CN110903797A - 无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物及使用方法 - Google Patents

无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物及使用方法 Download PDF

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Abstract

无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物，包括以重量份计的如下组分：环氧树脂100份，环氧树脂活性稀释剂1－1.5份，聚酰胺树脂20－25份，苯氧树脂15－20份，曼西尼碱1－3份，苯甲醇0.1－1份。包括第一成分和和第二成分，其中第一成分包括环氧树脂和环氧树脂活性稀释剂；第二成分包括聚酰胺树脂，苯氧树脂，曼西尼碱，苯甲醇；第一成分与第二成分的比例为100：35至100：45。具有耐石油的腐蚀，用于制作油罐的粘结剂，且使用时不需要溶剂稀释，因此没有挥发性气体，既不会污染环境，也不会产生燃爆中毒风险的风险，其商业产品“E118“已经在国内石油行业使用，是国内生成的唯一在内衬行业采用的无溶剂无异味高性能环氧树脂粘结剂。

Description

无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物及使用方法
技术领域
本发明属于环氧树脂粘结剂技术领域，涉及一种无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物，可作为涂层、胶黏剂、胶粘胶等使用。
背景技术
埋地油罐在长期的使用中，会产生罐壁腐蚀渗漏的问题，严重污染环境，特别是地下水的污染，其罐体的腐蚀机理有：
(1)油罐气相部位以化学腐蚀为主，气相部位基本上均匀腐蚀，这是因为油料中挥发出的酸性气体H2S、HCI，外加通过呼吸气阀进入罐内的水分、氧气、二氧化碳、二氧化硫等腐蚀气氛在油罐上凝结成酸性溶液，导致化学腐蚀的发生；
(2)油罐储油部位腐蚀速率较低，但是在气相、液相交界处，即干湿交界处环境潮湿富氧，具备电化学腐蚀的两大基本要素。
(3)罐底内表面腐蚀形貌为点蚀，主要原因是罐底积聚了酸性沉淀，酸性水中含有大量富氧离子，成为较强的电解溶液，产生化学腐蚀；加上油中固体杂质和油罐腐蚀产物大量沉积于罐底，它们与油罐罐底有不同的电极电位，这就形成了腐蚀电池，产生了电化学腐蚀。罐底外表与土壤电解质接触，其腐蚀速率约为0.8mm/a。由于在同一金属结构内部存在着众多小范围的阳极区和大片的阴极区，结构一旦处于电解质的环境中，腐蚀电池即开始工作。碳钢中的Fe3C及其他少量杂质的电位比金属本体高，因此就成为许许多多微阴极，与电解质液接触形成许多短路的微电池；另外由于阳极区是分散的、小范围的，故此时结构表现出来的是点蚀。
石油埋地油罐及管道的腐蚀和结垢，一直是困扰石油工业发展的严重问题，它给石油工业带来触目惊心的经济损失，以及环境上的污染。在埋地油罐的内壁增加可以耐石油腐蚀的内衬层是一种解决的方式，内衬层多以粘结剂与玻璃纤维、碳纤维及粗纱等混合涂面在埋地油罐的内壁，形成一层热固性胶层，现有的用于内衬施工的环氧树脂大多使用时需要溶剂稀释，常规的施工过程溶剂使用量超过树脂本体重量的30％，甚或超过50％，有毒有害易燃易爆气体的产生，既污染环境，也存在燃爆中毒风险。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本发明目的是提供一种无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物。
为达到该目的，本发明是通过如下的技术方案来实现的。
本技术方案是提供一种无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物，包括以重量份计的如下组分：
环氧树脂100份，环氧树脂活性稀释剂1－1.5份，聚酰胺树脂20－25份，苯氧树脂15－20份，曼西尼碱1－3份，苯甲醇0.1－1份。
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂、萘类环氧树脂和脂环族环氧树脂组成的组中选择的一种或两种以上的混合成分。
所述环氧树脂活性稀释剂是1，4-丁二醇二缩水甘油醚，其分子式为O(CH2CH)CH2O(CH2)4OCH2(CHCH2)O，结构式为
Figure BDA0002317576320000021
所述聚酰胺树脂的结构式为
