CN104497896B - 一种管道外防腐层防护用粘结促进剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及管道系统技术领域，具体涉及一种管道外防腐层防护用粘结促进剂。一种管道外防腐层防护用粘结促进剂，包括有机溶剂、乳化剂、极性材料和去离子水；各组分的质量百分数如下：有机溶剂25％；乳化剂15％；极性材料25％；去离子水35％。本发明提供的粘结促进剂是一种液态有机促进剂，涂覆在管道3PE防腐层与防护层之间，可提高防腐层表面张力，在防腐层嵌入活性基团，提高PE表面与防护层成膜物功能基的反应能力，从而增强PE表面与防护层之间的附着力，显著提升防护层与防腐层之间的耐剥离强度和剪切强度。
Description
技术领域
本发明涉及管道系统技术领域，具体涉及一种管道外防腐层防护用粘结促进剂。
背景技术
长输管道定向钻穿越技术具有施工周期短、对环境扰动小的特点，适用于铁路、公路、河流等区域埋地管道的铺设，是一种高效的非开挖埋地管道铺设技术，目前已广泛应用于长输管道建设。定向钻穿越施工具有不会影响穿越段正常生活和工作秩序，解决了传统开挖施工对居民生活干扰以及对环境的破坏和影响。穿越管道外防腐以3PE、FBE及热收缩带补口为主材料，具有良好的防腐和较强的抗冲击性能，但其耐划伤性能较差，常由于穿越段土质坚硬、石块异物、穿越孔洞不圆滑、控向精度较低等原因使管道出现外防腐层划伤、划透、补口刮翻等严重问题，损伤处的管体失去了防腐层保护，极易出现腐蚀甚至是穿孔。随着高钢级管材(X60及以上)的大规模应用，管道的刚度逐渐增大，在经过弹性弯曲段时，更容易损坏防腐层。由于穿越管道位置的特殊性，后期防腐层修复难度极大，因此，对穿越管道外防腐层的增强防护显得尤为必要。
目前穿越管道外防腐层防护材料主要采用光固化套和玻璃纤维增强复合材料两种类型的防护材料。其中光固化套防护技术曾在中石油漠大线黑龙江穿越段中使用，该技术使用光固化树脂预浸渍玻璃纤维短毡，制成玻璃纤维预浸料。使用时，避光条件下缠绕在管道防腐层外部，通过自然光或紫外光促使树脂固化，形成具有较强抗划伤性能的复合材料防护层。但该技术存在材料造价高、与管道3PE防腐层无法实现有效粘接、纤维不连续增强效果有限、材料需要避光保存、避光施工等问题，在国内管道建设中未得到广泛应用。玻璃纤维增强复合材料又称环氧玻璃钢，该技术常用于管道防腐和管体补强，但其应用于管道外防腐层防护在国内尚处于起步阶段，对于复合材料的耐划伤性以及与3PE外防腐层的黏结性均有待提高。上述两种防护材料所采用的为极性较强的树脂体系，与极性较低的PE材料无法实现有效粘结，在实际的工程应用中因防护层与防腐层的粘结力不强出现过多次防护层剥离和脱落的情况。为此，需要开发出一种试剂，解决两种材料之间粘结力差的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种管道外防腐层防护用粘结促进剂，所述粘结促进剂可大幅提高管道3PE防腐层与防护层之间的附着力，并显著提升防护层与防腐层之间的耐剥离强度和剪切强度。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种管道外防腐层防护用粘结促进剂，包括有机溶剂、乳化剂、极性材料和去离子水；各组分的质量百分数如下：
有机溶剂占25％，
乳化剂占15％，
极性材料25％，
去离子水35％。
进一步地，所述有机溶剂包括如下质量百分数的组分：
丙酮15％，
四氯乙烯50％，
三氯乙烷30％，
二甲苯5％。
进一步地，所述乳化剂包括如下质量百分数的组分：
烷基酚聚氧乙烯醚40％，
脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3 15％，
脂肪醇聚氧乙烯醚AEO7 45％。
进一步地，所述极性材料包括如下质量百分数的组分：
等规氯化PP 30％，
等规氯化PE 70％。
本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：
本发明提供的粘结促进剂是一种液态有机促进剂，涂覆在管道3PE防腐层与防护层之间，可提高防腐层表面张力，在防腐层嵌入活性基团，提高PE表面与防护层成膜物功能基的反应能力，从而增强PE表面与防护层之间的附着力，显著提升防护层与防腐层之间的耐剥离强度和剪切强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明实施例提供一种管道外防腐层防护用粘结促进剂，包括有机溶剂、乳化剂、极性材料和去离子水；各组分的质量百分数如下：
有机溶剂占25％，乳化剂占15％，极性材料25％，去离子水35％。
