CN102367354A

CN102367354A - 用于钢质管道焊口部位3pp防腐用无溶剂环氧底漆

Info

Publication number: CN102367354A
Application number: CN2011102469570A
Authority: CN
Inventors: 饶学武; 赵秋峰
Original assignee: JIANGSU DASHENG THERMAL THRINKAGE MATERIAL CO Ltd
Current assignee: JIANGSU DASHENG THERMAL THRINKAGE MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2012-03-07

Abstract

本发明公开了一种用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆，该底漆按质量百分比计，由50-80%的A组分和20-50%的B组分组成，所述A组分由下述各组分按重量份组成：双酚A型环氧树脂30-80份、双酚F型环氧树脂20-40份、增韧剂2-20份、填料15-50份、颜料1-5份；所述B组分为聚酰胺环氧固化剂。本发明的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆，保证底漆与PP之间具有良好的粘结性能即较高的粘结强度，同时与3PP用热熔胶之间也具有较好的粘结性。

Description

用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆

技术领域

本发明涉及一种底漆，尤其涉及一种用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆。

背景技术

随着石油业的日益发展，钢材的腐蚀问题首当其冲，管道防腐受到广泛的关注，解决好管道的防腐问题是关系民生以及节能的重中之重。当前国内外防腐管道大多采用三层聚乙烯（简称3PE）管道的形式对管道进行外防腐，相应的补口也采用相同方式。但由于聚乙烯（简称PE）的长期使用温度不高，导致在某些环境温度较高的区域如热带、沙漠等地，3PE的防腐失去原有的高效性、耐久性。而较好地解决这一问题的方案是采用三层聚丙烯（简称3PP）的形式对管道进行外防腐。聚丙烯（简称PP）本身具有较高的软化温度，能在较高的环境条件下长期使用。但由于其分子结构有序排列带来的规整性使其具有较高的非极性，而导致其与粘结剂之间的粘结强度下降，在3PP管道补口位置的防腐就显得尤为重要。因此，研发3PP防腐体系中的无溶剂环氧底漆可以成功的实现这一突破。

近年来，国内油气管道外防腐大多采用二层及三层聚乙烯防腐体系，管道防腐用无溶剂环氧底漆是防腐体系的重要组成部分。而就3PP防腐用底漆而言，由于PP的非极性很强，其表面能和表面张力均不大导致很多高分子材料与其粘结性能都很差，通用的环氧底漆对它大都粘结强度很小，以致底漆不能很好的附着在PP基材上。这方面的技术国内目前尚属空白状态，而国外成熟的产品也不多见，主要有Raychem等公司，由于其价格昂贵，材料来源复杂，并未得到广泛的推广，且粘结方面也不尽人意，相应的技术并不完善，可参考的数据较少。

发明内容

[0004] 为了解决现有技术存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆，保证底漆与PP之间具有良好的粘结性能即较高的粘结强度，同时与3PP用热熔胶之间也具有较好的粘结性。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆，按质量百分比计，由50-80%的A组分和20-50%的B组分组成，

其中，所述A组分，由下述各组分按重量份组成：双酚A型环氧树脂 30-80份、双酚F型环氧树脂 20-40份、增韧剂2-20份、填料15-50份、颜料1-5份；

所述B组分为聚酰胺环氧固化剂。

进一步的，所述A组分还含有0.2-5重量份的助剂，所述助剂由下述组分按重量份组成：分散剂10-20份，防沉剂0-10份，消泡剂5-20份，流平剂5-20份，偶联剂0-10份，打磨剂0-10份。

优选的，所述助剂由下述组分按重量份组成：分散剂10-20份，防沉剂1-10份，消泡剂5-20份，流平剂5-20份，偶联剂1-10份，打磨剂1-10份。

上述的分散剂、防沉剂、消泡剂、流平剂、偶联剂和打磨剂，均为本行业通用的助剂。

所述分散剂，优选为聚氨酯，目的在于防止颜料聚凝、颜料浮色及发花。

所述防沉剂，优选为气相二氧化硅，目的在于防止颜填料沉淀，并使底漆具备一定触变性。

所述消泡剂，优选为有机硅酮类消泡剂，又称硅酮消泡剂，目的在于消除或防止在生产、包装及使用过程中产生的气泡。

所述流平剂，优选为有机硅类流平剂，流平剂是一种常用的涂料助剂,它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。如聚醚改性甲基聚硅氧烷流平剂，具体为流平剂KL-300、KL-306、KL-307等。

所述偶联剂，优选为有机硅烷偶联剂，如硅烷偶联剂KH-550。

所述打磨剂，优选为高分子合成助磨剂,如聚羧酸盐。有助于漆膜的表面处理。

具体的，在本发明中：

所述双酚A型环氧树脂，是由双酚A、环氧氯丙烷在碱性条件下缩合，经水洗，脱溶剂精制而成的高分子化合物。具体的在本发明中可以采用蓝星无锡树脂厂生产的E51、E44、陶氏化工生产的DER330等。