Figure BDA0002317576320000022
所述苯氧树脂的结构式为
Figure BDA0002317576320000023
所述曼西尼碱的结构式为
Figure BDA0002317576320000024
所述苯甲醇的分子式为C7H8O。
本技术方案的环氧树脂粘结组合物，具有耐石油的腐蚀，用于制作油罐的粘结剂，且使用时不需要溶剂稀释，因此没有挥发性气体，既不会污染环境，也不会产生燃爆中毒风险的风险，其商业产品“E118“已经在国内石油行业使用，是国内生成的唯一在内衬行业采用的无溶剂无异味高性能环氧树脂粘结剂。
在该技术方案的一个示例中，为便于存储，环氧树脂粘结组合物包括第一成分和和第二成分，其中第一成分包括环氧树脂和环氧树脂活性稀释剂；第二成分包括聚酰胺树脂，苯氧树脂，曼西尼碱，苯甲醇；第一成分与第二成分的比例为100：35至100：45。
为了呈现不同色彩，还包括有环氧型颜料，环氧型颜料混合于第一成分中。
所述环氧型颜料的分子式为Na6Al4Si6S4O20，其含量为0.1－0.3份。
在该技术方案的一个示例中，包括以重量份计的如下组分：
环氧树脂100份，环氧树脂活性稀释剂1.5份，聚酰胺树脂22份，苯氧树脂15份，曼西尼碱2份，苯甲醇0.8份，环氧型颜料0.2份；将各组分混合分散乳化后形成第一成分和第二成分存储，使用时将第一成分和第二成分混合均匀。
无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物的使用方法是，包括有浸布层，将无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物涂布覆盖于浸布层上后，将浸布层粘贴于埋地油罐或管道的内壁上，经固化后形成耐石油腐蚀的内衬层。其中的浸布层是纤维布、纤维带或无捻粗纱中的至少一种形成的布层。
进一步的，无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物以预浸或喷涂的方式覆设于所述浸布层上。
所述固化为自然固化或加热加速固化，加热固化的温度小于100摄氏度，加热的方式如烘焙加热，加热固化可减少固化的时间，满足现场便捷施工的时间要求。
附图说明
图1是实施例1中的环氧树脂浇注体样品的测试结果图。
图2是实施例1中的环氧树脂浇注体样品的在0#柴油中侵泡28天后的测试结果图。
图3是实施例1中的环氧树脂浇注体样品在95#汽油中侵泡28天后的测试结果图。
图4是实施例1中的环氧树脂浇注体样品在饱和氯化钠中侵泡28天后的测试结果图。
图5是实施例1中的环氧树脂浇注体样品在硫酸溶液中侵泡28天后的测试结果图。
图6是实施例1中的环氧树脂浇注体样品在硫酸溶液中侵泡28天后的测试结果图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的技术方案详细说明，在以下的实施例中，各组份的份数均是质量份数。
实施例1
称取各个组分，各组分及含量为：双酚A型环氧树脂100份，环氧树脂活性稀释剂1份，聚酰胺树脂22份，苯氧树脂20份，曼西尼碱2份，苯甲醇2份，环氧型颜料0.1份。
在双酚A型环氧树脂中加入环氧树脂活性稀释剂给与环氧型颜料，经高速分散机分散乳化后装桶待用，制备得到第一成分。
在高速分散机中依次加入酰胺树脂，苯氧树脂，曼西尼碱及苯甲醇，分散乳化后装桶待用，制备得到第二成分。
第一成分与第二成分各自独立制备，使用时按照比例100：40进行混合使用，常温下(25摄氏度)，可以自然固化，固化过程迅速，初步固化约6小时，完全固化约7天，可以采取升温加速固化，固化过程温升不超过100摄氏度，固化热不会导致高温发烟或者自燃，固化过程无有毒有害挥发，HSE环境友好。
固化后的热固性胶层，满足国标GBT51344-2019要求的所有试验项目：各类溶剂溶液耐受性(12种)、力学强度、硬度、玻璃化温度、及热老化及低温耐受性要求等。
能够满足现场便捷施工的要求，包括：混合后合适的黏度，以便于分布及纤维浸润；合适的凝胶时间，约15分钟/25摄氏度。
该环氧树脂胶粘剂组合物在使用时，无需溶剂稀释，环保，无有毒有害气体挥发，固含量高达99.9％。
使用本实施例中的组合物制作环氧树脂浇注体样品，环氧树脂浇注体的宽度为15mm，厚度为4.150mm，测试其能承受的最大力、最大弯曲强度及弯曲弹性模量，结果如表1中所示以及图1中所示。
表1环氧树脂浇注体样品的测试结果
Figure BDA0002317576320000041
Figure BDA0002317576320000051
