CN107858073A - 一种管道补口导电保护防腐材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢材管道防腐工程领域，具体涉及一种管道补口导电保护防腐材料及制备方法。本发明所述的管道补口导电保护防腐材料，自内向外包括石墨烯改性环氧树脂底漆层、石墨烯‑聚乙烯热收缩带和石墨烯光固化防护层。通过改性石墨烯的加入，在三层材料层中形成导电网络结构，使材料层的电导率发生数量级的变化，从而降低对阴极保护电流的屏蔽作用。另一方面，石墨烯的加入使涂料的耐磨和增韧也得到了显著提高。

Description

一种管道补口导电保护防腐材料及制备方法
技术领域
本发明属于钢材管道防腐工程领域，具体涉及一种管道补口导电保护防腐材料的制备方法。
背景技术
目前国内外长输管道使用的补口形式大致分为两大类，一类是胶带型补口技术，如收缩带(带)补口、冷缠胶带补口和热熔胶补口等；另一类是涂敷型补口技术，如环氧高聚物涂层、聚氨酯泡沫夹克管补口等。聚乙烯热收缩带在加热安装时，基材在径向收缩的同时，内部复合胶层熔化，紧紧地包覆在补口处，与基材一起在管道外形成了一个牢固的防腐体，具有优异的耐磨损、耐腐蚀、抗冲击及良好的抗紫外线和光老化性能。但由于聚乙烯热收缩带属于高绝缘且非渗透性材料，对阴极保护电流具有屏蔽作用，导致钢表面阴极极化不足，加速腐蚀。
发明内容
针对目前管道补口保护防腐材料层方面的不足，本发明主要目的在于提供一种管道补口导电保护防腐材料。
本发明的原理是：石墨烯具有小尺寸效应、二维片层结构、防水性和快速导电性四个主要性能。通过改性石墨烯的加入，在三层材料层中形成导电网络结构，使材料层的电导率发生数量级的变化，从而降低对阴极保护电流的屏蔽作用。另一方面，石墨烯的加入使涂料的耐磨和增韧也得到了显著提高。
本发明所述的管道补口导电保护防腐材料，自内向外包括石墨烯改性环氧树脂底漆层、石墨烯-聚乙烯热收缩带和石墨烯光固化防护层。具体技术方案如下：
(1)其中所述的石墨烯改性环氧树脂底漆层，涂刷漆膜厚度120μm～140μm。其按质量比的原料成分为：40％～60％环氧树脂，20％～40％稀释剂，0.1％～5％石墨烯，2％～8％助剂，0.2％～5％偶联剂，1％～2％附着力促进剂，10％～20％固化剂。
(2)在补口底漆层实干之后，缠绕石墨烯-聚乙烯热收缩带，厚度在0.7～1.4mm之间，宽度为400mm，在与管道涂层的搭接处，搭接宽度大于100mm。所述石墨烯-聚乙烯热收缩带由按质量比的原料：1％-15％石墨烯，85％-99％聚乙烯构成。
(3)所述石墨烯光固化防护层，涂刷厚度在120μm～140μm之间，在与管道涂层的搭接处，搭接宽度大于100mm。按其质量比的原料为：45％～60％丙烯酸树酯，25％～40％稀释剂，0.1％～5％石墨烯，2％-6％光引发剂，1～2％附着力促进剂，2％～5％助剂。
进一步的，(1)所述环氧树脂选自环氧树脂E-51、环氧树脂E-54中的一种。
进一步的，(1)所述稀释剂选自乙二醇二缩水甘油醚、乙酸乙酯、丙酮、无水乙醇中的一种或多种。
进一步的，(1)(2)(3)所述石墨烯为功能化石墨烯，表面接有硬脂酸锌分子。
进一步的，(1)所述偶联剂选自偶联剂KH550和KH560中的一种。
进一步的，(1)(3)所述助剂为消泡剂、流平剂和分散剂中的一种或多种。消泡剂选自有机硅类消泡剂、无机硅类消泡剂和非硅类消泡剂中的一种；流平剂选自有机硅、丙烯酸类、单丁醚类中的一种；分散剂选自溶剂型分散剂和润湿分散剂中的一种。
进一步的，(1)所述固化剂为固化剂T31。
进一步的，(1)(3)所述附着力促进剂为磷酸酯丙烯酸酯。
进一步的，(2)所述聚乙烯选自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的一种。
进一步的，(3)所述丙烯酸树脂选自环氧丙烯酸脂和聚氨酯丙烯酸酯中的一种或两种。
进一步的，(3)所述稀释剂选自1，6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种。
进一步的，(3)所述光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮和2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的两种或多种。
所述石墨烯-聚乙烯热收缩带的制备方法为：将石墨烯，聚乙烯，溶解在二甲苯溶剂中，充分混合后蒸馏烘干，去除二甲苯，压片形成石墨烯-聚乙烯复合基材。
有益效果
