CN116042150A - 一种lng船围护系统用低温环氧树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LNG船围护系统用低温环氧树脂及其制备方法，由A组分和B组分混合而成，其中A组分由质量占比25％～35％改性环氧树脂、15％～30％的基体环氧树脂、4％～8％增韧剂、0.5％～1.5％偶联剂、2％～5％的触变剂、28％～35％体质填料和0.1％～0.5％色浆组成；B组分由质量占比30％～40％的改性环氧固化剂、3％～8％的促进剂、5％～12％的触变剂和50％～55％的体质填料组成。本发明的低温环氧树脂是双组分的，具有高粘度和触变性，通过树脂机混合涂布后具有一定抗压能力，能够实现围护系统施工时找平的需求，满足围护系统施工要求。
Description
技术领域
本发明涉及液化天然气贮存、运输技术领域，特别涉及一种LNG船围护系统用低温环氧树脂及其制备方法
背景技术
天然气作为一种清洁型能源，在能源产业发展中具有十分突出的地位。当前，天然气运输和贮存主要以陆上管道、海上LNG船、陆上储罐等形式，聚氨酯胶粘剂以其优异的耐低温性能和较强的粘接性在这些技术领域有广阔应用。但是，由于液化天然气温度为-161.5℃左右，要求其运输和贮存储罐各组件材料要能够耐-150℃以下超低温，目前大部分超低温胶粘剂较多是应用于航天领域，胶粘剂的韧性不足，力学性能较低，无法满足LNG船的使用需求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种LNG船围护系统用低温环氧树脂及其制备方法，在超低温下仍然具有较高粘结强度和抗压性能，满足LNG船的使用需求。
为此，本发明的技术方案是：一种LNG船围护系统用低温环氧树脂，由A组分和B组分混合而成，其中A组分由质量占比25％～35％改性环氧树脂、15％～30％的基体环氧树脂、4％～8％增韧剂、0.5％～1.5％偶联剂、2％～5％的触变剂、28％～35％体质填料和0.1％～0.5％色浆组成；B组分由质量占比30％～40％的改性环氧固化剂、3％～8％的促进剂、5％～12％的触变剂和50％～55％的体质填料组成；
其中，改性环氧树脂是为聚氨酯改性环氧树脂、聚醚胺改性环氧树脂的一种或两种复配，其基体环氧树脂为E51、E44、E20和E42中的一种或几种复配；
改性环氧固化剂为聚醚胺D2000、聚醚胺D230、环己二胺、氨乙基哌嗪、三乙烯四胺、乙二胺中的一种或多种复配。
优选地，所述A组分和B组分的质量比为1.98：1～2.02:1。
优选地，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯核壳增韧粒子、纳米二氧化硅、端羧基丁腈橡胶CTBN和聚氨酯中的一种或多种复配。
优选地，所述偶联剂为硅烷类偶联剂、KH550或者KH560。
优选地，所述促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、三乙胺、三乙醇胺、水杨酸中的一种或多种复配。
优选地，所述触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土、高岭土和聚乙烯醇中的一种或多种复配。
优选地，所述体质填料为碳酸钙、二氧化钛、硫酸钡、硅藻土中的一种或多种复配。
优选地，所述色浆为溶剂型体系，酞菁绿、酞菁蓝或其他相容性颜色。
本发明的另一技术方案是：一种LNG船围护系统用低温环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
1)A组分制备：
1.1)将基体环氧树脂与增韧剂按照1.5:1～2:1的比例在120～180℃下进行混合，搅拌3～4h得到增韧组分预制体；
1.2)取15～30份基体环氧树脂，加入25～35份改性环氧树脂搅拌均匀，然后加入6～16份增韧组分预制体，搅拌均匀后，加入0.5～1.5份的偶联剂和2～5份触变剂，用高速分散机进行分散；
1.3)往分散好的物料中加入28～35份的体质填料，继续分散均匀后，加入0.1～0.5份的色浆，搅拌均匀即得到A组分；