采用该实施例的组合物制作宽度为14.850mm，厚度为3.9mm的环氧树脂浇注体，侵入在0#柴油中28天后，测试其能承受的最大力、最大弯曲强度及弯曲弹性模量，结果如表2中所示以及图2中所示。
表2环氧树脂浇注体样品在0#柴油中侵泡28天后的测试结果
Figure BDA0002317576320000052
采用该实施例的组合物制作宽度为15mm，厚度为4mm的环氧树脂浇注体，侵入在95#汽油中28天后，测试其能承受的最大力、最大弯曲强度及弯曲弹性模量，结果如表3中所示以及图3中所示。
表3环氧树脂浇注体样品在95#汽油中侵泡28天后的测试结果
Figure BDA0002317576320000053
采用该实施例的组合物制作宽度为15mm，厚度为3.9mm的环氧树脂浇注体，侵入在饱和氯化钠中28天后，测试其能承受的最大力、最大弯曲强度及弯曲弹性模量，结果如表4中所示以及图4中所示。
表4环氧树脂浇注体样品在饱和氯化钠中侵泡28天后的测试结果
Figure BDA0002317576320000061
采用该实施例的组合物制作宽度为14.850mm，厚度为3.9mm的环氧树脂浇注体，侵入在PH＝3的硫酸溶液中28天后，测试其能承受的最大力、最大弯曲强度及弯曲弹性模量，结果如表5中所示以及图5中所示。
表5环氧树脂浇注体样品在硫酸溶液中侵泡28天后的测试结果
Figure BDA0002317576320000062
采用该实施例的组合物制作宽度为15mm，厚度为3.95mm的环氧树脂浇注体，侵入在PH＝12的氢氧化钠溶液中28天后，测试其能承受的最大力、最大弯曲强度及弯曲弹性模量，结果如表6中所示以及图6中所示。
表6环氧树脂浇注体样品在氢氧化钠溶液中侵泡28天后的测试结果
Figure BDA0002317576320000071
通过实验测试，该实施例的组合制作的环氧树脂浇注体，具有良好的而石油腐蚀性能，同时具有耐酸碱的性能，满足国标GBT51344-2019要求各类溶剂溶液耐受性、力学强度、硬度、玻璃化温度、及热老化及低温耐受性要求等。
实施例2
称取各个组分，各组分及含量为：双酚F型环氧树脂100份，环氧树脂活性稀释剂1.2份，聚酰胺树脂25份，苯氧树脂15份，曼西尼碱1份，苯甲醇0.3份，环氧型颜料0.15份；。
在双酚F型环氧树脂中加入环氧树脂活性稀释剂给与环氧型颜料，经高速分散机分散乳化后装桶待用，这是第一成分。在高速分散机中依次加入酰胺树脂，苯氧树脂，曼西尼碱及苯甲醇，分散乳化后装桶待用，这是第二成分。第一成分与第二成分各自独立制备，使用时按照比例100：45进行混合使用。
实施例3
称取各个组分，各组分及含量为：甲酚酚醛型环氧树脂100份，环氧树脂活性稀释剂1.5份，聚酰胺树脂20份，苯氧树脂18份，曼西尼碱3份，苯甲醇0.3份，环氧型颜料0.1份；。
在甲酚酚醛型环氧树脂中加入环氧树脂活性稀释剂给与环氧型颜料，经高速分散机分散乳化后装桶待用，这是第一成分。在高速分散机中依次加入酰胺树脂，苯氧树脂，曼西尼碱及苯甲醇，分散乳化后装桶待用，这是第二成分。第一成分与第二成分各自独立制备，使用时按照比例100：35进行混合使用。
实施例4
称取各个组分，各组分及含量为：萘类环氧树脂100份，环氧树脂活性稀释剂1.5份，聚酰胺树脂24份，苯氧树脂16份，曼西尼碱3份，苯甲醇0.3份，环氧型颜料0.1份；。
在萘类环氧树脂中加入环氧树脂活性稀释剂给与环氧型颜料，经高速分散机分散乳化后装桶待用，这是第一成分。在高速分散机中依次加入酰胺树脂，苯氧树脂，曼西尼碱及苯甲醇，分散乳化后装桶待用，这是第二成分。第一成分与第二成分各自独立制备，使用时按照比例100：40进行混合使用。
实施例5
称取各个组分，各组分及含量为：脂环族环氧树脂100份，环氧树脂活性稀释剂1.5份，聚酰胺树脂20份，苯氧树脂16份，曼西尼碱3份，苯甲醇0.8份，环氧型颜料0.1份；。
在脂环族环氧树脂中加入环氧树脂活性稀释剂给与环氧型颜料，经高速分散机分散乳化后装桶待用，这是第一成分。在高速分散机中依次加入酰胺树脂，苯氧树脂，曼西尼碱及苯甲醇，分散乳化后装桶待用，这是第二成分。第一成分与第二成分各自独立制备，使用时按照比例100：40进行混合使用。
实施例6
取用实施例1至5中任一种环氧树脂粘结组合物，对第一成分与第二成分混合后形成粘结剂，在粘结剂中放入浸布层，使浸布层上以预浸方式涂布粘结剂，再将浸布层粘贴于埋地油罐内壁上，直至内壁全部被浸布层覆盖，可以粘贴多层浸布层以达到需要的厚度。在常温下进行自然固化，初步固化6小时，完全固化约7天(25摄氏度)，经固化后形成耐石油腐蚀的内衬层。
为便于控制内衬层的施工节奏及施工速度，既能从容施工也不会导致等待窝工，可以适当配合采取升温加速固化，但固化过程温升不超过100摄氏度。

