CN107987673A - 一种管道防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种管道防腐涂料及其制备方法。所述包括A、B、C、D组分；A组分包括环氧树脂50‑80份、煤焦油40‑60份、环保型溶剂5‑20份、防锈颜料10‑30份、增塑剂3‑10份、活性稀释剂5‑15份，B组分为环氧树脂固化剂；C组分包括环氧树脂30‑50份、煤直接液化残渣30‑50份、溶剂油5‑40份、溶剂1‑10份、增塑剂5‑10份、片状云母10‑20份以及滑石粉15‑30份；D组分为环氧树脂固化剂。与现有技术相比，本发明除具有传统涂料的性能外，对DCLR的资源化利用可达到与环氧树脂质量比为1:1，属于高附加值、高利用量的应用领域。

Description

一种管道防腐涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于管道防腐技术领域，具体来说，涉及到一种管道防腐涂料及其制备方法。
背景技术
地下管道输送着大量的燃气、石油以及水等重要的能源与资源。随着油田的开发、化学工业以及城市建设的快速发展，我国地下管道用量以惊人的速度和规模增长。因地下环境及使用条件等因素，地下管道在服役过程中易产生腐蚀，而腐蚀容易造成严重的经济损失以及安全隐患，涂料防腐是管道防腐的重要手段之一，因此，防腐涂料在管道铺设中有重要作用以及广阔的发展前景。管道防腐涂料的质量在很大程度上决定了地下管道使用过程中的质量及寿命。
煤直接液化生产过程中要产生占投煤量30％的煤直接液化残渣(direct coalliquefaction residue，DCLR)。DCLR含有30％～50％的重质油和沥青烯类物质，是一种十分宝贵的潜在资源之一。神华集团鄂尔多斯煤制油分公司目前每年就产生DCLR 70万吨。国内目前对DCLR只能作为废弃物处理，这不但污染环境，还浪费了宝贵的自然资源。因此合理开发利用DCLR，研究其多元化、高附加值的应用，对环境保护、经济发展、科学进步都有着重要的意义。
发明内容
本发明提供了一种管道防腐涂料及其制备方法，该涂料性能优异，可长期储存，生产方便，工艺简单，设备要求低。
本发明所述的一种管道防腐涂料，所述涂料是由底漆和面漆组成；所述底漆包括质量比(2-3):1的A、B组分；所述面漆包括质量比(2-3):1的C、D组分；A组分包括环氧树脂50-80份、煤焦油40-60份、环保型溶剂5-20份、防锈颜料10-30份、增塑剂3-10份、活性稀释剂5-15份，B组分为环氧树脂固化剂；C组分包括环氧树脂30-50份、煤直接液化残渣30-50份、溶剂油5-40份、溶剂1-10份、增塑剂5-10份、片状云母10-20份以及滑石粉15-30份；D组分为环氧树脂固化剂。
本发明所述的一种管道防腐涂料，所述A组分及C组分中的环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂或液态双酚F型环氧树脂中的一种或几种。
本发明所述的一种管道防腐涂料，所述A组分中的环保型溶剂为碳酸二甲酯；防锈颜料为无机颜料，具体为钛白粉、氧化铁红、锌铬黄的一种或几种；活性稀释剂为丁基缩水甘油醚或/和苄基缩水甘油醚。
本发明所述的一种管道防腐涂料，所述C组分中的煤直接液化残渣为块状固体，其指标符合以下标准：粒径1-5mm，软化点≥175℃，15℃延度≤1cm，25℃针入度＝0mm。
本发明所述的一种管道防腐涂料，所述C组分中的溶剂油为120#溶剂油、180#溶剂油、桐油以及熟桐油中的一种；溶剂为苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙酮中一种或几种；增塑剂为DBP、DOP、DMP、异黄绵马酸PB、DEP中的一种；片状云母粒径为15-30μm；滑石粉为400目、600目、800目、1250目、2000目以及3000目中的一种。
本发明所述的一种管道防腐涂料，所述B组分及D组分中的固化剂为脂肪胺固化剂、低分子聚酰胺树脂、芳香胺、酚醛胺中的一种或几种。
一种管道防腐涂料的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
A组分的制备：称量煤焦油放入熬炼锅中，加热至150-180℃；按比例称量环氧树脂，投入锅中，依次加入环保型溶剂、防锈颜料、增塑剂、活性稀释剂，搅拌30-90min，搅拌速度500-2000r/min，冷却至室温后包装储存；
C组分的制备：环氧树脂与煤直接液化残渣共混加热150-180℃，时间5-10分钟，搅拌速度500-3000r/min；加入溶剂油，保持温度80-120℃，时间10-15分钟，搅拌速度500-2000r/min；保持温度80-100℃，依次加入增塑剂、片状云母以及滑石粉，搅拌30-60min，搅拌速度500-2000r/min；冷却至50℃以下，加入溶剂；继续冷却至室温，包装储存；
组分混合：将A组分、B组分混合，将C组分、D组分混合，均搅拌15-30min，即得到管道防腐涂料。
