CN102993913A - 一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料及其制备方法，所述的无溶剂防腐涂料包含A组份和B组份，所述A组份的原料含有环氧树脂、活性稀释剂、防沉增稠剂、流平剂、消泡剂、分散剂、聚四氟乙烯蜡、超硬耐磨粉、石墨、二硫化钼、滑石粉、正磷酸铝锌水合物、多磷酸铝锶水合物，所述B组份的原料含有为酚醛改性脂肪胺类环氧树脂固化剂的自制改性胺、触变增稠剂；所述A组份与B组份按质量比A:B=4～6:1配合使用；其制备步骤包括：①原料准备；②配料与分散；③研磨；④过滤和包装。本发明的无溶剂防腐涂料不含挥发性溶剂，容易涂覆，可消除涂层的针孔，提高了涂料的抗渗透性、耐磨性和耐腐蚀性能，适合在定向钻穿管道上应用。

Description

一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体地说，是一种涂覆于定向钻穿管道外的无溶剂防腐涂料及其制备方法。

背景技术

在城市建设中，管道煤气是一项重要的基础设施建设。由于城市中各种建筑繁多，而且会有丘陵夹在其中，不可能全部采用在地面开挖设管的做法，因此，在城市煤气管道的建设中越来越多地用到定向钻穿越技术。

目前，定向钻穿越技术应该还是一项较新的技术。由于定向钻穿越段的管道不方便被检测和维修，因此对定向钻穿管道的要求更为严格：不仅对管材管形有严格的要求，而且对涂覆于定向钻穿管道外的涂料也有严格的要求。具体地说，要求涂覆于定向钻穿管道外的涂料具备耐磨损性、耐划伤性、硬度高和抗冲击，应与管道的粘接力强、耐水浸泡、耐腐蚀并与阴极保护系统有好的匹配性。有了合格的涂料能保证定向钻穿管道能长期安全地运行。

目前，国内用于管道的涂料主要是挤压聚乙烯涂层——3PE防腐层。所述3PE防腐层具有可操作性强、现场适应性强、可靠性和性价比高的特点，能够保证管道在预期的使用寿命内不产生由于外腐蚀而引起的功能损失。但是，将3PE防腐层用于定向钻穿越施工时，管孔的弯曲部分及凸起的岩石、卵石、砾石会对相对较柔软的3PE防腐层造成磨损和划伤。由于实际工程中工期、成本及技术等原因，定向钻穿越后对定向钻穿管道破损的防腐层是很难进行修复的，施工时对防腐层造成的过度损伤，即使施加了阴极保护也不可能完全避免该损伤处不发生腐蚀。所以，选择耐磨损、耐划伤、硬度高和抗冲击的用于定向钻穿管道涂料是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料，它以环氧树脂为主要成膜物质，添加无机填料、固化剂组成的无溶剂双组分环氧涂料，使其具有耐磨损、耐划伤、硬度高和抗冲击的特性。

为实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案。

一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料，其特征是，包含A组份和B组份，所述A组份和B组份原料的质量百分比为：

