CN114686082A - 一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料及其制备方法，通过对聚脲涂料中组分及混料工艺的限定，在涂料形成的涂层中构建复杂的交联网络结构，保证制备的耐腐蚀聚脲涂料具有优秀的耐腐蚀性、自愈性，延长聚脲涂料的使用寿命；自制具有自修复性能改性聚脲弹性体，提高涂料的耐腐蚀性、热稳定性、抗氧化能力、高透气性、绝缘性；对聚脲涂料中的改性聚脲弹性体与复合气相二氧化硅中的异氰酸基的摩尔之和与改性聚脲弹性体与抗老化剂中的胺基的摩尔比进行限定，提高涂料对基材的浸润性，提高对基材的附着力；对气相二氧化硅进行改性，采用白炭黑和复合气相二氧化硅填充改性聚脲弹性体、环氧树脂基体中，提高了聚脲涂料的韧性和表观密度。

Description

一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及管道修复技术领域，具体是一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料及其制备方法。
背景技术
多年运行的管道，会因为腐蚀、管理不善等原因，产生各种损伤、甚至泄露，会有严重的经济损失，但更换新的管道，工程量巨大且耗资高、工期长。因此如何保证管道长时间安全运行受到了极大关注。
管道修复包括内外防腐修复，是对于管道外防腐层进行检测、评估、修复；内修复是把带防渗膜的纤维软管经树脂充分浸渍后，采用气压或水压使之翻转紧贴在旧管道内壁上，从而达到对旧管道的修复。
现有管道修复的外修复包括采用涂料保护防止腐蚀，且管道的服役环境较为复杂、条件恶劣，现有的防腐涂料不能保证防腐层长时间有效。目前多采用带环氧底漆的三层辐射交联聚乙烯作为新建管线的补口防腐层，但是会存在不同程度的积水、腐蚀等情况；因此，在管道修复中选用防腐效果优异、防腐年限长的防腐涂料显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料，聚脲涂料包括预聚体A组分和预聚体B组分；以重量份数计，预聚体A组分中各组分含量为：改性聚脲弹性体36-42份、环氧树脂8-18份、芳烃油5-10份；预聚体B组分中各组分含量为：复合气相二氧化硅3-6份、抗老化剂1-3份、白炭黑3-5份。
本发明为了应对现有市场的管道修复中常见的聚脲涂料易脱落，使用寿命有限等问题，聚脲涂料中选用自制的具有自修复性能聚脲弹性体，制备得到的聚脲涂料不仅解决受损报废所引起的资源浪费和环境污染问题；且能多次自我修复，本发明自制的聚脲弹性体以聚醚及硅氧键为主链的聚合物，其可逆动态脲键和氢键的断裂、重组可赋予聚脲涂料具有自修复性能。
在聚脲涂料中引入改性聚脲弹性体，当聚脲涂料的链段受到热的激发而运动，其中的动态脲键和氢键会发生解离，当链段运动至另一个裂纹断面时，脲键和氢键会重新组合，聚脲涂料得到修复；且聚脲涂料中的硅氧硅链形成的交联网络中的链段发生运动而相互缠结，溶剂中水分子形成分子间氢键，相当于构建了两个裂纹面的桥梁，且会与裂纹处发生断裂的硅氧基团重新水解缩合形成交联网络结构，这也协同提升了聚脲涂料的修复效果。
进一步的，改性聚脲弹性体的制备包括以下步骤：在氮气保护下，将端胺基聚醚胺与环氧硅油在75-78℃搅拌反应10-11h；降温至50-52℃，加入马来酸二乙酯，升温75-78℃反应10-11h，出料记为a组分；在氮气保护下，将聚四氢呋喃醚二醇加热至90-95℃搅拌20-25min，降温至30-35℃加入多异氰酸酯，在75-78℃反应2-3h，过滤后，记为b组分；按照n(-NCO):n(-NH)＝1.2:1计量将a组分、b组分在18-25℃下混合搅拌，得到改性聚脲弹性体。