本发明的管道补口导电保护防腐材料，采用石墨烯为导电填料分别加入环氧树脂、聚乙烯以及丙烯酸树脂中。通过石墨烯表面的功能化，使得其能在基体上较好的分散，并形成导电网络，解决了热收缩带对阴极保护电流的屏蔽作用，提高了底漆和面漆的电导率，使得内外三层都具有导电性，对阴极保护电流的加入具有重要意义。另外，通过石墨烯的加入改善了环氧底漆的脆性、抗冲击性以及耐热性等方面的不足。综合来看，本发明对于管道补口实现长期有效的阴极保护以及防腐工作具有重要作用。
具体实施方式
下面结合具体实例，对本发明做进一步的阐述。
(1)制备功能化石墨烯
将1wt％氧化石墨烯放入94wt％N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，超声分散2h后，再加入2wt％硬脂酸锌，3wt％偶联剂KH560，搅拌反应24h，最后将所得产物用二氯甲烷和DMF反复洗涤多次，得到硬脂酸锌功能化氧化石墨烯。
将上述1wt％功能化氧化石墨烯放入89wt％DMF中，并加入10wt％水合肼，升温100℃反应6h，将所得产物用DMF反复洗涤多次，即得到硬脂酸锌功能化石墨烯。
(2)制备环氧树脂底漆层
其按质量比的原料成分为：50％环氧树脂E-54，30％稀释剂乙酸乙酯，1％石墨烯，2％KH550硅烷偶联剂，2％分散剂KOS163，2％流平剂RB503，2％消泡剂硅油，1％磷酸酯丙烯酸酯，10％固化剂T31。
具体制备方法：将上述按质量比的组分充分搅拌混合即可。
(3)制备石墨烯-聚乙烯复合基材
将10wt％石墨烯，90wt％低密度聚乙烯，溶解在二甲苯溶剂中，充分混合后蒸馏烘干，去除二甲苯，并在180℃和200MPa压力下压片，形成石墨烯-聚乙烯复合基材。
(4)制备石墨烯光固化防护层
按其质量比的原料为：40％环氧丙烯酸酯，20％聚氨酯丙烯酸酯，30％三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，1％石墨烯，2％2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，1％2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，1％分散剂KOS163，2％流平剂RB503，1.5％消泡剂硅油，1.5％磷酸酯丙烯酸酯。
具体制备方法：将上述按质量比的组分充分搅拌混合即可。
(5)补口方法
首先涂刷石墨烯改性环氧树脂底漆层，涂刷漆膜厚度140μm。然后缠绕石墨烯-聚乙烯热收缩带，厚度为0.7mm，宽度为400mm，在于管道涂层的搭接处，搭接宽度为110mm。最后涂刷石墨烯光固化防护层，涂刷厚度140μm，在与管道涂层的搭接处，搭接宽度为120mm，并通过紫外线光固化照射灯照射，固化时间在50s内。
通过补口外观检测、电火花检测和电阻率测试仪测量，结果表明：补口处光滑平整、无皱折、鼓泡。耐水性、耐盐雾性实验持续时间超过2000小时，无锈蚀起泡，抗剥离性能好；附着力(划格法)等级为1；电阻率为5Ω-cm。
上述实例仅仅是清楚地表明本发明创造的思想所做的举例，而并非本发明具体实施方式的限定。对于所属领域的工程技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和改动。这里无需也无法列举所有的实施方式。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种管道补口导电保护防腐材料，其特征在于：所述管道补口导电保护防腐材料自内向外包括石墨烯改性环氧树脂底漆层、石墨烯-聚乙烯热收缩带和石墨烯光固化防护层；
所述的石墨烯改性环氧树脂底漆层，其按质量比的原料成分为：40％～60％环氧树脂，20％～40％稀释剂，0.1％～5％石墨烯，2％～8％助剂，0.2％～5％偶联剂，1％～2％附着力促进剂，10％～20％固化剂；
在补口底漆层实干之后，缠绕石墨烯-聚乙烯热收缩带；所述石墨烯-聚乙烯热收缩带由按质量比的原料：1％-15％石墨烯，85％-99％聚乙烯构成；
所述石墨烯光固化防护层，按其质量比的原料为：45％～60％丙烯酸树酯，25％～40％稀释剂，0.1％～5％石墨烯，2％-6％光引发剂，1～2％附着力促进剂，2％～5％助剂。
2.如权利要求1所述的一种管道补口导电保护防腐材料，其特征在于：所述的石墨烯改性环氧树脂底漆层，涂刷漆膜厚度120μm～140μm；石墨烯改性环氧树脂底漆层中，所述环氧树脂选自环氧树脂E-51、环氧树脂E-54中的一种；所述稀释剂选自乙二醇二缩水甘油醚、乙酸乙酯、丙酮、无水乙醇中的一种或多种；所述偶联剂选自偶联剂KH550和KH560中的一种；所述固化剂为固化剂T31。