与现有技术相比，本发明所述的管道防腐涂料及其制备方法具有如下优点：
1)性能优异，可长期储存。煤直接液化残渣具有高温稳定性强的优点，本发明制备的防腐涂料，可在常温或较高的温度情况下长期储存，使用时可耐更高温度、耐磨以及长期服役稳定性好；
2)生产方便，工艺简单，设备要求低。本发明主要采取加热搅拌的常规生产模式，无需对现有设备及工艺进行明显的改进及升级，对生产制备企业及厂商要求不高，且不提升产品的生产成本；
3)经济效益明显。目前，市场上的环氧煤沥青类涂料的售价为13000-15000元/吨，本发明采用煤直接液化残渣替代了煤沥青，可使每吨防腐涂料价格降低20％以上。无论对煤直接液化残渣的产生单位，还是对防腐涂料的生产、使用企业，都会产生巨大的经济效益；
4)废物利用，保护环境。煤直接液化残渣目前主要被当做废弃物处理，对环境造成明显的不良影响，本发明的推广应用，将大量减少煤直接液化残渣的浪费，变废为宝，对环境保护有相当重要的作用。
5)对煤直接液化产业链的升级作用。我国是以煤作为主要能源的国家，煤炭资源丰富，因此，煤直接液化技术在我国具有重要的战略意义。但是煤直接液化产生了30％左右的副产品，即煤直接液化残渣。本发明为其提供了稳定的、高附加值的应用领域，对煤直接液化这一技术的产业链进行了完善，也为推动煤直接液化技术更大规模的推广应用，提供了一种新的选择。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述的管道防腐涂料及其制备方法作进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
A组分的制备：称量煤焦油100g放入熬炼锅中，加热至160℃；称量环氧树脂E-44100g，投入锅中，依次加入碳酸二甲酯8g、锌铬黄15g、DBP5g、丁基缩水甘油醚6g，搅拌60min，搅拌速度1500r/min，冷却至室温后包装储存；
C组分的制备：称量环氧树脂E-44 100g，加热至160℃，加入100g煤直接液化残渣，粒径3mm，搅拌速度1500r/min，搅拌8min；称取熟桐油50g，加入上述混合物中，搅拌速度1800r/min，搅拌12min；保持温度90℃，依次加入增塑剂DBP 2g、粒径20μm的片状云母12g以及800目滑石粉25g，搅拌50min，搅拌速度1800r/min；冷却至48℃，加入丙酮10g，1000r/min搅拌5min；继续冷却至室温，包装储存；
分别将A组分与B组分(环氧固化剂650)按质量比2:1混合，C组分与D组分(环氧固化剂650)按质量比例2.5:1混合，即得到新型管道防腐涂料。
实施例2
A组分的制备：称量煤焦油100g放入熬炼锅中，加热至165℃；称量环氧树脂E-51120g，投入锅中，依次加入碳酸二甲酯10g、氧化铁红10g、黄绵马酸PB 5g、丁基缩水甘油醚8g，搅拌45min，搅拌速度1800r/min，冷却至室温后包装储存；
C组分的制备：称量环氧树脂E-51 100g，加热至150℃，加入100g煤直接液化残渣，粒径3mm，搅拌速度1800r/min，搅拌6min；称取熟桐油40g，加入上述混合物中，搅拌速度1600r/min，搅拌15min；保持温度90℃，依次加入黄绵马酸PB 3g、粒径18μm的片状云母17g以及800目滑石粉30g，搅拌50min，搅拌速度1900r/min；冷却至45℃，加入苯10g，800r/min搅拌8min；继续冷却至室温，包装储存；
分别将A组分与B组分(环氧固化剂T31)按质量比2.5:1混合，C组分与D组分(环氧固化剂650)按质量比例3:1混合，即得到新型管道防腐涂料。
实施例3
A组分的制备：称量煤焦油80g放入熬炼锅中，加热至165℃；称量环氧树脂E-51100g，投入锅中，依次加入碳酸二甲酯6g、氧化铁红和锌铬黄各8g、DOP5g、丁基缩水甘油醚和苄基缩水甘油醚各5g，搅拌75min，搅拌速度1200r/min，冷却至室温后包装储存；
C组分的制备：称量环氧树脂E-51 100g，加热至150℃，加入80g煤直接液化残渣，粒径3mm，搅拌速度2200r/min，搅拌5min；称取120#溶剂油30g，加入上述混合物中，搅拌速度1500r/min，搅拌16min；保持温度90℃，依次加入增塑剂DOP 6g、粒径26μm的片状云母18g以及1250目滑石粉60g，搅拌45min，搅拌速度2000r/min；冷却至45℃，加入乙醇5g，1000r/min搅拌5min；继续冷却至室温，包装储存；
分别将A组分与B组分(环氧固化剂四乙烯五胺)按质量比2.8:1混合，C组分与D组分(环氧固化剂T31)按质量比例2.5:1混合，即得到新型管道防腐涂料。
实施例4
A组分的制备：称量煤焦油100g放入熬炼锅中，加热至165℃；称量环氧树脂E-51120g，投入锅中，依次加入碳酸二甲酯10g、氧化铁红10g、异黄绵马酸PB 5g、丁基缩水甘油醚8g，搅拌45min，搅拌速度1800r/min，冷却至室温后包装储存；
