配，如配方4選擇融指為150的EVA，三元共聚物選擇了融指為40的材料，添加軟化點(diǎn)高的萜烯，這樣既確保了高溫剝離性能，也能保證常溫下能達(dá)到內(nèi)聚破壞。

（6）配方中都不同程度添加了丁基橡膠，因此熱熔膠的低溫性能非常好。

（7）熱熔膠的剪切強(qiáng)度與熱熔膠的硬度有很大的關(guān)系，熱熔膠的硬度取決于萜烯的比例和橡膠的牌號(hào)選擇，萜烯比例越高，熱熔膠越柔軟，剪切強(qiáng)度低；橡膠的門尼粘度越高，熱熔膠剪切強(qiáng)度越高。

綜上所述，配方4是一種理想的管道防腐熱熔膠。

參考文獻(xiàn)

[1]程時(shí)遠(yuǎn).膠粘劑（第二版）[M].化學(xué)工業(yè)出版社.

[2]郭靜，相恒學(xué)，王倩倩，等.熱熔膠研究進(jìn)展[J].中國膠粘劑.

[3]翁建國.淺談EVA熱熔膠[J].中國膠粘劑.

[4]朱萬章.EVA熱熔膠的主要成分及其對性能的影響[J].粘接，1999.