2)B组分制备：
2.1)从聚醚胺D2000、聚醚胺D230、环己二胺、氨乙基哌嗪、三乙烯四胺、乙二胺中选择一种或多种，混合均匀，升温至90℃，然后边搅拌边加入基体环氧树脂，持续搅拌1.5～2h，得到改性环氧固化剂；
2.2)向改性环氧固化剂中加入促进剂、触变剂进行分散，然后加入体质填料，继续分散搅拌均匀，得到B组分；
3)将A组分、B组分按照质量比1.98：1～2.02：1进行混合，混合均匀后得到低温环氧树脂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的低温环氧树脂是双组分的，具有高粘度和高触变性，通过树脂机混合涂布后具有塑形能力，可保持胶条截面形状，连续涂布断点清晰，具有一定抗压能力，能够实现围护系统施工时找平的需求，满足围护系统施工要求。
2、本发明的胶粘剂能够室温固化，操作期2h以上，72h室温固化后达到80％力学强度，符合围护系统施工周期要求。
3、本发明的胶粘剂在-150℃以下超低温环境仍然具有较高粘结强度和抗压性能，具有优异的韧性和抗蠕变性能，能够承受液货仓晃荡载荷。
具体实施方式
实施例1
本实施例所述的低温环氧树脂的制备方法如下：
1)制备A组分：
1.1)将E51环氧树脂与甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯核壳增韧粒子按照1.8:1的比例在130℃进行混合，搅拌3h得到增韧组分预制体；
1.2)取20份E51环氧树脂，加入30份聚醚胺改性环氧树脂搅拌均匀，然后加入18份增韧组分预制体，搅拌均匀后，加入1.5份的KH560偶联剂和5份气相二氧化硅，用高速分散机进行分散；
1.3)往分散好的物料中加入25.5份的重质碳酸钙继续分散均匀后，加入0.1％的色浆搅拌均匀即得到低温环氧树脂的A组分。
2)制备B组分：
2.1)将聚醚胺和环己二胺按照16份和6份的比例混合均匀，升温至90℃，然后边搅拌边加入9份的E51环氧树脂，持续搅拌1.5h得到改性环氧固化剂；
2.2)向改性环氧固化剂中加入2份三乙烯四胺，5份气相二氧化硅进行分散，然后加入29份的重质碳酸钙，继续分散搅拌均匀，得到B组分。
3)将A、B组分按照质量比2：1进行混合，混合均匀后，得到低温环氧树脂。
4)产品性能测试：
4.1)制备单搭接剪切试样，室温固化3天和7天后按照GB/T 7124测试剪切强度；
4.2)测试结果：室温固化3天后剪切强度19.8MPa；固化7天后剪切强度达22.5MPa，符合围护系统施工周期要求。
实施例2
本实施例所述的低温环氧树脂的制备方法如下：
1)制备A组分：
1.1)将E42环氧树脂与端羧基丁腈橡胶CTBN按照3:1的比例在150℃进行混合，搅拌2h得到增韧组分预制体；
1.2)取25份E42环氧树脂，加入25份聚氨酯改性环氧树脂搅拌均匀，然后加入16份增韧组分预制体，搅拌均匀后，加入1份的KH550偶联剂和5份聚乙烯醇，用高速分散机进行分散；
1.3)往分散好的物料中加入28份的硫酸钡继续分散均匀后，加入0.4％的酞菁蓝色浆搅拌均匀，即得到低温环氧树脂的A组分。
2)制备B组分：
2.1)将聚醚胺D230和氨乙基哌嗪按照15份和7份的比例混合均匀，升温至100℃，然后边搅拌边加入10份的E44环氧树脂，持续搅拌2h得到改性环氧固化剂；
2.2)向改性环氧固化剂中加入2份三乙烯四胺，6份聚乙烯醇进行分散，然后加入30份的硫酸钡，继续分散搅拌均匀，得到B组分。
3)将A、B组分按照质量比2：1进行混合，混合均匀后，得到低温环氧树脂。
实施例3
本实施例所述的低温环氧树脂的制备方法如下：
1)制备A组分：
1.1)将E42环氧树脂与纳米二氧化硅按照8:1的比例进行混合，高速分散2h得到增韧组分预制体；
1.2)取22份E44环氧树脂，加入30份聚氨酯改性环氧树脂搅拌均匀，然后加入16份增韧组分预制体，搅拌均匀后，加入1份的KH550偶联剂和5份气相二氧化硅，用高速分散机进行分散；
