CN113930188B - 一种水下粘弹体防腐胶及其制备方法、水下粘弹体防腐胶带 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水下粘弹体防腐胶及其制备方法、水下粘弹体防腐胶带，属于水下防腐技术领域。一种水下粘弹体防腐胶，包括：按重量份计，中分子量的聚异丁烯20～35份、烃类化合物8～15份、膨润土20～35份、硅酸盐10～20份、无机填充料10～20份和抗老化剂0～2份。本发明的水下粘弹体防腐胶剪切、剥离强度高，具有良好的防水性、防腐性和抗老化性。本发明的水下粘弹体防腐胶具有很好的剪切、剥离强度和防水性，能够在基材表面潮湿的情况下以及在水浸没的情况下实现带水操作，并且与基材表面形成良好粘结，彻底隔绝空气和水分，实现防腐。
Description
技术领域
本发明涉及水下防腐技术领域，具体涉及一种水下粘弹体防腐胶及其制备方法、水下粘弹体防腐胶带。
背景技术
海上采油平台是固定在海洋中不可移动的大型钢结构物，长期处于盐雾、潮气、海洋生物和海水等恶劣环境中，容易产生严重的电化学腐蚀，影响海洋平台的使用安全。通常平台结构物所处区域可分为大气区、飞溅区、潮差区、全浸区和海泥区。潮差区是指导管架的海水高潮位与低潮位之间的区域，该区域长期受到海水的周期润湿，处于干湿交替状态，加上温度差异及风和海水同时作用引起的波浪冲击等各因素的联合作用，不断破坏平台钢质导管架的保护层；而飞溅区由于长期暴露在外，受强烈的紫外线照射影响，叠加了海水及海洋生物的冲击作用导致防腐层脱落严重，所以导管架潮差区以及飞溅区腐蚀特别严重，严重影响导管架使用寿命。目前国内各海洋公司已开展海洋钢管桩防腐研究，但尚无明显进展，目前仍采用防锈漆的方式进行防腐，但是其防腐时效性短、防腐效果差，无法满足海上平台运行要求。
粘弹体是一种柔性高分子防腐材料，其独特的冷流特性使其具有优异的防水密封性以及出色的附着能力，对各种基材均能有效粘结，目前已在陆地管道上应用超过10年。但常规的粘弹体防腐材料在使用时要求基材表面不能有水分，这也就意味着其无法在海洋平台钢管桩上进行使用，因此，针对海洋平台亟需一种可在水下直接操作的粘弹体防腐胶。
发明内容
本发明的目的是提供一种水下粘弹体防腐胶及其制备方法、水下粘弹体防腐胶带，以解决现有粘弹性防腐材料主要是用于管道防腐，在使用时要求基材表面不能有水分，目前市场上缺少适用于水下这种特殊情况的防腐材料的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种水下粘弹体防腐胶，包括：按重量份计，中分子量的聚异丁烯20～35 份、烃类化合物8～15份、膨润土20～35份、硅酸盐7～20份、无机填充料 10～20份和抗老化剂0～2份。
进一步地，所述聚异丁烯的分子量为30000～50000。
进一步地，所述烃类化合物为C16-C32的烷烃和/或烯烃。
进一步地，所述膨润土为钠基膨润土和/或钙基膨润土。
进一步地，所述无机填充料包括碳酸钙、硫酸钡、云母粉、滑石粉、硅灰石粉和高岭土中的一种或几种。
在本发明中，硅酸盐为天然硅酸盐和/或人工硅酸盐。
在本发明中，抗老化剂包括：位阻酚类二元抗氧化剂。
本发明还提供上述的水下粘弹体防腐胶的制备方法，包括以下步骤：
将聚异丁烯、烃类化合物、膨润土、硅酸盐、无机填充料和抗老化剂混合，在不超过130℃温度下，混炼1～4h，得到水下粘弹体防腐胶。本发明的水下粘弹体防腐胶还可通过在60～70℃温度下挤出成型。本申请的水下弹性体防腐胶可以直接使用，也可以制成胶带进行使用。