其中，所述有机溶剂包括如下质量百分数的组分：
丙酮15％，四氯乙烯50％，三氯乙烷30％，二甲苯5％。
其中，所述乳化剂包括如下质量百分数的组分：
烷基酚聚氧乙烯醚40％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3 15％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO745％。乳化剂主要作用为提高极性材料在PE分子链中的渗透和浸润，从而提高PE和极性材料之间的结合力。
其中，所述极性材料包括如下质量百分数的组分：
等规氯化PP(含氯量30％)30％，等规氯化PE(含氯量25％)70％。极性材料主要作用为提高PE表面极性，并与树脂中极性组分相互作用，从而提高PE与复合材料之间的粘结力。
本发明适用于管道外防腐层表层为聚乙烯(PE)的防腐层和防护层为环氧基树脂纤维复合材料之间的粘结，其中环氧基树脂纤维复合材料包括树脂体系和纤维增强体。所述树脂体系包括：E51环氧树脂、E44环氧树脂、改性脂肪族胺固化剂、低分子聚酰胺固化剂、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚促进剂、2-乙基-4甲基咪唑促进剂、多聚环氧丙烷丁基醚活性稀释剂，其质量百分数为：
E51环氧树脂占37％；
E44环氧树脂占21％；
改性脂肪族胺固化剂占10％；
低分子聚酰胺固化剂占23％；
2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚促进剂占2％；
2-乙基-4甲基咪唑促进剂占2％；
多聚环氧丙烷丁基醚活性稀释剂占5％。
所用纤维增强体为200g/m2碳纤维平纹布，树脂固化48h后进行测试。
本发明实施例提供的管道外防腐层防护用粘结促进剂的具体制备及施工流程如下：
1、将树脂体系配方中E51环氧树脂、E44环氧树脂和多聚环氧丙烷丁基醚活性稀释剂按照质量配比，通过搅拌器(30-40r/min)搅拌5分钟后制成A组分，将树脂体系配方中改性脂肪族胺固化剂、低分子聚酰胺固化剂、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚促进剂和2-乙基-4甲基咪唑促进剂按照质量配比，通过搅拌器(20-30r/min)搅拌10分钟后制成B组分。A、B两组分分装后待用。粘结促进剂按各组分质量百分数比例配置好后封装待用。
2、使用时，将A、B组分按规定比例放入容器内，用搅拌器搅拌2min～3min充分混合后静置1min后方可使用。
3、使用喷壶在清洁的管道外防腐层表面涂刷一层粘结促进剂，厚度不高于200um，涂刷完成后，静置2分钟后，表面泛白后即可涂刷树脂体系。
4、在待修复管道表面上涂刷一层树脂体系，厚度不低于100um，涂刷完毕后即可进行纤维增强体缠绕。
5、缠绕过程中确保纤维与管道轴向垂直，纤维螺旋缠绕前进方向与管道穿越拖拽方向一致，搭接长度为纤维布幅宽20％-40％。施工中纤维布如需搭接，搭接长度不应小于200mm。
本发明实施例在实验室测试结果：为23℃±2℃、湿度50％±5％条件下，管道3PE防腐层与防护层之间的剥离强度达到100.6N/cm，与未涂覆粘结促进剂相比提高了2.5倍；管道3PE防腐层与防护层之间的剪附着力达到6.2MPa，与未涂覆粘结促进剂相比提高了5.3倍；管道3PE防腐层与防护层之间的剪切强度达到3.02MPa，与未涂覆粘结促进剂相比提高了2.1倍。
本发明提供的粘结促进剂是一种液态有机促进剂，涂覆在管道3PE防腐层与防护层之间，可提高防腐层表面张力，在防腐层嵌入活性基团，提高PE表面与防护层成膜物功能基的反应能力，从而增强PE表面与防护层之间的附着力，显著提升防护层与防腐层之间的耐剥离强度和剪切强度。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种管道外防腐层防护用粘结促进剂，其特征在于，包括有机溶剂、乳化剂、极性材料和去离子水；各组分的质量百分数如下：
有机溶剂占25％，
乳化剂占15％，
极性材料25％，
去离子水35％；
所述有机溶剂包括如下质量百分数的组分：
丙酮15％，
四氯乙烯50％，
三氯乙烷30％，
二甲苯5％；
所述乳化剂包括如下质量百分数的组分：
烷基酚聚氧乙烯醚40％，
脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3 15％，
脂肪醇聚氧乙烯醚AEO7 45％；
所述极性材料包括如下质量百分数的组分：
等规氯化PP 30％，
等规氯化PE 70％。
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