1.3)往分散好的物料中加入28份的硅藻土继续分散均匀后，加入0.1％的酞菁绿色浆搅拌均匀，即得到低温环氧树脂的A组分。
2)制备B组分：
2.1)将聚醚胺D230和氨乙基哌嗪按照15份和7份的比例混合均匀，升温至100℃，然后边搅拌边加入10份的E44环氧树脂，持续搅拌2h得到改性环氧固化剂；
2.2)向改性环氧固化剂中加入2份三乙烯四胺，5份聚乙烯醇进行分散，然后加入30份的硅藻土，继续分散搅拌均匀，得到B组分。
3)将A、B组分按照质量比2：1进行混合，混合均匀后，得到低温环氧树脂。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种LNG船围护系统用低温环氧树脂，其特征在于：由A组分和B组分混合而成，其中A组分由质量占比25％～35％改性环氧树脂、15％～30％的基体环氧树脂、4％～8％增韧剂、0.5％～1.5％偶联剂、2％～5％的触变剂、28％～35％体质填料和0.1％～0.5％色浆组成；B组分由质量占比30％～40％的改性环氧固化剂、3％～8％的促进剂、5％～12％的触变剂和50％～55％的体质填料组成；
其中，改性环氧树脂是为聚氨酯改性环氧树脂、聚醚胺改性环氧树脂的一种或两种复配，其基体环氧树脂为E51、E44、E20和E42中的一种或几种复配；
改性环氧固化剂为聚醚胺D2000、聚醚胺D230、环己二胺、氨乙基哌嗪、三乙烯四胺、乙二胺中的一种或多种复配。
2.如权利要求1所述的一种LNG船围护系统用低温环氧树脂，其特征在于：所述A组分和B组分的质量比为1.98：1～2.02:1。
3.如权利要求1所述的一种LNG船围护系统用低温环氧树脂，其特征在于：所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯核壳增韧粒子、纳米二氧化硅、端羧基丁腈橡胶CTBN和聚氨酯中的一种或多种复配。
4.如权利要求1所述的一种LNG船围护系统用低温环氧树脂，其特征在于：所述偶联剂为硅烷类偶联剂、KH550或者KH560。
5.如权利要求1所述的一种LNG船围护系统用低温环氧树脂，其特征在于：所述促进剂为2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、三乙胺、三乙醇胺、水杨酸中的一种或多种复配。
6.如权利要求1所述的一种LNG船围护系统用低温环氧树脂，其特征在于：所述触变剂为气相二氧化硅、有机膨润土、高岭土和聚乙烯醇中的一种或多种复配。
7.如权利要求1所述的一种LNG船围护系统用低温环氧树脂，其特征在于：所述体质填料为碳酸钙、二氧化钛、硫酸钡、硅藻土中的一种或多种复配。
8.如权利要求1所述的一种LNG船围护系统用低温环氧树脂，其特征在于：所述色浆为溶剂型体系，酞菁绿、酞菁蓝或其他相容性颜色。
9.一种LNG船围护系统用低温环氧树脂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)A组分制备：
1.1)将基体环氧树脂与增韧剂按照1.5:1～2:1的比例在120～180℃下进行混合，搅拌3～4h得到增韧组分预制体；
1.2)取15～30份基体环氧树脂，加入25～35份改性环氧树脂搅拌均匀，然后加入6～16份增韧组分预制体，搅拌均匀后，加入0.5～1.5份的偶联剂和2～5份触变剂，用高速分散机进行分散；
1.3)往分散好的物料中加入28～35份的体质填料，继续分散均匀后，加入0.1～0.5份的色浆，搅拌均匀即得到A组分；
2)B组分制备：
2.1)从聚醚胺D2000、聚醚胺D230、环己二胺、氨乙基哌嗪、三乙烯四胺、乙二胺中选择一种或多种，混合均匀，升温至90℃，然后边搅拌边加入基体环氧树脂，持续搅拌1.5～2h，得到改性环氧固化剂；
2.2)向改性环氧固化剂中加入促进剂、触变剂进行分散，然后加入体质填料，继续分散搅拌均匀，得到B组分；
3)将A组分、B组分按照质量比1.98：1～2.02：1进行混合，混合均匀后得到低温环氧树脂。
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