A组份： 

环氧树脂           45.0～55.0%；

活性稀释剂          2.0～4.0%；

防沉增稠剂          1.0～1.5%；

流平剂              0.3～0.5%；

消泡剂              0.2～0.5%；

分散剂              0.6～0.8%；

聚四氟乙烯蜡        4.0～6.0%；

超硬耐磨粉          5.0～10.0%；

石墨                2.0～6.0%；

二硫化钼            0.5～2.0%；

滑石粉              1.2～12.8%；

正磷酸铝锌水合物    1.0～2.0%；

多磷酸铝锶水合物    0.5～1.0%；

B组份：

自制改性胺         12.0～20.0%；

触变增稠剂          1.0～2.0%

所述的自制改性胺为酚醛改性脂肪胺类环氧树脂固化剂；

所述的A组份与B组份按质量比A:B=4～6:1配合使用。

可选的，所述的环氧树脂为DER.852，环氧当量为300～340，为一种低粘度的柔性液态环氧树脂。

可选的，所述的活性稀释剂为多官能团的缩水甘油醚树脂、环氧丙烷丁基醚、乙二醇二缩水甘油醚的一种或两种，对涂膜具有增韧作用。

可选的，所述的流平剂为有机硅类BYK 330，所述的消泡剂为含有机硅类的BYK 052消泡剂，所述的分散剂为AFCONA4570。

可选的，所述的防沉增稠剂为A-200气相二氧化硅。

可选的，所述的超硬耐磨粉为SNM-100。

可选的，所述的正磷酸铝锌水合物为ZPA；所述的多磷酸铝锶水合物为SAPP。

可选的，所述的触变增稠剂为气硅增效剂BYK605R。

为实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案。

一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料的制备方法，其特征是，包含以下步骤：

（1）原料准备

包含A组份和B组份，所述A组份和B组份原料的质量百分比为：

A组份： 

环氧树脂           45.0～55.0%；

活性稀释剂          2.0～4.0%；

防沉增稠剂          1.0～1.5%；

流平剂              0.3～0.5%；

消泡剂              0.2～0.5%；

分散剂              0.6～0.8%；

聚四氟乙烯蜡        4.0～6.0%；

超硬耐磨粉          5.0～10.0%；

石墨                2.0～6.0%；

二硫化钼            0.5～2.0%；

滑石粉              1.2～12.8%；

正磷酸铝锌水合物    1.0～2.0%；

多磷酸铝锶水合物    0.5～1.0%；

B组份：

自制改性胺         12.0～20.0%；

触变增稠剂          1.0～2.0%；

所述自制改性胺为酚醛改性脂肪胺类环氧树脂固化剂；

（2）配料与分散

依次将环氧树脂和活性稀释剂放入拉缸中，启动分散机，按300～400转/分钟的转速进行分散，将其混合均匀；

再将防沉增稠剂投入其中，以1000～1200转/分钟的转速搅拌20～30分钟，并保持温度在30～40℃之间；

然后按步骤（1）的质量百分比准备的其他A组份原料依次放入拉缸中，启动分散机，按500～600转/分钟的转速进行搅拌，边搅拌边加入A组份原料；A组份原料添加完毕后，按1000～1200转/分钟的转速搅拌20～30分钟，获得分散的A组份混合料；

将按步骤（1）的质量百分比准备的B组份原料依次放入拉缸中，以300～600转/分钟的转速搅拌20～30分钟即可；

所述A组份与所述B组份分开配料与分散；

（3）研磨

将步骤（2）获得的A组份混合料放入砂磨机中进行研磨，控制温度在40～70℃，研磨细度为60微米以下；

B组份不需要研磨；

（4）过滤和包装

将研磨后的A组份混合料放入成品釜中，开启搅拌机进行搅拌，在搅拌机出口处设置过滤网，将出自成品釜的A组份混合料边过滤边进行产品包装；

将A组份和B组份分开包装。

本发明用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料的积极效果是：

（1）采用低粘度柔性液态环氧树脂与自制的酚醛改性脂肪胺作为固化剂，复合使用多种耐磨填料体系，使涂料的耐磨损性能和耐划伤性能明显提高。

（2）将低粘度柔性液态环氧树脂和自制的酚醛改性脂肪胺作为固化剂与特种防腐颜料体系（例如正磷酸铝锌水合物ZPA和多磷酸铝锶水合物SAPP）复合使用，使涂料的耐盐雾性能和耐电化学腐蚀性能明显提高。

（3）由于不含挥发性溶剂，可消除涂层的针孔，能提高涂料的抗渗透性、耐磨性和耐腐蚀性能，极适合在定向钻穿管道上应用。

（4）容易涂覆，可减少施工现场通风设备的使用，避免了因溶剂挥发而造成的资源浪费，也避免施工现场发生火灾的危险，减少了对环境的影响，具有推广应用的价值。

具体实施方式

以下给出本发明一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料的具体实施方式，给出3个实施例。但是，应当指出，本发明的实施不限于以下的实施方式。

