CN103113810A

CN103113810A - 一种玻璃钢用改性无溶剂环氧耐磨涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN103113810A
Application number: CN2013100402861A
Authority: CN
Inventors: 朱发德; 徐焕辉; 易杜; 陈君; 张真易; 谭南枢
Original assignee: SHENZHEN CHANGYUAN CHANGTONG NEW MATERIAL CO Ltd
Current assignee: CHANGYUAN CHANGTONG NEW MATERIAL CO., LTD.
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2033-02-01
Also published as: CN103113810B

Abstract

本发明提供一种玻璃钢用无溶剂改性环氧耐磨防腐涂料及其制备方法，由A组份和B组份组成，按重量比，以A组分为100%计，A组份由以下组分制成：环氧树脂40-55%，环氧增韧剂5-10%，有机陶土0.5%，硅烷偶联剂0.3%，流平剂F400.5%，改性硅微粉40%-50%，以B组分为100%计,B组份由以下组分组成：改性聚酰胺固化剂80%-90%，固化促进剂10%-20%。本发明的产品硬度高，抗剪切、抗冲击、耐划伤、耐摩擦性能极佳：硬度和产品的高机械性能。

Description

一种玻璃钢用改性无溶剂环氧耐磨涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种玻璃钢用无溶剂改性环氧耐磨防腐涂料及其制备方法。

背景技术

玻璃钢一般是由聚合物树脂基体和增强材料(纤维及其织物)通过二者之间的界面复合而成的低压成型材料，根据使用树脂的种类，玻璃钢又分为聚酯玻璃钢、酚醛玻璃钢、环氧玻璃钢。玻璃钢由于密封性能好，耐化学介质腐蚀，对金属及非金属粘结强度大，机械强度高等优点，已广泛应用于建筑围护结构、贮酸槽、耐酸泵、风机、化工管道、反应槽、集装箱、汽车壳体、游艇、扫雷艇、潜水艇构件、快艇、电杆、电动机护环的等领域。

我国管道业经过近10年的快速发展，已建成的长输油气管道总长度超过5万公里。随着经济建设的飞速发展，石油、天然气的需求市场越来越大，管道建设也将快速的发展，管道建设的质量安全必然提升到管道建设的新高度。目前市场上管道防腐的产品种类繁多，针对不同管线的特点、不同地段的地质特点产品也已经比较齐全，如熔结环氧粉末、3层结构聚乙烯、穿越热缩带、高温热缩带、常温热缩带、冷缠带、压敏带及粘弹体等等。

主要技术问题及缺陷：

当前国内管道建设穿越地段防腐的主体材料是三层聚乙烯防腐层，补口材料主要是穿越热缩带，分为普通穿越热缩带和加强型穿越热缩带。对于地质条件不是很复杂的穿越地段，当前产品已经能满足防腐要求，其性能参数也完全到达相关国标的规定。管道在定向钻穿越中由于管体表面3PE防腐层及补口材料硬度不够，耐磨和耐划伤性能不好，在拖拉过程中经常出现PE层破裂，补口材料翘边断裂更是经常发生，从而影响防腐效果，严重危害管道的使用安全。因此非常有必要开发一种机械强度高，抗划伤、耐摩擦性能好的管道外涂层材料对内防腐材料进行保护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是研制一种既具有很好的密封性、抗阴极剥离性能，同时又具有极好的耐划伤、耐摩砂、抗冲击等性能的材料，通过在三层聚乙烯防腐钢管外层安装由该种材料组成的环氧玻璃钢防护层，可以很好的解决管道在特殊地段定向钻穿越过程中岩石层及其他硬物对防腐层磨擦及划伤等，防止防腐材料划伤脱层及翘边等问题的出现。