所述双酚F型环氧树脂，又称双酚F二缩水甘油醚，简称BPF，是由苯酚与甲醛在酸性催化下反应生成双酚F，再与环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下进行缩聚反应制得。具体的在本发明中可以采用蓝星无锡树脂厂生产的环氧树脂830、陶氏化工生产的DER354等。

所述增韧剂，为聚硫树脂、液体丁腈橡胶和聚氨酯中的一种或其混合物。

其中，所述液体丁腈橡胶(简称LNBR)，是由丁二烯、丙烯腈为主链结构，含有或不含其他官能团的、常温下呈黏稠液体状态的橡胶，其数均分子量通常在10000以下。

所述聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。

所述填料，为耐热性填充剂，保证涂料在高温条件下能保持性能不下降。具体，本发明的填料为硫酸钡、三聚磷酸铝、云母粉、碳酸钙、碳化硅、滑石粉、气相二氧化硅和硬脂酸锌中的一种或其混合物。

所述颜料，为本行业通用颜料，例如铁红、炭黑、金红石型钛白粉、氧化铁绿或联苯胺黄等，可根据需要调配各种颜色。

所述B组分为聚酰胺环氧固化剂，最好为低分子聚酰胺环氧固化剂。与环氧树脂配比时，可操作时间适宜、固化快，同时固化物具有硬度高和粘接性好等特性。具体的在本发明中可以采用如上海化工有限公司生产的聚酰胺环氧固化剂115，科宁化工(中国)有限公司生产的聚酰胺环氧固化剂V140，蓝星无锡树脂厂生产的低分子聚酰胺650、651等。

本发明所采用的双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂为双官能团和多官能团环氧树脂的混合物，吸水率在0.6%以下，其化学稳定性好，附着力强、硬度高；在加入增韧剂后可改善其柔韧性差、加工性差、漆膜脆等问题，且采用柔性聚酰胺为固化剂，也较好地改善漆膜的韧性。

采用本行业常规方法，先将A组分中的原料碾磨搅拌混合均匀制得A组分，再将A组分与B组分搅拌混合均匀，即可制得本发明的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆。

相对于现有技术，本发明的有益效果具体体现为：

1.本发明用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆性能极佳，以常规刷涂，底漆固含量可达100%，无有机挥发物，对大气环境的污染性极小。刷涂一遍可达100μm以上的漆膜厚度，而以往的环氧树脂底漆一遍仅有50μm左右的漆膜厚度，可见使用本发明的涂料可大大提高了涂布时的生产效率。

2.本发明用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆为湿膜施工的液体涂料，施工方便，无需更新涂装生产线，刷涂即可。

3.本发明用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆具有优良的漆膜附着力，柔韧性好，耐冲击性能好，及具有优良的抗高温阴极剥离性能、耐热水浸泡、耐盐雾、耐水、耐酸、耐碱、耐老化性能。

4.本发明用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆可用于石油运输钢质管道焊口3PP防腐用，并可在高温条件下保持其常温下的各项性能不变，可用于120℃以上的烘烤而不发生其它改变。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

按表1对应的组分及加入量，将双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂混合，加入增韧剂，待完全相容后再加入填料和颜料，碾磨搅拌混合均匀制得A组分。

将A组分与B组分聚酰胺环氧固化剂V140搅拌混合均匀，其中，A组分与B组分的质量比为80:20，即可制得本发明的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆。

表1：A组分配方表单位：公斤

Figure 2011102469570100002DEST_PATH_IMAGE002

实施例2

称取：聚氨酯10公斤，气相二氧化硅10公斤，有机硅酮类消泡剂5公斤，有机硅类流平剂20公斤，硅烷偶联剂KH-550 1公斤，聚羧酸盐打磨剂10公斤，搅拌混合均匀，即可制得本实施例所用的助剂。

按表1对应的组分及加入量，将双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂混合，加入增韧剂，待完全相容后再加入填料、颜料和助剂，碾磨搅拌混合均匀制得A组分。

将A组分与B组分聚酰胺环氧固化剂V140搅拌混合均匀，其中，A组分与B组分聚酰胺环氧固化剂V140的质量比为50:50，即可制得本发明的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆。将该底漆刷涂于钢材表面，涂布固化后测得其柔韧性达3mm，抗冲击强度达45kg·cm以上，漆膜附着力达1级。

实施例3

称取：聚氨酯20公斤，气相二氧化硅1公斤，有机硅酮类消泡剂20公斤，有机硅类流平剂5公斤，硅烷偶联剂KH-550 10公斤，聚羧酸盐打磨剂1公斤，搅拌混合均匀，即可制得本实施例所用的助剂。