进一步的，环氧硅油、端胺基聚醚胺、多异氰酸酯的摩尔比为1:1:2。
本发明中选用的有机硅原料为双端环氧基聚硅氧烷，通过环氧开环反应引入有机硅单元，将聚醚胺与聚硅氧烷链段进行嵌段共聚，完成有序结合，得到改性聚脲弹性体，引入聚脲涂料中，会大幅提高聚脲涂料的耐腐蚀性、热稳定性、抗氧化能力、高透气性、绝缘性；
但是单独在聚脲涂料中引入改性聚脲弹性体，会降低聚脲涂料形成的涂层的链段结合的紧密程度下降，进而影响涂料的防水性能，因为有机硅的引入会使得聚脲涂料中的分子结构中的有机硅链段向表面富集取向，但是多异氰酸酯链段朝向内层，会降低软链段的旋转、伸长、缠绕等自由移动的限制，影响了聚脲涂料形成的涂层在拉伸时链段的移动、伸长，会降低不同链段结合的紧密程度，从而降低了涂层的拉伸强度，但是会显著提升涂层的断裂伸长率。
为了使有机硅改性后聚脲位阻增大，降低与-NCO基团的反应速度，延长聚脲涂料对基材的润湿时间，提高涂层的附着力，本发明中对聚脲涂料中的改性聚脲弹性体与复合气相二氧化硅的异氰酸基的摩尔之和与聚脲涂料的胺基的摩尔比进行限定。
进一步的，改性聚脲弹性体与复合气相二氧化硅的异氰酸基的摩尔之和计为M1，改性聚脲弹性体与抗老化剂的胺基的摩尔之和计为M2，M1与M2的摩尔比为(2.2-2.4):1.4。
进一步的，白炭黑与复合气相二氧化硅的质量之和与改性聚脲弹性体的质量之比为16.8-26.2％。
进一步的，白炭黑粒径尺寸为400-800nm，导热系数为0.021-0.023W·m-1·k-1。
本发明采用研磨加超声处理工艺对白炭黑进行粉碎预处理，通过降低粒径尺寸改善在聚脲涂料中的分散程度，从而缩短聚脲涂料的生产周期，降低生产成本。
白炭黑粒径越小对聚脲涂料的防水性能改善越好，但是过细的白炭黑在聚脲涂料中易团聚，因此需限定粒径尺寸，本发明采用低导热系数白炭黑和复合气相二氧化硅填充改性聚脲弹性体、环氧树脂基体中，降低了聚脲涂料的导热系数；且掺入无机材料白炭黑和复合气相二氧化硅，提高了聚脲涂料不燃物的比例，阻隔了热量传递，提高了聚脲涂料的氧指数，增强了聚脲涂料的韧性，提高了聚脲涂料的表观密度，进而减轻了改性聚脲弹性体单独引入会造成的防水性能的减低。
对气相二氧化硅进行原位异氰酸酯改性，并实现对环氧树脂、改性聚脲弹性体的增强；在气相二氧化硅的表面引入活性端基团，会抑制气相二氧化硅的团聚和桥接，并增加其与环氧树脂、改性聚脲弹性体的相容性，改善气相二氧化硅在防腐涂料中分散的均匀性。
进一步的，复合气相二氧化硅的制备包括以下步骤：将2,4-甲苯二异氰酸酯在55-60℃下搅拌，加入气相二氧化硅，升温至75-80℃反应20-25min，经丙酮抽提后，加入聚四氢呋喃醚二醇，75-80℃下反应1-2h，脱泡后，得到复合气相二氧化硅。
进一步的，2,4-甲苯二异氰酸酯与聚四氢呋喃醚二醇摩尔比为2:1。
进一步的，气相二氧化硅与复合气相二氧化硅的质量比为1.8-2.4％。
进一步的，一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料的制备方法，包括以下步骤：
(1)在氮气保护下，将改性聚脲弹性体、芳烃油混合，搅拌10-20min，加入环氧树脂；继续搅拌反应1-2h，抽真空2-3h，得到预聚体A组分；
(2)在氮气保护下，将白炭黑、抗老化剂后放入球磨机中，球磨30min，然后等分成3-5份分批加入后超声搅拌10min，加入复合气相二氧化硅搅拌1-2h，升温至55-75℃反应30-40min，抽真空2-3h，得到预聚体B组分；将预聚体A组分和预聚体B组分混合，得到一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料。