C组分的制备：称量环氧树脂E-51 100g，加热至150℃，加入100g煤直接液化残渣，粒径3mm，搅拌速度1800r/min，搅拌6min；称取熟桐油40g，加入上述混合物中，搅拌速度1600r/min，搅拌15min；保持温度90℃，依次加入异黄绵马酸PB 3g、粒径18μm的片状云母17g以及800目滑石粉30g，搅拌50min，搅拌速度1900r/min；冷却至45℃，加入苯10g，800r/min搅拌8min；继续冷却至室温，包装储存；
分别将A组分与B组分(环氧固化剂T31)按质量比2.5:1混合，C组分与D组分(环氧固化剂650)按质量比例3:1混合，即得到新型管道防腐涂料。
实施例5
A组分的制备：称量煤焦油100g放入熬炼锅中，加热至170℃；称量环氧树脂E-51100g，投入锅中，依次加入碳酸二甲酯10g、氧化铁红和锌铬黄各6g、DOP和DBP各3g、苄基缩水甘油醚8g，搅拌50min，搅拌速度1800r/min，冷却至室温后包装储存；
C组分的制备：称量环氧树脂E-51 100g，加热至140℃，加入120g煤直接液化残渣，粒径3mm，搅拌速度2800r/min，搅拌7min；称取桐油25g，加入上述混合物中，搅拌速度1500r/min，搅拌15min；保持温度90℃，依次加入增塑剂DEP 5g、粒径17μm的片状云母15g以及600目滑石粉45g，搅拌40min，搅拌速度2000r/min；冷却至48℃，加入二甲苯5g，1000r/min搅拌5min；继续冷却至室温，包装储存；
分别将A组分与B组分(环氧固化剂T31)按质量比2:1混合，C组分与D组分(环氧固化剂四乙烯五胺)按质量比例2.5:1混合，即得到新型管道防腐涂料。
表1实施例1-5所得新型防腐涂料底漆性能测试结果
表2实施例1-5所得新型防腐涂料面漆性能测试结果
注：技术指标参照《埋地钢制管道环氧煤沥青防腐层技术标准》SY/T 0447-2014中溶剂型标准。

Claims (7)

1.一种管道防腐涂料，其特征在于，所述涂料是由底漆和面漆组成；所述底漆包括质量比(2-3):1的A、B组分；所述面漆包括质量比(2-3):1的C、D组分；按质量份计，A组分包括环氧树脂50-80份、煤焦油40-60份、环保型溶剂5-20份、防锈颜料10-30份、增塑剂3-10份、活性稀释剂5-15份，B组分为环氧树脂固化剂；按质量份计，C组分包括环氧树脂30-50份、煤直接液化残渣30-50份、溶剂油5-40份、溶剂1-10份、增塑剂5-10份、片状云母10-20份以及滑石粉15-30份；D组分为环氧树脂固化剂。
2.根据权利要求1所述的管道防腐涂料，其特征在于，所述A组分及C组分中的环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂或液态双酚F型环氧树脂中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的管道防腐涂料，其特征在于，所述A组分中的环保型溶剂为碳酸二甲酯；防锈颜料为无机颜料，为钛白粉、氧化铁红、锌铬黄的一种或几种；活性稀释剂为丁基缩水甘油醚或/和苄基缩水甘油醚。
4.根据权利要求1所述的管道防腐涂料，其特征在于，所述C组分中的煤直接液化残渣为块状固体，其指标符合以下标准：粒径1-5mm，软化点≥175℃，15℃延度≤1cm，25℃针入度＝0mm。
5.根据权利要求1所述的管道防腐涂料，其特征在于，所述C组分中的溶剂油为120#溶剂油、180#溶剂油、桐油以及熟桐油中的一种；溶剂为苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙酮中一种或几种；增塑剂为DBP、DOP、DMP、异黄绵马酸PB、DEP中的一种；片状云母粒径为15-30μm；滑石粉为400目、600目、800目、1250目、2000目以及3000目中的一种。
6.根据权利要求1所述的管道防腐涂料，其特征在于，所述B组分及D组分中的固化剂为脂肪胺固化剂、低分子聚酰胺树脂、芳香胺、酚醛胺中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
A组分的制备：称量煤焦油放入熬炼锅中，加热至150-180℃；按比例称量环氧树脂，投入锅中，依次加入环保型溶剂、防锈颜料、增塑剂、活性稀释剂，搅拌30-90min，搅拌速度500-2000r/min，冷却至室温后包装储存；
C组分的制备：环氧树脂与煤直接液化残渣共混加热150-180℃，时间5-10分钟，搅拌速度500-3000r/min；加入溶剂油，保持温度80-120℃，时间10-15分钟，搅拌速度500-2000r/min；保持温度80-100℃，依次加入增塑剂、片状云母以及滑石粉，搅拌30-60min，搅拌速度500-2000r/min；冷却至50℃以下，加入溶剂；继续冷却至室温，包装储存；
组分混合：将A组分、B组分混合，将C组分、D组分混合，均搅拌15-30min，即得到管道防腐涂料。
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