CN112375411A - 一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于石油天然气管道防腐蚀技术领域，公开了一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料及其制备方法和应用。所述涂料的制备原料包含以下重量份数的组分：普通硅酸盐水泥70‑100份、石英粉10‑20份、云母粉10‑20份、钛白粉5‑10份、膨胀剂6‑10份、触变剂2‑4份、环氧改性聚合物乳液20‑32份、水13‑15、减水剂0.4‑0.6份，消泡剂0.2‑0.3份。本发明的环氧改性聚合物水泥防腐涂料的制备方法简单，常温施工，对工艺要求低，涂料为水性体系，不含挥发性溶剂，节能环保。本发明防腐涂料可一次厚涂1‑2mm，固化后形成厚实坚硬的涂层，涂层力学强度高，可抵抗高温、高压以及尖锐物体的冲击。

Description

一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于石油天然气管道防腐蚀技术领域，具体涉及一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料及其制备方法和应用。
背景技术
随着我国经济的不断发展及进步，对于石油天然气的需求量也越来越大，促进了我国石油天然气运输管道的发展。在石油天然气实际的运输过程中，由于运输介质的特殊性，导致运输的金属管道内壁会出现被腐蚀的状况，这主要是因为石油及天然气本身就具有一定的腐蚀性，长时间的腐蚀会导致输送管道发生穿孔泄漏等安全事故，从而给油气的实际运输造成很大的困难。埋藏于地下的石油天然气运输管道外壁还受到土壤中水、酸、碱、盐等介质的腐蚀，所以在实际的使用过程中必须积极采取措施提升石油天然气管道的防腐蚀性能以及质量，从而提升石油天然气运输的安全性。
我国目前的石油天然气管道大都是埋藏于地下的，而从全球来看，埋地石油天然气运输管道的防腐蚀技术是世界上最常用的技术之一。对于防腐涂层来说也有多种类型，如聚乙烯胶黏带、熔结环氧粉末、石油沥青、挤出聚乙烯、煤焦油瓷漆以及环氧煤沥青等，这些防腐涂料都有各自的优缺点。聚乙烯胶黏带防腐蚀涂层对于土壤腐蚀的抵抗力较差，而且在高温状态下，非常容易出现阴极屏蔽的问题；熔结环氧粉末防腐蚀涂层比较薄，在遇到较为尖锐的物体冲击的话，就会受到较大的影响，防水性也十分差，在潮湿的环境下非常容易出现气泡等问题；挤出聚乙烯防腐蚀涂层防腐蚀性能不稳定、对于土壤的侵蚀性抵抗力较差，而且黏着性也不是很高，并且这三种涂料都需要高温加热施工，对工艺要求高，能耗高。石油沥青防腐蚀涂层十分容易老化，在涂料过程中非常容易吸收水分，不能够抵抗高温环境，抗菌以及抗压力的能力较差；煤焦油瓷漆防腐蚀涂层不能够抵御土壤以及高温对管道的侵蚀；环氧煤沥青防腐蚀涂层性能不稳定，耐老化性能差，并且这三种涂料都不环保，对环境有一定的污染。
综上所述，开发一种能够常温施工，对工艺要求不高，耐腐蚀性能优良，耐老化性能优良，节能环保的防腐蚀涂料十分必要。
发明内容
为了克服现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料。
本发明的另一目的在于提供一种上述环氧改性聚合物水泥防腐涂料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供一种上述环氧改性聚合物水泥防腐涂料的的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料，所述涂料的制备原料包含以下重量份数的组分：普通硅酸盐水泥70-100份、石英粉10-20份、云母粉10-20份、钛白粉5-10份、膨胀剂6-10份、触变剂2-4份、环氧改性聚合物乳液20-32份、水13-15、减水剂0.4-0.6份，消泡剂0.2-0.3份。
优选的，所述环氧改性聚合物乳液为环氧改性苯丙乳液或环氧改性聚丙烯酸酯乳液。
优选的，所述环氧改性聚合物乳液固含量为45％-55％，最低成膜温度为5℃-10℃。
优选的，所述普通硅酸盐水泥为标号42.5或52.5的水泥；
优选的，所述石英粉的细度为400-2000目；
优选的，所述云母粉细度为400-2000目；
优选的，所述钛白粉为金红石型TiO2；
优选的，所述膨胀剂为轻质氧化镁，其纯度≥95％；
优选的，所述触变剂为有机膨润土；
优选的，所述减水剂为早强型聚羧酸减水剂，其浓度为50％；
优选的，所述消泡剂为有机硅型消泡剂。
上述的一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将普通硅酸盐水泥、石英粉、云母粉、钛白粉、膨胀剂、触变剂混合均匀，制得干粉料；
(2)将水加入环氧改性聚合物乳液中混合均匀，然后依次加入减水剂和消泡剂混合均匀，制得预分散乳液；
(3)将步骤(2)所得预分散乳液投入搅拌机中，边搅拌加入步骤(1)所得干粉料，干粉料全部加完后继续搅拌3-5min混合均匀，制得环氧改性聚合物水泥防腐涂料。
上述的一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料在石油天然气管道外壁的防腐蚀中的应用。
所述应用采用无气喷涂的施工方式。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
(1)本发明的环氧改性聚合物水泥防腐涂料的制备方法简单，常温施工，对工艺要求低，涂料为水性体系，不含挥发性溶剂，节能环保。
(2)本发明的环氧改性聚合物水泥防腐蚀涂层主要成分为水泥石，与钢材有相当的线性膨胀系数，能随着石油天然气管道的热胀冷缩同步变化，不会出现两者由于热胀冷缩不匹配导致的开裂或脱离现象。
(3)本发明的环氧改性聚合物水泥防腐蚀涂层主要成分为无机材料，环氧改性聚合物占比少，主要填充在水泥水化产生的孔隙中，增加涂层的抗渗性和抗介质浸入性，涂层耐老化耐候性优异、防腐蚀性优良，同时成本较低，性价比高。
(4)本发明的环氧改性聚合物水泥防腐涂可一次厚涂1-2mm，固化后形成厚实坚硬的涂层，涂层力学强度高，可抵抗高温、高压以及尖锐物体的冲击。
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。
实施例1
一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料，其制备原料包含以下重量份数的组分：普通硅酸盐水泥70份、石英粉20份、云母粉10份、钛白粉5份、膨胀剂6份、触变剂4份、环氧改性聚合物乳液20份、水13、减水剂0.4份，消泡剂0.2份。
所述普通硅酸盐水泥标号为52.5。
所述石英粉细度为800目。
所述云母粉细度为800目。
所述钛白粉为金红石型TiO2。
所述膨胀剂为轻质氧化镁，纯度96％。
所述触变剂为有机膨润土。
所述环氧改性聚合物乳液为环氧改性苯丙乳液，固含量为50％，最低成膜温度为8℃。
所述减水剂为早强型聚羧酸减水剂，浓度为50％的水剂，减水率30％。
所述消泡剂为有机硅型消泡剂。
上述环氧改性聚合物水泥防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将普通硅酸盐水泥、石英粉、云母粉、钛白粉、膨胀剂、触变剂混合均匀，制得干粉料；
(2)将水加入环氧改性聚合物乳液中混合均匀，然后依次加入减水剂和消泡剂混合均匀，制得预分散乳液；
(3)将步骤(2)所得预分散乳液投入搅拌机中，边搅拌加入步骤(1)所得干粉料，干粉料全部加完后继续搅拌3-5min混合均匀，制得环氧改性聚合物水泥防腐涂料。
实施例2
一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料，其制备原料包含以下重量份数的组分：普通硅酸盐水泥85份、石英粉15份、云母粉15份、钛白粉7份、膨胀剂8份、触变剂3份、环氧改性聚合物乳液26份、水14、减水剂0.5份，消泡剂0.2份，其他条件，包括优选物质、参数和制备步骤不变。
实施例3
一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料，其制备原料包含以下重量份数的组分：普通硅酸盐水泥100份、石英粉10份、云母粉20份、钛白粉10份、膨胀剂10份、触变剂2份、环氧改性聚合物乳液32份、水15份、减水剂0.6份，消泡剂0.3份，其他条件，包括优选物质、参数和制备步骤不变。
由实施例1～3制得的环氧改性聚合物水泥防腐涂料性能测试结果见表1-3.
表1实施例1的环氧改性聚合物水泥防腐涂料性能测试结果
Figure BDA0002753700390000051
Figure BDA0002753700390000061
表2实施例2的环氧改性聚合物水泥防腐涂料性能测试结果
Figure BDA0002753700390000062
表3实施例3的环氧改性聚合物水泥防腐涂料性能测试结果
Figure BDA0002753700390000063
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的精神实质与原理下所作的改变、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 (5)