进一步的，真空压力为-0.088～-0.096MPa，真空温度为90-98℃。
进一步的，抗老化剂为羟基化的乙撑硬脂酸酰胺。
进一步的，抗老化剂的制备包括以下步骤：将乙撑硬脂酸酰胺配成4％的氯化烃溶液，加入甲醛、二乙醇胺，在45-55℃反应0.5-1h，得到羟基化乙撑硬脂酸酰胺。
原料共混时，优选白炭黑与抗老化剂研磨混合后加入，会协同增强白炭黑在聚脲涂料中分散的稳定性。且羟基化乙撑硬脂酸酰胺中含胺基和羟基，与聚脲涂料中其他成分共混时，会增强聚脲涂料的低温柔韧性无劣化，大幅增加疲劳寿命及自愈性，在70℃损耗因子显著降低；含胺基的乙撑硬脂酸酰胺可直接增强聚脲涂料中分子相互作用，其复合改性聚脲弹性体75℃损耗因子小于1.8，有效提高聚脲涂料的改善疲劳、自愈性，大幅延长了聚脲涂料的使用寿命。
本发明的有益效果：
本发明提供一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料及其制备方法，通过对聚脲涂料中组分及混料顺序的限定，增加分子交联网络结构的复杂性，保证制备的聚脲涂料具有优秀的耐腐蚀性、自修复性、防水性，延长聚脲涂料的使用寿命；
用双端环氧基聚硅氧烷，通过环氧开环反应引入有机硅，将聚醚胺与聚硅氧烷链段进行嵌段共聚使它们有序结合，得到具有自修复性能的改性聚脲弹性体，提高了聚脲涂料的耐腐蚀性、热稳定性、抗氧化能力、绝缘性；
当聚脲涂料受到热激发时，大分子网络中的动态脲键和氢键会发生解离，当链段运动至另一个裂纹断面时，脲键和氢键会重新组合，聚脲涂料得到修复；且聚脲涂料中的硅氧硅链形成的交联网络中的链段发生运动而产生缠结，会形成分子间氢键，相当于构建了两个裂纹面的桥梁，且会与裂纹处发生断裂的基团重新水解缩合形成交联网络结构，协同提升了聚脲涂料的自修复效果；
本发明为了使有机硅改性后聚脲位阻增大，降低与-NCO基团的反应速度，延长聚脲涂料对管道基材的润湿时间，提高聚脲涂料的附着力，对聚脲涂料中的改性聚脲弹性体与复合气相二氧化硅的异氰酸基的摩尔之和与改性聚脲弹性体的胺基的摩尔比进行限定。
本发明采用研磨加超声处理工艺对白炭黑进行粉碎预处理，通过降低粒径尺寸改善在聚脲涂料中的分散程度，限定粒径尺寸，采用低导热系数白炭黑和复合气相二氧化硅填充改性聚脲弹性体与环氧树脂的混合基体中，降低了聚脲涂料的导热系数；且掺入无机材料白炭黑和复合气相二氧化硅，提高了聚脲涂料中不燃物的比例，阻隔了热量传递，提高了聚脲涂料的氧指数，增强了聚脲涂料的韧性，提高了聚脲涂料的表观密度，进而减轻了单独改性聚脲弹性体引入环氧树脂会造成的防水性能的减低。
对气相二氧化硅进行原位异氰酸酯改性，并实现对环氧树脂、改性聚脲弹性体的增强；在气相二氧化硅的表面引入活性基团，会抑制气相二氧化硅的团聚和桥接，并增加其与环氧树脂、改性聚脲弹性体的相容性；原料共混时，羟基化乙撑硬脂酸酰胺作为抗老化剂，大幅延长了聚脲涂料的疲劳寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态如各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
(1)在氮气保护下，将改性聚脲弹性体、芳烃油混合，搅拌10min，加入环氧树脂；继续搅拌反应1h，抽真空2h，得到预聚体A组分；