实施例1   一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料，其制备方法包括以下步骤：

（1）原料准备

包含A组份和B组份，所述A组份和B组份原料的质量百分比为：

A组份： 

环氧树脂  45.00%，采用美国DOW的产品，型号为DER.852；

活性稀释剂 2.60%，采用长兴化学的产品，产品名称为TMPTA；

流平剂  0.30%，采用德国毕克化学助剂公司的产品，型号为BYK330；

消泡剂  0.20%，采用德国毕克化学助剂公司的产品，型号为BYK052；

分散剂  0.60%，采用埃夫卡纳公司的产品，型号为AFCONA4570；

防沉增稠剂  1.50%，采用杜邦公司的产品，型号为A-200；

聚四氟乙烯蜡 5.00%，采用上海焦耳蜡业有限公司的产品，型号为MPF6；

超硬耐磨粉  10.00%，采用上海聚微涂料助剂有限公司的产品，型号为SNM-100；

石墨  6.00%，采用青岛光耀石墨有限公司的产品，产品名为鳞片石墨；

二硫化钼 0.50%，采用上海汇普工业有限公司的产品，产品名称为高纯度二硫化钼固体粉末；

滑石粉  12.80%，采用山东栖霞华友滑石粉厂的产品，产品名称500目优质滑石粉；

正磷酸铝锌水合物 1.00%，采用Heubach公司的产品，型号为ZPA；

多磷酸铝锶水合物 0.50%，采用Heubach公司的产品，型号为SAPP；

B组份：

自制改性胺 12.00%，为申请人自制的组份，属于酚醛改性脂肪胺类环氧树脂固化剂，是由苯酚和二乙烯三胺反应而成；

触变增稠剂  2.00%，采用德国毕克化学助剂公司的产品，型号为BYK605R。

涂料在使用时，将A组份与B组份按质量比A:B=4:1配合使用。

（2）配料与分散

依次将环氧树脂和活性稀释剂放入拉缸中，启动分散剂，按300转/分钟的转速进行分散，将其混合均匀；

再将防沉增稠剂投入其中，以1000转/分钟的转速搅拌30分钟，并保持温度在30～40℃之间；

然后按步骤（1）的质量百分比准备的其他A组份原料依次放入拉缸中，启动分散机，按500转/分钟的转速进行搅拌，边搅拌边加入A组份原料；A组份原料添加完毕后，按1000转/分钟的转速搅拌30分钟，获得分散的A组份混合料；

将按步骤（1）的质量百分比准备的B组份原料依次放入拉缸中，以300转/分钟的转速搅拌30分钟即可；

所述A组份与所述B组份分开配料与分散。

（3）研磨

将步骤（2）获得的A组份混合料放入砂磨机中进行研磨，控制温度在40℃，研磨细度为60微米以下；

B组份不需要研磨。

（4）过滤包装

将研磨后的A组份混合料放入成品釜中，开启搅拌机进行搅拌，在搅拌机出口处设置过滤网，将出自成品釜的A组份混合料边过滤边进行产品包装；

将A组份和B组份分开包装。

实施例1制备的一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料及涂层的性能指标为：（见下表）

表1. 一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料及涂层的性能指标

 。

实施例2  一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料，其制备方法包括以下步骤：

（1）原料准备

包含A组份和B组份，所述A组份和B组份原料的质量百分比为：

A组份：  （采用的原料与实施例1相同）

环氧树脂            50.00%；

活性稀释剂          4.00%；

流平剂              0.50%；

消泡剂              0.30%；

分散剂              0.70%；

防沉增稠剂          1.20%；

聚四氟乙烯蜡        4.00%；

超硬耐磨粉          8.00%；

石墨                4.00%；

二硫化钼            1.00%；

滑石粉              6.80%；

正磷酸铝锌水合物    1.50%；

多磷酸铝锶水合物    0.50%；

B组份：

自制改性胺          16.00%；

触变增稠剂          1.50%。

涂料在使用时，将A组份与B组份按质量比A:B=5:1配合使用。

（2）配料与分散

依次将环氧树脂和活性稀释剂放入拉缸中，启动分散剂，按400转/分钟的转速进行分散，将其混合均匀。再将防沉增稠剂投入其中，以1200转/分钟的转速搅拌20分钟，并保持温度在40℃之间。然后按步骤（1）的质量百分比准备的其他A组份原料依次放入拉缸中，启动分散机，按600转/分钟的转速进行搅拌，边搅拌边加入A组份原料；A组份原料添加完毕后，按1200转/分钟的转速搅拌20分钟，获得分散的A组份混合料；

将按步骤（1）的质量百分比准备的B组份原料依次放入拉缸中，以600转/分钟的转速搅拌20分钟即可；

所述A组份与所述B组份分开配料与分散。

（3）研磨

将步骤（2）获得的A组份混合料放入砂磨机中进行研磨，控制温度在70℃，研磨细度为60微米以下；

B组份不需要研磨。

（4）过滤包装（同实施例1）。

实施例3  一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料，其制备方法包括以下步骤：

（1）原料准备

包含A组份和B组份，所述A组份和B组份原料的质量百分比为：

A组份：

环氧树脂           55.00%；

活性稀释剂          2.00%；

流平剂              0.50%；

消泡剂              0.50%；

分散剂              0.80%；

防沉增稠剂          1.00%；

聚四氟乙烯蜡        6.00%；

超硬耐磨粉          5.00%；

石墨                2.00%；

二硫化钼            2.00%；

滑石粉              1.20%；

正磷酸铝锌水合物    2.00%；

多磷酸铝锶水合物    1.00%；

B组份：

自制改性胺          20.00%；

触变增稠剂           1.00%。

涂料在使用时，将A组份与B组份按质量比A:B=6:1配合使用。

（2）～（4）的制备内容同实施例1。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明质量百分比范围的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。 