Claims (10)

1.无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物，其特征在于，
包括以重量份计的如下组分：
环氧树脂100份，环氧树脂活性稀释剂1－1.5份，聚酰胺树脂20－25份，苯氧树脂15－20份，曼西尼碱1－3份，苯甲醇0.1－1份。
2.根据权利要求1所述的无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物，其特征在于，
所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂、萘类环氧树脂和脂环族环氧树脂组成的组中选择的一种或两种以上的混合成分。
3.根据权利要求1所述的无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物，其特征在于，
所述环氧树脂活性稀释剂是1，4-丁二醇二缩水甘油醚。
4.根据权利要求1所述的无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物，其特征在于，
包括第一成分和和第二成分，其中第一成分包括环氧树脂和环氧树脂活性稀释剂；第二成分包括聚酰胺树脂，苯氧树脂，曼西尼碱，苯甲醇；第一成分与第二成分的比例为100：35至100：45。
5.根据权利要求4所述的无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物，其特征在于，
还包括有环氧型颜料，环氧型颜料混合于第一成分中。
6.根据权利要求5所述的无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物，其特征在于，
所述环氧型颜料的分子式为Na6Al4Si6S4O20，其含量为0.1－0.3份。
7.根据权利要求5所述的无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物，其特征在于，
包括以重量份计的如下组分：
环氧树脂100份，环氧树脂活性稀释剂1.5份，聚酰胺树脂22份，苯氧树脂15份，曼西尼碱2份，苯甲醇0.8份，环氧型颜料0.2份；将各组分混合分散乳化后形成第一成分和第二成分存储，使用时将第一成分和第二成分混合均匀。
8.无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物的使用方法，其特征在于，
包括有浸布层，将权利要求1至7任一项所述的无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物涂布覆盖于浸布层上后，将浸布层粘贴于埋地油罐或管道的内壁上，经固化后形成耐石油腐蚀的内衬层。
9.根据权利要求8所述的无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物的使用方法，其特征在于，
无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物以预浸或喷涂的方式覆设于所述浸布层上，所述浸布层是纤维布、纤维带和无捻粗纱中的至少一种形成的布层。
10.根据权利要求8所述的无溶剂无异味高性能的环氧树脂粘结组合物的使用方法，其特征在于，
所述固化为自然固化或加热加速固化，加热加速固化的温度小于100摄氏度。
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