(2)在氮气保护下，将白炭黑、抗老化剂后放入球磨机中，球磨30min，然后等分成3份分批加入后超声搅拌10min，加入复合气相二氧化硅搅拌1h，升温至55℃反应30min，抽真空2h，得到预聚体B组分；将预聚体A组分和预聚体B组分混合，得到一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料；
真空压力为-0.088MPa，真空温度为90℃；
以重量份数计，耐腐蚀聚脲涂料中各组分含量为：改性聚脲弹性体36份、环氧树脂8份、芳烃油5份、复合气相二氧化硅3份、抗老化剂1份、白炭黑3份；
改性聚脲弹性体与复合气相二氧化硅的异氰酸基的摩尔之和计为M1，改性聚脲弹性体与抗老化剂的胺基的摩尔之和计为M2，M1与M2的摩尔比为2.2:1.4；
白炭黑与复合气相二氧化硅的质量之和与改性聚脲弹性体的质量之比为16.8％；所述白炭黑粒径尺寸为400nm，导热系数为0.021W·m-1·k-1；
抗老化剂为羟基化的乙撑硬脂酸酰胺；
抗老化剂的制备包括以下步骤：将乙撑硬脂酸酰胺配成4％的50mL氯化烃溶液，加入1g甲醛、1g二乙醇胺，在45℃反应0.5h，得到羟基化乙撑硬脂酸酰胺；
改性聚脲弹性体的制备包括以下步骤：在氮气保护下，将1mmol端胺基聚醚胺与1mmol环氧硅油在75℃搅拌反应10h；降温至50℃，加入2mg马来酸二乙酯，升温75℃反应10h，出料记为a组分；在氮气保护下，将3mg聚四氢呋喃醚二醇加热至90℃搅拌20min，降温至30℃加入1mmol多异氰酸酯，在75℃反应2h，过滤后，记为b组分；按照n(-NCO):n(-NH)＝1.2:1计量将a组分、b组分在18℃下混合搅拌，得到改性聚脲弹性体；
复合气相二氧化硅的制备包括以下步骤：将2mmol2,4-甲苯二异氰酸酯在55℃下搅拌，加入1.5mg气相二氧化硅，升温至75℃反应20min，经丙酮抽提后，加入1mmol聚四氢呋喃醚二醇，75℃下反应1h，脱泡后，得到复合气相二氧化硅。
实施例2
(1)在氮气保护下，将改性聚脲弹性体、芳烃油混合，搅拌15min，加入环氧树脂；继续搅拌反应1.5h，抽真空2.5h，得到预聚体A组分；
(2)在氮气保护下，将白炭黑、抗老化剂后放入球磨机中，球磨30min，然后等分成4份分批加入后超声搅拌10min，加入复合气相二氧化硅搅拌1.2h，升温至70℃反应35min，抽真空2.5h，得到预聚体B组分；将预聚体A组分和预聚体B组分混合，得到一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料；
真空压力为-0.09MPa，真空温度为95℃；
以重量份数计，耐腐蚀聚脲涂料中各组分含量为：改性聚脲弹性体40份、环氧树脂12份、芳烃油8份、复合气相二氧化硅5份、抗老化剂2份、白炭黑4份；
改性聚脲弹性体与复合气相二氧化硅的异氰酸基的摩尔之和计为M1，改性聚脲弹性体与抗老化剂的胺基的摩尔之和计为M2，M1与M2的摩尔比为2.3:1.4；
白炭黑与复合气相二氧化硅的质量之和与改性聚脲弹性体的质量之比为22.5％；所述白炭黑粒径尺寸为600nm，导热系数为0.022W·m-1·k-1；
抗老化剂为羟基化的乙撑硬脂酸酰胺；
抗老化剂的制备包括以下步骤：将乙撑硬脂酸酰胺配成4％的50mL氯化烃溶液，加入1g甲醛、1g二乙醇胺，在50℃反应0.8h，得到羟基化乙撑硬脂酸酰胺；
改性聚脲弹性体的制备包括以下步骤：在氮气保护下，将1mmol端胺基聚醚胺与1mmol环氧硅油在76℃搅拌反应10h；降温至50℃，加入2mg马来酸二乙酯，升温75℃反应10h，出料记为a组分；在氮气保护下，将3mg聚四氢呋喃醚二醇加热至93℃搅拌23min，降温至34℃加入1mmol多异氰酸酯，在76℃反应2.5h，过滤后，记为b组分；按照n(-NCO):n(-NH)＝1.2:1计量将a组分、b组分在24℃下混合搅拌，得到改性聚脲弹性体；