本发明还提供一种水下粘弹体防腐胶带，所述水下粘弹体防腐胶带包括由上述的水下粘弹体防腐胶制成的柔性胶层，以及分别设在所述柔性胶层的两侧的基膜和防粘隔离膜。
进一步地，所述柔性胶层的厚度为3～5mm，优选3mm、3.5mm、4mm、 4.5mm、5mm，优选地，所述柔性胶层的厚度为3.5mm。
进一步地，所述防粘隔离膜为PET隔离膜或PE隔离膜；所述防粘隔离膜的厚度为0.5～1mm，优选0.5mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm。优选地，所述防粘隔离膜为0.5mm的PET隔离膜。
进一步地，所述基膜为PET基膜或PE基膜；所述基膜的厚度为 0.1～0.5mm，优选0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm。优选地，所述基膜的厚度为0.2mm。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的水下粘弹体防腐胶剪切、剥离强度高，具有良好的防水性、防腐性和抗老化性。
2、本发明的水下粘弹体防腐胶，采用的聚异丁烯的分子量为 30000～50000，中分子量的聚异丁烯具有更优异的气密性、防水性和粘合性，同时与各种功能助剂的相容性好，引入其他功能助剂，提高防腐胶的整体性能；通过引入膨润土，可吸收基础表面剩余水分；同时由于C16-C32的烷烃和/或烯烃具有极好的锁水能力，在吸收水分之后防止水分释放，提高防腐胶的防水性的同时确保粘合性，不容易脱落。通过引入硅酸盐，进一步消耗吸收的水分，并形成水硬性胶凝材料，以此增加了防腐胶自身的强度，提高了防腐胶与基材之间的剥离强度。
3、本发明的水下粘弹体防腐胶具有很好的剪切、剥离强度和防水性，能够在基材表面潮湿的情况下以及在水浸没的情况下实现带水操作，并且与基材表面形成良好粘结，彻底隔绝空气和水分，实现防腐。该胶带在-65℃情况下不发生脆化，在70℃温度下不发生流淌，在-45℃～50℃环境下可长期应用30年以上，且不会发生硬化，防水密封性优异。
4、本发明的水下粘弹体防腐胶带中防粘隔离膜，起到防止防腐胶带发生自粘以及被大气环境中的尘土、水汽等污染的作用。水下粘弹体防腐胶制成的柔性胶层具有剪切、剥离强度高，良好的防水性、防腐性和抗老化性。
5、本发明的水下粘弹体防腐胶可以用作水下防腐胶带的制备，通过缠绕的方式将防腐区域完全包覆，聚异丁烯和烃类化合物具有优异的防水、阻水性能，基材表面残留的水分能够被柔性胶层的膨润土吸收，吸收完成后的水与硅酸盐反应消耗形成水硬性胶凝材料，对胶带自身形成交联加固，提高胶带与基材之间的剥离力。本发明的水下粘弹体防腐胶具有极好的防水隔绝性，且能够渗入到基材微观表面形成良好粘结，防止基材腐蚀。
6、本发明的水下粘弹体防腐胶带外表面可以涂刷环氧树脂胶粘剂，形成高硬度、高抗划伤性能的环氧玻璃钢材料，以抵御外部冲击，实现多种工况下的应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的水下粘弹体防腐胶带的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
