CN109161296A - 一种适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料及其制备方法 - Google Patents

一种适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料及其制备方法，所述的防腐蚀环氧型树脂涂料重量组分包括：70‑80份环氧树脂、15‑18份由氢化蓖麻油和加入硫酸钙晶须的偶联剂组成的助剂，15‑25份溶剂。与现有技术相比，本发明用于涂覆天然气管道壁并形成保护膜，以达到防腐蚀保护目的，具有以下优点：(1)不需要进行二次表面处理，可直接用于天然气管道的壁面，即涂覆时管道表面不需进行任何处理，可直接涂抹。(2)相比于现有的防腐涂层，拉伸和弯曲强度大大提升，成膜后不易破裂，更为环保和高效。(3)具有良好的耐腐蚀性、耐热性、耐磨性。

Description

一种适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料及其制备 方法
技术领域
本发明属于管道防腐技术领域，尤其涉及一种适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料及其制备方法。
背景技术
燃气供应是现代化城市能源供应的重要组成部分，而钢制管道又是目前城市用于燃气输配的主要管材之一，他的可靠性、安全性是我们保障企业燃料供应和居民生活用气的重要保证。输送天然气的管道大多处于复杂的土壤环境中，因而管道内壁和外壁都可能遭到腐蚀。一旦管道被腐蚀穿孔，即造成天然气泄漏，不仅使运输中断，甚至可能引起火灾，造成危害。用涂料涂敷在经除锈的钢制管道表面上，使其与各种腐蚀性介质隔绝，是管道防腐的最基本方法之一。如今，管道防腐涂层越来越多采用复合材料和复合结构。要求这些材料具有良好的性能和较宽的温度适应范围。但目前涂层材料防腐效果不佳，稳定性差。且在除锈再次涂料过程中耗费大量人力，增加成本。故市场上需要一种施工简便，环保高效，防腐能力强，能成膜的防腐保护膜。
发明内容
本发明目的就是克服上述技术存在的缺陷而提供一种适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料及其制备方法，所制备涂料能够形成拉伸强度和弯曲强度优良，施工简便，环保高效，耐温性和耐腐蚀性良好的天然气管道壁保护膜。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料，其特征在于：所述的防腐蚀环氧型树脂涂料包括以下组分及含量(重量份)：环氧树脂70-80；助剂15-18；溶剂15-25。其中助剂为氢化蓖麻油和加入硫酸钙晶须的偶联剂的混合溶液。
氢化蓖麻油用于在所制产品中起增稠、增加成膜后硬度的作用，将其加入硫酸钙晶须的偶联剂(偶联剂最好为能够与环氧树脂亲和的偶联剂，优选含环氧基的偶联剂)的作用是提高环氧树脂的拉伸强度和弯曲强度，增强耐磨性，进一步优化的，氢化蓖麻油的重量份为10-12份，溶剂配比为2:1，即氢化蓖麻油的质量为加入硫酸钙晶须的偶联剂混合溶液质量的2倍。
为了更有效的改善涂层附着力，进一步优化的，所述助剂与环氧树脂的质量百分比为21.17％-21.4％，加入硫酸钙晶须的偶联剂混合溶液中硫酸钙晶须的质量为偶联剂质量的30％，混合后的偶联剂含量为5-6份。
进一步优化的，溶剂为丙酮或二甲苯
一种如上所述的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)按照以下组分及含量(重量份)：环氧树脂70-80份，助剂15-18份，溶剂15-25份。
(2)将环氧树脂和溶剂加入反应釜内，加热至72-80℃搅拌并保温2-3小时，除去上层漂浮杂物，测试环氧当量、软化点两项指标，当环氧当量为500-1250g/mol且软化点为85-110℃时，添加助剂，搅拌至均匀分散后，静置8-10小时，除去上层漂浮物，制得适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料。
限定环氧当量为500-1250g/mol且软化点为85-110℃时再添加助剂的目的是确保所制树脂保护膜符合《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB/T8923)。《涂装前钢材表面粗糙度等级的评定(比较样块法)》(GB/T13288)。
所述的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料，经高压无气喷涂至天然气管道壁，并经通风干燥后所得到的天然气管道壁防护膜的防腐等级为sa3，表面粗糙度为45μm-55μm，拉伸强度为40.15-43.2MPa、弯曲强度为54.36-56.20Mpa。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料，通过氢化蓖麻油的增稠作用，使涂层附着力增加，进而将涂料进行高压无气喷涂时，管道表面不需进行任何处理，可直接涂覆在天然气管道壁面。且环氧型树脂为环保材料，能够减少对周围土壤环境的影响。
(2)本发明所述涂料的各组分用量相比于其他现有技术，效果更为明显，所形成的保护膜的耐磨性提高，且具有更高的耐腐蚀性和耐热性。
(3)相比于现有的防腐涂层，所述形成的保护膜具有较强的附着力，优良的拉伸和弯曲强度，成膜后不易破裂，减少了维修保养成本。
具体实施方式
本发明下面结合实施例作进一步详述：
实施例1：
一种适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料的制备方法，该方法包括以下工艺步骤：
(1)将环氧树脂70kg、溶剂丙酮15kg加入反应釜中，加热至72℃搅拌，保温3小时，除去上层漂浮杂物，获得初步的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料。
(2)将助剂氢化蓖麻油同含有硫酸钙晶须和含环氧基的偶联剂的混合溶液按2:1剂量(质量比)混合，混合溶液中硫酸钙晶须的质量为偶联剂质量的30％，充分搅拌，得到助剂溶液，移取15kg，备用。
(3)将步骤(2)中移取的助剂溶液加入步骤(1)中制得的初步的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料，搅拌至均匀分散，静置8小时，除去上层飘浮物，制得成品适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料。
实施例2
一种适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料的制备方法，该方法包括以下工艺步骤：
(1)将环氧树脂80kg、溶剂二甲苯15kg加入反应釜中，加热至75℃搅拌，保温3小时，除去上层漂浮杂物，获得初步的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料。
(2)将氢化蓖麻油同含有硫酸钙晶须和含环氧基的偶联剂的混合溶液按2:1剂量(质量比)混合，混合溶液中硫酸钙晶须的质量为偶联剂质量的30％，充分搅拌，得到助剂溶液，移取17kg，备用。