复合气相二氧化硅的制备包括以下步骤：将2mmol2,4-甲苯二异氰酸酯在58℃下搅拌，加入1.5mg气相二氧化硅，升温至76℃反应24min，经丙酮抽提后，加入1mmol聚四氢呋喃醚二醇，77℃下反应1.5h，脱泡后，得到复合气相二氧化硅。
实施例3
(1)在氮气保护下，将改性聚脲弹性体、芳烃油混合，搅拌20min，加入环氧树脂；继续搅拌反应2h，抽真空3h，得到预聚体A组分；
(2)在氮气保护下，将白炭黑、抗老化剂后放入球磨机中，球磨30min，然后等分成5份分批加入后超声搅拌10min，加入复合气相二氧化硅搅拌2h，升温至75℃反应40min，抽真空3h，得到预聚体B组分；将预聚体A组分和预聚体B组分混合，得到一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料；
真空压力为-0.096MPa，真空温度为98℃；
以重量份数计，耐腐蚀聚脲涂料中各组分含量为：改性聚脲弹性体42份、环氧树脂18份、芳烃油10份、复合气相二氧化硅6份、抗老化剂3份、白炭黑5份；
改性聚脲弹性体与复合气相二氧化硅的异氰酸基的摩尔之和计为M1，改性聚脲弹性体与抗老化剂的胺基的摩尔之和计为M2，M1与M2的摩尔比为2.4:1.4；
白炭黑与复合气相二氧化硅的质量之和与改性聚脲弹性体的质量之比为26.2％；所述白炭黑粒径尺寸为800nm，导热系数为0.023W·m-1·k-1；
抗老化剂为羟基化的乙撑硬脂酸酰胺；
抗老化剂的制备包括以下步骤：将乙撑硬脂酸酰胺配成4％的50mL氯化烃溶液，加入1g甲醛、1g二乙醇胺，在55℃反应1h，得到羟基化乙撑硬脂酸酰胺；
改性聚脲弹性体的制备包括以下步骤：在氮气保护下，将1mmol端胺基聚醚胺与1mmol环氧硅油在78℃搅拌反应11h；降温至52℃，加入2mg马来酸二乙酯，升温78℃反应11h，出料记为a组分；在氮气保护下，将3mg聚四氢呋喃醚二醇加热至95℃搅拌25min，降温至35℃加入1mmol多异氰酸酯，在78℃反应3h，过滤后，记为b组分；按照n(-NCO):n(-NH)＝1.2:1计量将a组分、b组分在25℃下混合搅拌，得到改性聚脲弹性体；
复合气相二氧化硅的制备包括以下步骤：将2mmol2,4-甲苯二异氰酸酯在60℃下搅拌，加入1.5mg气相二氧化硅，升温至80℃反应25min，经丙酮抽提后，加入1mmol聚四氢呋喃醚二醇，80℃下反应2h，脱泡后，得到复合气相二氧化硅。
对比例1
以实施例2为对照组，没有添加改性聚脲弹性体，其他工序正常。
对比例2
以实施例2为对照组，改性聚脲弹性体与复合气相二氧化硅的异氰酸基的摩尔之和计为M1，改性聚脲弹性体与抗老化剂的胺基的摩尔之和计为M2，M1与M2的摩尔比为2:1.4，其他工序正常。
对比例3
以实施例2为对照组，改性聚脲弹性体与复合气相二氧化硅的异氰酸基的摩尔之和计为M1，改性聚脲弹性体与抗老化剂的胺基的摩尔之和计为M2，M1与M2的摩尔比为2.5:1.4，其他工序正常。
对比例4
以实施例2为对照组，用气相二氧化硅替换复合气相二氧化硅，其他工序正常。
对比例5
以实施例2为对照组，抗老化剂为乙撑硬脂酸酰胺，其他工序正常。
对比例6
以实施例2为对照组，直接将白炭黑、抗老化剂后放入球磨机中，球磨30min，然后加入，其他工序正常。
对比例7
以实施例2为对照组，没有添加白炭黑与复合气相二氧化硅，其他工序正常。
性能测试：对实施例1-3及对比例1-7制备的耐腐蚀聚脲涂料涂覆在铝合金表面2cm厚，静置48h，形成涂层；