本实施例的水下粘弹体防腐胶，包括：按重量份计，中分子量的聚异丁烯31份、烃类化合物12份、膨润土31份、硅酸盐7份、无机填充料16份和抗老化剂1份。
其中，聚异丁烯的分子量为30000。所述烃类化合物为C16-C32的烷烃和烯烃等比例混合而成。膨润土为钠基膨润土；无机填充料包括碳酸钙和硫酸钡按照等比例混合。硅酸盐为天然硅酸盐。抗老化剂包括：位阻酚类二元抗氧化剂。
本实施例的水下粘弹体防腐胶的制备方法，包括以下步骤：
将聚异丁烯、烃类化合物、膨润土、硅酸盐、无机填充料和抗老化剂混合，在110℃温度下，混炼4h，得到水下粘弹体防腐胶。
将水下粘弹体防腐胶在60℃温度下挤出成型。
实施例2：
本实施例的水下粘弹体防腐胶，包括：按重量份计，中分子量的聚异丁烯20份、烃类化合物10份、膨润土26份、硅酸盐12份、无机填充料16 份和抗老化剂0份。
其中，聚异丁烯的分子量为40000。烃类化合物为C16-C32的烷烃和烯烃等比例混合而成。膨润土为钙基膨润土。硅酸盐为人工硅酸盐。无机填充料包括碳酸钙、硫酸钡、云母粉和滑石粉按照等比例混合。抗老化剂包括：位阻酚类二元抗氧化剂。
本实施例的水下粘弹体防腐胶的制备方法，包括以下步骤：
将聚异丁烯、烃类化合物、膨润土、硅酸盐、无机填充料和抗老化剂混合，在120℃温度下，混炼2.5h，得到水下粘弹体防腐胶。
将水下粘弹体防腐胶在65℃温度下挤出成型。
实施例3：
本实施例的水下粘弹体防腐胶，包括：按重量份计，中分子量的聚异丁烯31份、烃类化合物12份、膨润土21份、硅酸盐17份、无机填充料16 份和抗老化剂2份。
其中，聚异丁烯的分子量为50000；烃类化合物为C16-C32的烷烃和烯烃等比例混合而成。膨润土为钠基膨润土和钙基膨润土按照等比例混合。无机填充料包括碳酸钙和硫酸钡按照等比例混合。硅酸盐为天然硅酸盐和人工硅酸盐胺等比例混合。抗老化剂包括：位阻酚类二元抗氧化剂。
本实施例的水下粘弹体防腐胶的制备方法，包括以下步骤：
将聚异丁烯、烃类化合物、膨润土、硅酸盐、无机填充料和抗老化剂混合，在130℃温度下，混炼1h，得到水下粘弹体防腐胶。
将水下粘弹体防腐胶在70℃温度下挤出成型。
实施例4：
本实施例的水下粘弹体防腐胶，包括：按重量份计，中分子量的聚异丁烯35份、烃类化合物15份、膨润土35份、硅酸盐20份、无机填充料20 份和抗老化剂1份。
其中，聚异丁烯的分子量为30000。所述烃类化合物为C16-C32的烷烃和烯烃等比例混合而成。膨润土为钠基膨润土；无机填充料包括碳酸钙和硫酸钡按照等比例混合。硅酸盐为天然硅酸盐。抗老化剂包括：位阻酚类二元抗氧化剂。
本实施例的水下粘弹体防腐胶的制备方法与实施例1的制备方法一致。
实施例5：
本实施例的水下粘弹体防腐胶，包括：按重量份计，中分子量的聚异丁烯25份、烃类化合物8份、膨润土20份、硅酸盐7份、无机填充料10份和抗老化剂0份。
其中，聚异丁烯的分子量为40000。烃类化合物为C16-C32的烷烃和烯烃等比例混合而成。膨润土为钙基膨润土。硅酸盐为人工硅酸盐。无机填充料包括碳酸钙、硫酸钡、云母粉和滑石粉按照等比例混合。抗老化剂包括：位阻酚类二元抗氧化剂。
本实施例的水下粘弹体防腐胶的制备方法与实施例1的制备方法一致。
实施例6：
本实施例的水下粘弹体防腐胶带，包括由实施例1的水下粘弹体防腐胶制成的柔性胶层，以及分别设在所述柔性胶层两侧的基膜和防粘隔离膜。其中，柔性胶层的厚度为3～5mm。防粘隔离膜为PET隔离膜或PE隔离膜；所述防粘隔离膜的厚度为0.5～1mm。基膜为PET基膜或PE基膜；所述基膜的厚度为0.1～0.5mm。