(3)将步骤(2)中移取的助剂溶液加入步骤(1)中制得的初步的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料，搅拌至均匀分散，静置9小时，除去上层飘浮物，制得成品适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料。
实施例3
一种适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料的制备方法，该方法包括以下工艺步骤：
(1)将环氧树脂85kg、溶剂二甲苯20kg加入反应釜中，加热至80℃搅拌，保温2小时，除去上层漂浮杂物，获得初步的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料。
(2)将氢化蓖麻油同含有硫酸钙晶须和含环氧基的偶联剂的混合溶液按2:1剂量(质量比)混合，混合溶液中硫酸钙晶须的质量为偶联剂质量的30％，充分搅拌，得到助剂溶液，移取18kg，备用。
(3)将步骤(2)中移取的助剂溶液加入步骤(1)中制得的初步的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料，搅拌至均匀分散，静置10小时，除去上层飘浮物，制得成品适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料。
对比实施例1：
一种适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料的制备方法，该方法包括以下工艺步骤：
(1)将环氧树脂70kg、溶剂丙酮15kg加入反应釜中，加热至72℃搅拌，保温3小时，除去上层漂浮杂物，获得初步的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料。
(2)将含有硫酸钙晶须和含环氧基的偶联剂的混合溶液，充分搅拌，得到助剂，混合溶液中硫酸钙晶须的质量为偶联剂质量的30％，移取15kg助剂，备用。
(3)将步骤(2)中移取的助剂溶液加入步骤(1)中制得的初步的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料，搅拌至均匀分散，静置8小时，除去上层飘浮物，制得成品适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料。
对比实施例2：
一种适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料的制备方法，该方法包括以下工艺步骤：
(1)将环氧树脂80kg、溶剂二甲苯15kg加入反应釜中，加热至75℃搅拌，保温3小时，除去上层漂浮杂物，获得初步的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料。
(2)将氢化蓖麻油同含环氧基的偶联剂按2:1剂量(质量比)混合，充分搅拌，得到助剂，移取17kg助剂，备用。
(3)将步骤(2)中移取的助剂溶液加入步骤(1)中制得的初步的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料，搅拌至均匀分散，静置9小时，除去上层飘浮物，制得成品适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料。
对比实施例3：
一种适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料的制备方法，该方法包括以下工艺步骤：
(1)将环氧树脂85kg、溶剂二甲苯20kg加入反应釜中，加热至80℃搅拌，保温2小时，除去上层漂浮杂物，获得初步的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料。
(2)将硫酸钙晶须和含环氧基的偶联剂的混合，混合溶液，充分搅拌，得到助剂，混合溶液中硫酸钙晶须的质量为偶联剂质量的30％，移取18kg助剂，备用。
(3)将步骤(2)中移取的助剂溶液加入步骤(1)中制得的初步的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料，搅拌至均匀分散，静置10小时，除去上层飘浮物，制得成品适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料。
根据金属防腐蚀质量检验规范：《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB/T8923)和《涂装前钢材表面粗糙度等级的评定(比较样块法)》(GB/T13288)。对上述三个实施例进行检测，检测结果如下：
表1：
由表1可知，所述3个实施例所制得的环氧树脂保护膜符合国家标准，可用于天然气管道壁的防腐处理。
三个对比实施例为只加入硫酸钙晶须的亲环氧树脂偶联剂，而不加入氢化蓖麻油的助剂溶液所制得的环氧树脂保护膜。由表可知，加入氢化蓖麻油的助剂溶液有助于提高环氧树脂保护膜的拉伸强度和弯曲强度，增大了涂层的附着力。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料，其特征在于：所述的环氧型树脂涂料包括以下重量份的组分：环氧树脂70-80份，助剂15-18份，溶剂15-25份；所述的助剂为氢化蓖麻油和加入硫酸钙晶须的偶联剂的混合溶液。
2.根据权利要求1所述的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料，其特征在于，所述氢化蓖麻油的重量份为10-12份，氢化蓖麻油的质量为加入硫酸钙晶须的偶联剂混合溶液质量的2倍。
3.根据权利要求1所述的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料，其特征在于，所述助剂与环氧树脂的质量百分比为21.17％-21.4％；所述的加入硫酸钙晶须的偶联剂混合溶液中硫酸钙晶须的质量为偶联剂质量的30％，混合后的偶联剂含量为5-6份。
4.根据权利要求1所述的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料，其特征在于，所述溶剂为丙酮或二甲苯。
5.一种如权利要求1所述的适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将70-80重量份的环氧树脂和15-25重量份的溶剂加入反应釜内，加热至72-80℃搅拌并保温2-3小时，除去上层漂浮杂物，测试环氧当量、软化点两项指标，当环氧当量为500-1250g/mol且软化点为85-110℃时，添加15-18重量份的助剂，搅拌至均匀分散后，静置8-10小时，除去上层漂浮物，制得适用于天然气管道壁的防腐蚀环氧型树脂涂料。
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