自修复性：在涂层上进行划痕实验，在涂层上划出长10mm、深5mm的划痕，在5wt.％氯化钠溶液中浸渍56h，放在电子显微镜下观察，作为聚脲涂料自修复能力进行表征；
参考GB/T1732-2020测试抗冲击性；参照GB/T1763-1979测试耐碱性(10％氢氧化钠，56h)、耐盐水性(浸入沸腾NaCl中48h)、耐酸性(5％盐酸，56h)，参考GB/T1771-1991测试耐盐雾性能；结果如下表1；
Figure BDA0003633382350000091
Figure BDA0003633382350000101
表1
本发明提供一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料及其制备方法，通过对原料中组分及混料顺序的限定，增加分子交联网络结构的复杂性，保证制备的聚脲涂料具有优秀的耐腐蚀性、自愈性、防水性，延长聚脲涂料的使用寿命；
将实施例2与对比例1进行对比可得，用双端环氧基聚硅氧烷，通过环氧开环反应引入有机硅单元，将聚醚胺与聚硅氧烷链段进行嵌段共聚使它们有序地进行结合在一起，自制具有自修复性能改性聚脲弹性体，提高了涂料的耐腐蚀性、热稳定性、抗氧化能力、高透气性、绝缘性、低的溶度参数；
当聚脲涂料的链段受到热的激发而运动，其中的动态脲键和氢键会发生解离，当链段运动至另一个裂纹断面时，脲键和氢键会重新组合，聚脲涂料得到修复；且聚脲涂料中的硅氧硅链形成的交联网络中的链段发生运动而相互缠结，溶剂中水分子形成分子间氢键，相当于构建了两个裂纹面的桥梁，且会与裂纹处发生断裂的硅氧基团重新水解缩合形成交联网络结构，这也协同提升了聚脲涂料的修复效果。
将实施例2与对比例2、对比例3、对比例5进行对比可得，为了使有机硅改性后聚脲位阻增大，降低与-NCO基团的反应速度，延长聚脲对基材的润湿时间，提高涂层的附着力，本发明中对改性聚脲弹性体与复合气相二氧化硅的异氰酸基的摩尔之和与改性聚脲弹性体与抗老化剂的胺基的摩尔之和进行限定。
将实施例2与对比例4进行对比可得，对气相二氧化硅进行原位异氰酸酯改性，并实现对环氧树脂、改性聚脲弹性体的增强；在气相二氧化硅的表面引入活性端NCO基胺基甲酸酯基团，复合气相二氧化硅表面的胺基甲酸酯基团会抑制气相二氧化硅的团聚和桥接，并增加其与环氧树脂、改性聚脲弹性体的相容性。
将实施例2与对比例5、对比例6进行对比可得，本发明采用研磨加超声处理工艺对白炭黑进行粉碎预处理，通过降低粒径尺寸改善在聚脲涂料中的分散程度；共混时，羟基化乙撑硬脂酸酰胺作为抗老化剂，与限定粒径的白炭黑进行共混协同提升白炭黑在涂料中的分散性，提高涂料耐腐蚀性。
将实施例2与对比例7进行对比可得，采用低导热系数白炭黑和复合气相二氧化硅填充改性聚脲弹性体与环氧树脂的混料中，增强了聚脲涂料的韧性，提高了聚脲涂料的表观密度，进而减轻了单独改性聚脲弹性体与环氧树脂共混会造成的防水、耐腐蚀性能的减低，原料大幅延长了聚脲涂料的疲劳寿命。
本发明制备的一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料抗腐蚀性高、自修复性好，弥补了现有市售产品在使用寿命有限方面的不足。
以上所述仅为本发明的为实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料，其特征在于，聚脲涂料包括预聚体A组分和预聚体B组分；以重量份数计，预聚体A组分中各组分含量为：改性聚脲弹性体36-42份、环氧树脂8-18份、芳烃油5-10份；预聚体B组分中各组分含量为：复合气相二氧化硅3-6份、抗老化剂1-3份、白炭黑3-5份。