实施例7：
本实施例的水下粘弹体防腐胶带与实施例6一致，区别在于本实施例的柔性胶层由实施例2的水下粘弹体防腐胶制成。
实施例8：
本实施例的水下粘弹体防腐胶带与实施例6一致，区别在于本实施例的柔性胶层由实施例3的水下粘弹体防腐胶制成。
对照例1
本对照例的水下粘弹体防腐胶的配方和制备方法与实施例3一致，区别在于聚异丁烯的分子量为20000。
对照例2
本对照例的水下粘弹体防腐胶的配方和制备方法与实施例3一致，区别在于未加入烃类化合物。
对照例3
本对照例的水下粘弹体防腐胶的配方和制备方法与实施例3一致，区别在于未加入硅酸盐。
对实施例1-5和对照例1-3制成的柔性胶层在带水情况下缠绕，24h后进行测试，具体测试结果如下：
从上述结果可知，由实施例1-5制成的柔性胶层具有很好的剥离强度及剥离覆盖率，满足ISO 21809-3:2016石油天然气工业管道输送系统用的埋地管道和水下管道的外防腐层补口技术标准中第三部分现场补口中对粘弹体防腐材料的剥离指标要求0.4N/cm。在对胶带进行剥离后，内部并无水分残留，说明其具有很好的防水性，其中实施例3作为水下粘弹体防腐胶带的优选配方，与基材具有良好的粘接密封性。
本发明的水下粘弹体防腐胶带的使用方法，包括以下步骤：
(1)将钢质基材表面进行打磨处理，除掉松浮锈、松动的杂质以及氧化皮；
(2)将水下粘弹体防腐胶带内表面的PET防粘膜揭掉以后，先原位缠绕一圈，将胶带拉伸至最大拉力后以50％搭接的方式进行螺旋缠绕。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种水下粘弹体防腐胶，其特征在于，包括：按重量份计，中分子量的聚异丁烯20~35份、烃类化合物8~15份、膨润土20~35份、硅酸盐7~20份、无机填充料10~20份和抗老化剂0~2份；
所述聚异丁烯的分子量为30000~50000；
所述烃类化合物为C16-C32的烷烃和/或烯烃。
2.根据权利要求1所述的水下粘弹体防腐胶，其特征在于，所述膨润土为钠基膨润土和/或钙基膨润土。
3.根据权利要求1所述的水下粘弹体防腐胶，其特征在于，所述无机填充料包括碳酸钙、硫酸钡、云母粉、滑石粉、硅灰石粉和高岭土中的一种或几种。
4.权利要求1-3任一项所述的水下粘弹体防腐胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚异丁烯、烃类化合物、膨润土、硅酸盐、无机填充料和抗老化剂混合，在不超过130℃温度下，混炼1~4h，得到水下粘弹体防腐胶。
5.一种水下粘弹体防腐胶带，其特征在于，所述水下粘弹体防腐胶带包括由权利要求1-3任一项所述的水下粘弹体防腐胶制成的柔性胶层，以及分别设在所述柔性胶层两侧的基膜和防粘隔离膜。
6.根据权利要求5所述的水下粘弹体防腐胶带，其特征在于，所述柔性胶层的厚度为3~5mm。
7.根据权利要求5所述的水下粘弹体防腐胶带，其特征在于，所述防粘隔离膜为PET隔离膜或PE隔离膜；所述防粘隔离膜的厚度为0.5~1mm。
8.根据权利要求5所述的水下粘弹体防腐胶带，其特征在于，所述基膜为PET基膜或PE基膜；所述基膜的厚度为0.1~0.5mm。
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