1.一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料，其特征在于：所述涂料的制备原料包含以下重量份数的组分：普通硅酸盐水泥70-100份、石英粉10-20份、云母粉10-20份、钛白粉5-10份、膨胀剂6-10份、触变剂2-4份、环氧改性聚合物乳液20-32份、水13-15、减水剂0.4-0.6份，消泡剂0.2-0.3份。
2.根据权利要求1所述的一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料，其特征在于：所述环氧改性聚合物乳液为环氧改性苯丙乳液或环氧改性聚丙烯酸酯乳液，乳液固含量为45％-55％，最低成膜温度为5℃-10℃。
3.根据权利要求1所述的一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料，其特征在于：所述普通硅酸盐水泥为标号42.5或52.5的水泥；所述石英粉的细度为400-2000目；所述云母粉细度为400-2000目；所述钛白粉为金红石型TiO2；所述膨胀剂为轻质氧化镁，其纯度≥95％；所述触变剂为有机膨润土；所述减水剂为早强型聚羧酸减水剂，其浓度为50％；所述消泡剂为有机硅型消泡剂。
4.根据权利要求1所述的一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将普通硅酸盐水泥、石英粉、云母粉、钛白粉、膨胀剂、触变剂混合均匀，制得干粉料；
(2)将水加入环氧改性聚合物乳液中混合均匀，然后依次加入减水剂和消泡剂混合均匀，制得预分散乳液；
(3)将步骤(2)所得预分散乳液投入搅拌机中，边搅拌加入步骤(1)所得干粉料，干粉料全部加完后继续搅拌3-5min混合均匀，制得环氧改性聚合物水泥防腐涂料。
5.根据权利要求1所述的一种环氧改性聚合物水泥防腐涂料在石油天然气管道外壁的防腐蚀中的应用。
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