2.根据权利要求1所述的一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料，其特征在于，所述白炭黑与复合气相二氧化硅的质量之和与改性聚脲弹性体的质量之比为16.8-26.2％；所述白炭黑粒径尺寸为400-800nm，导热系数为0.021-0.023W·m-1·k-1。
3.根据权利要求1所述的一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料，其特征在于，所述抗老化剂为羟基化的乙撑硬脂酸酰胺。
4.根据权利要求1所述的一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料，其特征在于，所述改性聚脲弹性体的制备包括以下步骤：在氮气保护下，将端胺基聚醚胺与环氧硅油在75-78℃搅拌反应10-11h；降温至50-52℃，加入马来酸二乙酯，升温75-78℃反应10-11h，出料记为a组分；在氮气保护下，将聚四氢呋喃醚二醇加热至90-95℃搅拌20-25min，降温至30-35℃加入多异氰酸酯，在75-78℃反应2-3h，过滤后，记为b组分；将a组分、b组分在18-25℃下混合搅拌，得到改性聚脲弹性体。
5.根据权利要求4所述的一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料，其特征在于，所述环氧硅油、端胺基聚醚胺、多异氰酸酯的摩尔比为1:1:2。
6.根据权利要求1所述的一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料，其特征在于，所述复合气相二氧化硅的制备包括以下步骤：将2,4-甲苯二异氰酸酯在55-60℃下搅拌，加入气相二氧化硅，升温至75-80℃反应20-25min，经丙酮抽提后，加入聚四氢呋喃醚二醇，75-80℃下反应1-2h，脱泡后，得到复合气相二氧化硅。
7.根据权利要求6所述的一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料，其特征在于，所述2,4-甲苯二异氰酸酯与聚四氢呋喃醚二醇的摩尔比为2:1。
8.根据权利要求1所述的一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料，其特征在于，改性聚脲弹性体与复合气相二氧化硅的异氰酸基的摩尔之和计为M1，改性聚脲弹性体与抗老化剂的胺基的摩尔之和计为M2，M1与M2的摩尔比为(2.2-2.4):1.4。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在氮气保护下，将改性聚脲弹性体、芳烃油混合，搅拌10-20min，加入环氧树脂；继续搅拌反应1-2h，抽真空2-3h，得到预聚体A组分；
(2)在氮气保护下，将白炭黑、抗老化剂后放入球磨机中，球磨30min，然后等分成3-5份分批加入后超声搅拌10min，加入复合气相二氧化硅搅拌1-2h，升温至55-75℃反应30-40min，抽真空2-3h，得到预聚体B组分；将预聚体A组分和预聚体B组分混合，得到一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料。
10.根据权利要求9所述的一种用于管道修复的耐腐蚀聚脲涂料的制备方法，其特征在于，真空压力为-0.088～-0.096MPa，真空温度为90-98℃。
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