3.如权利要求1所述的一种管道补口导电保护防腐材料，其特征在于：石墨烯-聚乙烯热收缩带，厚度在0.7～1.4mm之间，宽度为400mm，在与管道涂层的搭接处，搭接宽度大于100mm；石墨烯-聚乙烯热收缩带中，所述聚乙烯选自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯中的一种。
4.如权利要求1所述的一种管道补口导电保护防腐材料，其特征在于：所述石墨烯为功能化石墨烯，表面接有硬脂酸锌分子。
5.如权利要求1所述的一种管道补口导电保护防腐材料，其特征在于：所述的石墨烯改性环氧树脂底漆层和所述石墨烯光固化防护层中，所述助剂为消泡剂、流平剂和分散剂中的一种或多种；消泡剂选自有机硅类消泡剂、无机硅类消泡剂和非硅类消泡剂中的一种；流平剂选自有机硅、丙烯酸类、单丁醚类中的一种；分散剂选自溶剂型分散剂和润湿分散剂中的一种；所述附着力促进剂为磷酸酯丙烯酸酯。
6.如权利要求1所述的一种管道补口导电保护防腐材料，其特征在于：所述石墨烯光固化防护层，涂刷厚度在120μm～140μm之间，在与管道涂层的搭接处，搭接宽度大于100mm；石墨烯光固化防护层中，所述丙烯酸树脂选自环氧丙烯酸脂和聚氨酯丙烯酸酯中的一种或两种；所述稀释剂选自1，6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或多种；所述光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮和2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的两种或多种。
7.如权利要求1所述的一种管道补口导电保护防腐材料，其特征在于，所述的石墨烯改性环氧树脂底漆层的制备方法为：将按质量比计算的组分充分搅拌混合即可。
8.如权利要求1所述的一种管道补口导电保护防腐材料，其特征在于，所述石墨烯-聚乙烯热收缩带的制备方法为：将石墨烯，聚乙烯，溶解在二甲苯溶剂中，充分混合后蒸馏烘干，去除二甲苯，压片形成石墨烯-聚乙烯复合基材。
9.如权利要求1所述的一种管道补口导电保护防腐材料，其特征在于，所述石墨烯光固化防护层的制备方法为：将按质量比计算的组分充分搅拌混合即可。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109161228A (zh) * 2018-07-19 2019-01-08 中国人民解放军92228部队 一种硬脂酸改性石墨烯的制备方法及应用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105176326A (zh) * 2015-09-23 2015-12-23 常州大学 一种石墨烯填料的光固化补口涂料及其制备方法
CN106674698A (zh) * 2017-01-13 2017-05-17 四川烯原科技有限公司 一种含石墨烯热缩防腐材料的制备方法
CN106883723A (zh) * 2015-12-15 2017-06-23 中国石油天然气集团公司 一种用于管道补口的无溶剂环氧底漆及其制备方法
CN206320470U (zh) * 2016-11-03 2017-07-11 江苏科泰绝热新材料有限公司 一种新型埋地油气管道补口

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105176326A (zh) * 2015-09-23 2015-12-23 常州大学 一种石墨烯填料的光固化补口涂料及其制备方法
CN106883723A (zh) * 2015-12-15 2017-06-23 中国石油天然气集团公司 一种用于管道补口的无溶剂环氧底漆及其制备方法
CN206320470U (zh) * 2016-11-03 2017-07-11 江苏科泰绝热新材料有限公司 一种新型埋地油气管道补口
CN106674698A (zh) * 2017-01-13 2017-05-17 四川烯原科技有限公司 一种含石墨烯热缩防腐材料的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109161228A (zh) * 2018-07-19 2019-01-08 中国人民解放军92228部队 一种硬脂酸改性石墨烯的制备方法及应用方法

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