本发明提供了一种玻璃钢用无溶剂改性环氧耐磨防腐涂料，由A组份和B组份组成，按重量比，以A组分为100%计，A组份由以下组分制成：

环氧树脂 40-55%

环氧增韧剂 5-10%

有机陶土 0.5%

硅烷偶联剂 0.3%

流平剂F40 0.5%

改性硅微粉 40%-50%

以B组分为100%计,B组份由以下组分组成：

改性聚酰胺固化剂 80%-90%

固化促进剂 10%-20%。

一种玻璃钢用无溶剂改性环氧耐磨防腐涂料，由A组份和B组份组成，按重量比，以A组分为100%计，A组份由以下组分制成：

环氧树脂 40-45%

环氧增韧剂 6-9%

有机陶土 0.5%

硅烷偶联剂 0.3%

流平剂F40 0.5%

改性硅微粉 40%-50%

以B组分为100%计,B组份由以下组分组成：

改性聚酰胺固化剂 85%-90%

固化促进剂 10%-15%。

优选的，环氧树脂的环氧值为0.50-0.54，所述环氧增韧剂的环氧值为0.15-0.20。

优选的，活性硅微粉采用800目活性硅微粉。

优选的，所述A组份和B两组份的比例为100:15-100:20。

本发明还提供了玻璃钢用无溶剂改性环氧耐磨防腐涂料的制备方法，包括以下几个步骤：

步骤A:将环氧树脂和增韧剂先加入分散机内，升温至60℃，搅拌10分钟后加入硅烷偶联剂和硅微粉，搅拌30分钟待其混合均匀后，加入流平剂和有机陶土，搅拌20分钟至分散均匀，最后研磨至颗粒为80μm；

步骤B:将改性聚酰胺固化剂和固化促进剂混合于分散机，升温至30℃，搅拌10分钟至混合均匀。

本发明环氧玻璃钢用特制改性无溶剂耐磨涂料的涂敷工艺：使用时，将A、B双组分按比例混合，搅拌均匀后，在安装区域涂刷，环氧玻璃钢的基本结构为二布五油，即为环氧涂料（表干）+环氧涂料+玻璃布+环氧涂料+玻璃布+环氧涂料（表干）+环氧涂料

具体安装包覆工艺

一、表面处理：

将3PE及补口热缩带表面油污、灰尘、杂物等清理干净，

将3PE 预热80-90℃，钢丝刷交叉拉毛，拉毛深度0.2-0.4mm；补口位置热缩带不用预热处理，只需轻微拉毛，以免损坏热缩带补口结构。

二、环氧玻璃钢涂敷步骤：

将A、B组分混合，搅拌3min，在涂刷区涂刷第一层环氧耐磨防腐涂料，涂层厚度100-200μm；

第一层涂料表干初凝后，涂刷第二层环氧耐磨防腐涂料，涂层厚度250-300μm；

将玻璃纤维布撑平绷紧，环向缠绕，边缠绕边周向滚刷，保证玻璃纤维布完全被涂料润湿，没有露白空鼓现象；

涂刷第三层环氧耐磨防腐涂料，涂层厚度250-300μm；

缠绕第二层玻璃纤维布；

涂刷第四层环氧耐磨防腐涂料，涂层250-300μm；

第四层涂料表干初凝后，再在其表面轻轻涂刷一层环氧耐磨防腐涂料，涂层100-200μm，以增加表面光滑度。并保持所涂的环氧耐磨防腐涂料总的涂层厚度1200μm。

本发明涉及的玻璃钢特制改性无溶剂环氧耐磨材料以特制改性环氧树脂为基体材料，辅以一定比例的助剂和耐磨粉料，与无碱中性玻璃纤维布复合使用，通过二者之间的界面复合而成的低压成型材料，具有以下优点：无味无毒，绿色环保；耐化学介质腐蚀：本发明通过28天、120天、360天质量分数为10%酸碱及5%盐浸泡，玻璃钢涂层完好无损，各种性能参数保存率在90%以上；对金属及非金属基材具有很好的粘结力：环氧耐磨涂层对金属及PE基材拉拔强度分别在12MPa、4.5MPa以上，密封性能极佳；