将A组分与B组分聚酰胺环氧固化剂V140搅拌混合均匀，其中，A组分与B组分聚酰胺环氧固化剂V140的质量比为80:20，即可制得本发明的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆。将该底漆刷涂于钢材表面，涂布固化后测得其柔韧性达3mm，抗冲击强度达45kg·cm以上，漆膜附着力达1级。

实施例4

称取：聚氨酯15公斤，气相二氧化硅5公斤，有机硅酮类消泡剂12公斤，有机硅类流平剂13公斤，硅烷偶联剂KH-550 5公斤，聚羧酸盐打磨剂5公斤，搅拌混合均匀，即可制得本实施例所用的助剂。

将A组分与B组分聚酰胺环氧固化剂V140搅拌混合均匀，其中，A组分与B组分聚酰胺环氧固化剂V140的质量比为65:35，即可制得本发明的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆。将该底漆刷涂于钢材表面，涂布固化后测得其柔韧性达3mm，抗冲击强度达45kg·cm以上，漆膜附着力达1级。

对比例

将双酚A型环氧树脂60公斤、双酚F型环氧树脂10公斤混合均匀，加入1公斤有机硅酮消泡剂、10公斤气相二氧化硅和2公斤三聚磷酸铝碾磨搅拌混合均匀，制得A组分。将A组分与聚酰胺环氧固化剂V140搅拌混合均匀，其中，A组分与聚酰胺环氧固化剂V140的质量比为65:35，即可制得防腐用无溶剂环氧底漆。

对本发明实施例1-4及对比例进行性能测试，具体数据见表2。

表2. 底漆涂料性能测试表

Figure 2011102469570100002DEST_PATH_IMAGE004

阴极剥离按GB/T23257-2009标准方法测定。耐热水浸泡按GB/T23257-2009标准方法测定。

将本发明提供实施例4制备的底漆与市售环氧底漆进行全面性能比较，具体见表3。

表3：综合性能对比表

项目	市售3PP环氧树脂底漆	本发明实施例4的底漆
			阴极剥离65℃/48h	5-8mm	2.8mm
阴极剥离65℃/28d	> 25	13.5
			热水浸泡70℃/120d	层下有水、脱落	无起泡、无脱落
漆膜附着力	2级	≤ 1级
			常温剪切强度	12 MPa	20 MPa
吸水率	1-2%	0.6%
			耐盐雾性	168-300h，通过一级	800h以上通过一级
耐油性	5-48h外观无明显变化	60-168h外观无明显变化
			耐汽油性	8-16h不起泡、不起皱	20-40h不起泡、不起皱
耐酸性	7-10h	20-30h
			耐碱性	7-10h	20-30h
耐湿热性	96-120h	120-300h

Claims

1.一种用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆，其特征在于，按质量百分比计，由50-80%的A组分和20-50%的B组分组成，

所述A组分由下述各组分按重量份组成：双酚A型环氧树脂 30-80份、双酚F型环氧树脂 20-40份、增韧剂2-20份、填料15-50份、颜料1-5份；

所述B组分为聚酰胺环氧固化剂。

2.如权利要求1所述的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆，其特征在于：

所述A组分中还含有0.2-5重量份的助剂，所述助剂由下述组分按重量份组成：分散剂10-20份，防沉剂0-10份，消泡剂5-20份，流平剂5-20份，偶联剂0-10份，打磨剂0-10份。

3.如权利要求2所述的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆，其特征在于，所述助剂由下述组分按重量份组成：分散剂10-20份，防沉剂1-10份，消泡剂5-20份，流平剂5-20份，偶联剂1-10份，打磨剂1-10份。

4. 如权利要求3所述的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆，其特征在于：所述分散剂为聚氨酯。

5.如权利要求3所述的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆，其特征在于：所述防沉剂为气相二氧化硅。

6.如权利要求3所述的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆，其特征在于：所述消泡剂为有机硅酮类消泡剂。

7. 如权利要求3所述的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆，其特征在于：所述流平剂为有机硅类流平剂。

8. 如权利要求3所述的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆，其特征在于：所述偶联剂为有机硅烷偶联剂。

9. 如权利要求1-3中任一项所述的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆，其特征在于：

所述增韧剂为聚硫树脂、液体丁腈橡胶和聚氨酯中的一种或其混合物。

10.如权利要求1-3中任一项所述的用于钢质管道焊口部位3PP防腐用无溶剂环氧底漆，其特征在于：

所述填料为硫酸钡、三聚磷酸铝、云母粉、碳酸钙、碳化硅、滑石粉、气相二氧化硅和硬脂酸锌中的一种或其混合物。