Claims (9)

1.一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料，其特征在于，包含A组份和B组份，所述A组份和B组份原料的质量百分比为：

A组份： 

环氧树脂           45.0～55.0%；

活性稀释剂          2.0～4.0%；

防沉增稠剂          1.0～1.5%；

流平剂              0.3～0.5%；

消泡剂              0.2～0.5%；

分散剂              0.6～0.8%；

聚四氟乙烯蜡        4.0～6.0%；

超硬耐磨粉          5.0～10.0%；

石墨                2.0～6.0%；

二硫化钼            0.5～2.0%；

滑石粉              1.2～12.8%；

正磷酸铝锌水合物    1.0～2.0%；

多磷酸铝锶水合物    0.5～1.0%；

B组份：

自制改性胺         12.0～20.0%；

触变增稠剂          1.0～2.0%；

所述的自制改性胺为酚醛改性脂肪胺类环氧树脂固化剂；

所述的A组份与B组份按质量比A:B=4～6:1配合使用。

2.根据权利要求1所述的一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述的环氧树脂为DER.852，环氧当量为300～340，为一种低粘度的柔性液态环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述的活性稀释剂为多官能团的缩水甘油醚树脂、环氧丙烷丁基醚、乙二醇二缩水甘油醚的一种或两种，对涂膜具有增韧作用。

4.根据权利要求1所述的一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述的流平剂为有机硅类BYK 330，所述的消泡剂为含有机硅类的BYK 052消泡剂，所述的分散剂为AFCONA4570。

5.根据权利要求1所述的一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述的防沉增稠剂为A-200气相二氧化硅。

6.根据权利要求1所述的一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述的超硬耐磨粉为SNM-100。

7.根据权利要求1所述的一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述的正磷酸铝锌水合物为ZPA；所述的多磷酸铝锶水合物为SAPP。

8.根据权利要求1所述的一种用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料，其特征在于，所述的触变增稠剂为气硅增效剂BYK605R。

9.一种如权利要求1所述的用于定向钻穿管道的无溶剂防腐涂料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）原料准备

包含A组份和B组份，所述A组份和B组份原料的质量百分比为：

A组份： 

环氧树脂           45.0～55.0%；

活性稀释剂          2.0～4.0%；

防沉增稠剂          1.0～1.5%；

流平剂              0.3～0.5%；

消泡剂              0.2～0.5%；

分散剂              0.6～0.8%；

聚四氟乙烯蜡        4.0～6.0%；

超硬耐磨粉          5.0～10.0%；

石墨                2.0～6.0%；

二硫化钼            0.5～2.0%；

滑石粉              1.2～12.8%；

正磷酸铝锌水合物    1.0～2.0%；

多磷酸铝锶水合物    0.5～1.0%；

B组份：

自制改性胺         12.0～20.0%；

触变增稠剂          1.0～2.0%；

所述自制改性胺为酚醛改性脂肪胺类环氧树脂固化剂；

（2）配料与分散

依次将环氧树脂和活性稀释剂放入拉缸中，启动分散机，按300～400转/分钟的转速进行分散，将其混合均匀；

再将防沉增稠剂投入其中，以1000～1200转/分钟的转速搅拌20～30分钟，并保持温度在30～40℃之间；

然后按步骤（1）的质量百分比准备的其他A组份原料依次放入拉缸中，启动分散机，按500～600转/分钟的转速进行搅拌，边搅拌边加入A组份原料；A组份原料添加完毕后，按1000～1200转/分钟的转速搅拌20～30分钟，获得分散的A组份混合料；

将按步骤（1）的质量百分比准备的B组份原料依次放入拉缸中，以300～600转/分钟的转速搅拌20～30分钟即可；

所述A组份与所述B组份分开配料与分散；

（3）研磨

将步骤（2）获得的A组份混合料放入砂磨机中进行研磨，控制温度在40～70℃，研磨细度为60微米以下；

B组份不需要研磨；

（4）过滤和包装

将研磨后的A组份混合料放入成品釜中，开启搅拌机进行搅拌，在搅拌机出口处设置过滤网，将出自成品釜的A组份混合料边过滤边进行产品包装；

将A组份和B组份分开包装。