并且本发明的产品硬度高，抗剪切、抗冲击、耐划伤、耐摩擦性能极佳：硬度和产品的高机械性能，采用本涂料的环氧玻璃钢在固化成型后硬度达到85HD以上，可以很好的承受沙石的划伤摩擦和土壤的应力作用，很好的起到保护里层防腐材料的作用。使用温度范围宽，在0-70℃皆可安装，可喷涂、刷涂，施工操作简单，质量可控。

具体实施方式

下面对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明：

实施例1

A组份重量份数，环氧树脂 51份、增韧剂 6份、有机陶土 0.5份、硅烷偶联剂0.3份、流平剂F40 0.5份、改性硅微粉41.7份

B组份重量份数

改性聚酰胺固化剂90份、固化促进剂 10份、其中，环氧树脂的环氧值0.51，环氧增韧剂中的环氧值0.18，活性硅微粉： 800目

制备过程：步骤A:将环氧树脂和增韧剂先加入分散机内，升温至60℃，搅拌10分钟后加入硅烷偶联剂和硅微粉，搅拌30分钟待其混合均匀后，加入流平剂和有机陶土，搅拌20分钟至分散均匀，最后研磨至颗粒为80μm；

实施例2

具体安装包覆工艺

一、表面处理：

将3PE及补口热缩带表面油污、灰尘、杂物等清理干净，

二、环氧玻璃钢涂敷步骤：

在涂刷区涂刷一层由实施例1得到的环氧耐磨防腐涂料，涂层厚度100-200μm；

第一层环氧耐磨防腐涂料表干初凝后，涂刷第二层环氧耐磨防腐涂料，涂层厚度250-300μm；

涂刷第三层环氧耐磨防腐涂料，涂层厚度250-300μm；

缠绕第二层玻璃纤维布；

涂刷第四层环氧耐磨防腐涂料，涂层250-300μm；

第四层涂料表干初凝后，再在其表面轻轻涂刷一层环氧耐磨防腐涂料，涂层厚度100-200μm，以增加表面光滑度。

实施例3

A组份：按质量分数，包括：环氧树脂 48%、增韧剂 6%、有机陶土 0.5%、硅烷偶联剂0.3%、流平剂F40 0.5%、改性硅微粉 44.7%；

B组份：按质量分数，包括：改性聚酰胺固化剂 85%、固化促进剂15%、其中，环氧树脂的环氧值0.51，环氧增韧剂的环氧值0.18，活性硅微粉：800目；

实施例4

具体安装包覆工艺

一、表面处理：

将3PE及补口热缩带表面油污、灰尘、杂物等清理干净，

二、环氧玻璃钢涂敷步骤：

在涂刷区涂刷一层由实施例3得到的涂料，涂层厚度100-200μm；

第一层环氧耐磨防腐涂料表干初凝后，涂刷第二层，涂层厚度250-300μm；

涂刷第三层环氧耐磨防腐涂料，涂层厚度250-300μm；

缠绕第二层玻璃纤维布；

涂刷第四层环氧耐磨防腐涂料，涂层250-300μm；

第四层涂料表干初凝后，再在其表面轻轻涂刷一层环氧耐磨防腐涂料，涂层100-200μm，以增加表面光滑度。

表1 实施例1无溶剂改性环氧耐磨涂料技术指标

表2 实施例2中环氧玻璃钢防护层技术指标

唐山LNG项目工程地处地质条件比较恶劣的砂石较多的地段，全长1.3公里1016mm管径管道在定向转穿越中采用由本发明所涉及的改性耐磨涂料组成的玻璃钢防护层，一层性成功穿越后，玻璃钢完好无损，经相关专家检测，防腐层绝缘电阻为1.7×10⁵Ω.M,结果表明由该种改性材料组成的环氧玻璃钢防护层对穿越地段的防腐材料起到了很好的保护作用。

表3 实施例3中无溶剂改性环氧耐磨涂料技术指标

表4 实施例4中环氧玻璃钢防护层技术指标

肥东、肥西、长丰、定远四县乡镇天然气输配系统5标段项目施工中，采用本环氧玻璃钢作为全长21.3公里329mm管径管道的外保护材料，一次性成功穿越后，防腐材料无损坏，经权威认证机构检测专家检测，防腐层材料无破损，防腐层绝缘电阻为2.3×10⁵Ω.M，完全达到防腐标准。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种玻璃钢用无溶剂改性环氧耐磨防腐涂料，其特征在于，由A组份和B组份组成，按重量比，以A组分为100%计，A组份由以下组分制成：

环氧树脂 40-55%

环氧增韧剂 5-10%

有机陶土 0.5%

硅烷偶联剂 0.3%

流平剂F40 0.5%

改性硅微粉 40%-50%

以B组分为100%计,B组份由以下组分组成：

改性聚酰胺固化剂 80%-90%

固化促进剂 10%-20%。

2.一种玻璃钢用无溶剂改性环氧耐磨防腐涂料，其特征在于，由A组份和B组份组成，按重量比，以A组分为100%计，A组份由以下组分制成：

环氧树脂 40-45%

环氧增韧剂 6-9%

有机陶土 0.5%

硅烷偶联剂 0.3%

流平剂F40 0.5%

改性硅微粉 40%-50%

以B组分为100%计,B组份由以下组分组成：

改性聚酰胺固化剂 85%-90%

固化促进剂 10%-15%。

3.如权利要求1或2所述的玻璃钢用无溶剂改性环氧耐磨防腐涂料，其特征在于，

环氧树脂的环氧值为0.50-0.54，所述环氧增韧剂的环氧值为0.15-0.20。

4.如权利要求1或2所述的玻璃钢用无溶剂改性环氧耐磨防腐涂料，其特征在于，

活性硅微粉采用800目活性硅微粉。

5.如权利要求1或2所述的玻璃钢用无溶剂改性环氧耐磨防腐涂料，其特征在于，

所述A组份和B两组份的比例为100:15-100:20。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的玻璃钢用无溶剂改性环氧耐磨防腐涂料的制备方法，包括以下几个步骤：

步骤A:将环氧树脂和增韧剂先加入分散机内，升温，搅拌后加入硅烷偶联剂和硅微粉，再搅拌待其混合均匀后，加入流平剂和有机陶土，搅拌至分散均匀，最后研磨至颗粒为80μm；

步骤B:将改性聚酰胺固化剂和固化促进剂混合于分散机，升温，搅拌至混合均匀。

7.一种如权利要求6所述的玻璃钢用改性无溶剂改性环氧耐磨防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤A中升温至60℃，所述步骤B中升温至30℃。

8.一种环氧玻璃钢的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤A'、在待涂刷的区域涂刷如权利要求6所制备的无溶剂改性环氧耐磨防腐涂料；

步骤B'、所述步骤A'中环氧耐磨防腐涂料表干初凝后，涂刷环氧耐磨防腐涂料；

步骤C'、缠绕一层玻璃纤维布，再涂刷所述环氧耐磨防腐涂料；

步骤D'、缠绕第二层玻璃纤维布；再涂刷所述环氧耐磨防腐涂料。

9.如权利要求8所述的环氧玻璃钢的制备方法，其特征在于，还包括：步骤E'、步骤D'中的涂料表干初凝后，再在其表面涂刷环氧耐磨防腐涂料。

10.如权利要求9所述的环氧玻璃钢的制备方法，其特征在于，步骤A'中，涂料涂层厚度100-150μm；步骤B'中，涂层厚度250-300μm；步骤C'中，涂层厚度250-300μm，步骤D'中，涂层厚度250-300μm；步骤E'中，涂层厚度100-150μm。