一種環(huán)氧涂層與三層聚乙烯涂層化學(xué)鍵粘結(jié)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種環(huán)氧涂層與三層聚乙烯涂層化學(xué)鍵粘結(jié)的方法，屬于埋地長輸管道補(bǔ)口防腐【技術(shù)領(lǐng)域】。所述方法包括：將補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行清潔處理和極化處理后，涂敷液體環(huán)氧涂料，并加熱到70～260℃，保持30s～30min。本發(fā)明在對三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行極化處理的基礎(chǔ)上，對液體環(huán)氧涂料進(jìn)行加熱，提高液體環(huán)氧涂料的固化溫度，使聚乙烯表面的羧基基團(tuán)與液體環(huán)氧涂料的環(huán)氧基團(tuán)在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，使三層聚乙烯涂層與環(huán)氧涂料搭接的補(bǔ)口區(qū)以化學(xué)鍵粘結(jié)，不僅提高了補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯涂層和環(huán)氧涂層間的初始附著力，也使其具有了長期防腐性能，滿足了埋地長輸管道長期服役的需求。
【專利說明】一種環(huán)氧涂層與三層聚乙烯涂層化學(xué)鍵粘結(jié)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及埋地長輸管道防腐補(bǔ)口【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種環(huán)氧涂層與三層聚乙烯涂層化學(xué)鍵粘結(jié)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]長距離油氣管道是通過多個(gè)管道連接而成，管道外設(shè)有防腐層，為了施工過程中焊接的方便，在管道連接處會有一定長度不進(jìn)行防腐處理，需要進(jìn)行補(bǔ)口防腐處理。管道補(bǔ)口防腐質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響管道的整體防腐或保溫質(zhì)量，補(bǔ)口防腐技術(shù)是長輸管道防腐質(zhì)量控制的關(guān)鍵。
[0003]目前輸油輸氣管道干支線防腐層大部分采用三層聚乙烯防腐層，在現(xiàn)有各種補(bǔ)口材料中，液體環(huán)氧涂料補(bǔ)口技術(shù)由于涂裝過程簡單、修補(bǔ)方法容易、檢驗(yàn)結(jié)果可靠等優(yōu)勢，發(fā)展迅速。
[0004]在使用液體環(huán)氧涂料對三層聚乙烯防腐的管道進(jìn)行補(bǔ)口防腐處理時(shí)，存在以下問題:聚乙烯為典型的非極性材料，表面能低。而液體環(huán)氧補(bǔ)口涂料固化后的環(huán)氧涂層是含有醚鍵、羥基和氨基的高度交聯(lián)的極性材料，環(huán)氧涂層的內(nèi)聚能和表面能遠(yuǎn)超過聚乙烯，導(dǎo)致補(bǔ)口搭接區(qū)的三層聚乙烯防腐層和液體環(huán)氧涂層間形成的分子間作用力低，相互間的粘結(jié)力弱。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，采用聚乙烯表面粗糙化、極化處理或者兩種方式結(jié)合的方法，在聚乙烯表面和環(huán)氧涂層之間提供機(jī)械嵌合力、范德華力以及氫鍵作用等來增強(qiáng)補(bǔ)口搭接區(qū)的聚乙烯與環(huán)氧涂層間的粘結(jié)力。
[0006]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:埋地長輸鋼質(zhì)管道在服役期間會受到水分、溫度及土壤應(yīng)力等多種因素的共同作用，使補(bǔ)口防腐涂層遭到破壞，埋地長輸鋼質(zhì)管道服役時(shí)間越長，補(bǔ)口防腐涂層遭到破壞的可能性越大，因此，對于服役期長達(dá)數(shù)十年的埋地長輸鋼質(zhì)管道，補(bǔ)口搭接區(qū)的涂層需要具有長期防腐的性能，才能確保補(bǔ)口處防腐的質(zhì)量。而現(xiàn)有技術(shù)雖然能夠增加聚乙烯層與環(huán)氧涂層間的初始粘結(jié)力，但是不能確保其長期防腐性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種環(huán)氧涂層與三層聚乙烯涂層化學(xué)鍵粘結(jié)的方法。所述技術(shù)方案如下:
[0008]所述方法包括:將三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行清潔處理和極化處理后，涂敷液體環(huán)氧涂料，并加熱到70~260°C，保持30s~30min。
[0009]具體的，所述表面清潔處理為表面灰塵清除、火焰拉毛或者機(jī)械噴砂中的一種或幾種。
[0010] 具體的，所述表面極化處理為火焰極化處理、介質(zhì)阻擋常壓電暈裝置極化處理或常壓低溫射流等離子裝置極化處理中的一種或幾種。
[0011]具體的，所述液體環(huán)氧涂料為雙組份無溶劑液體環(huán)氧涂料。
[0012]具體的，所述液體環(huán)氧涂料的涂敷方式為手工刷涂或者機(jī)械噴涂中的一種或兩種。
[0013]具體的,所述液體環(huán)氧涂料涂敷厚度為50~2000 μ m。
[0014]具體的，所述液體環(huán)氧涂料加熱方式為火焰噴槍加熱、中頻加熱或紅外線加熱中的一種或幾種。
[0015]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0016]本發(fā)明在對三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行極化處理的基礎(chǔ)上，對液體環(huán)氧涂料進(jìn)行加熱，提高液體環(huán)氧涂料的固化溫度，使聚乙烯表面的羧基基團(tuán)與液體環(huán)氧涂料的環(huán)氧基團(tuán)在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，使三層聚乙烯涂層與環(huán)氧涂層搭接的補(bǔ)口區(qū)以化學(xué)鍵粘結(jié)，從而不僅提高了補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯涂層和環(huán)氧涂層間的初始附著力，也使其具有了長期防腐性能，滿足了埋地長輸管道長期服役的需求。

【具體實(shí)施方式】
[0017]對于三層聚乙烯防腐的埋地管道，對補(bǔ)口搭接區(qū)進(jìn)行防腐處理時(shí)，先對三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行清潔處理，然后對三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行極化處理，使聚乙烯得表面形成羧基基團(tuán)，再涂敷液體環(huán)氧涂料，使其均勻分散到三層聚乙烯涂層表面，涂敷厚度50μπι~2000μπι，最后對環(huán)氧涂料進(jìn)行加熱，環(huán)氧涂料的溫度達(dá)到110~260°C，并保持30s~30min，使聚乙烯表面的羧基基團(tuán)與液體環(huán)氧涂料的環(huán)氧基團(tuán)在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯涂層與環(huán)氧涂層之間以化學(xué)鍵粘結(jié)。
[0018]所述三層聚乙烯涂層表面清潔處理包括灰塵處理、火焰拉毛或機(jī)械噴砂處理中的一種或幾種處理方式。
[0019]所述三層聚乙烯涂層表面極化處理包括火焰極化處理、介質(zhì)阻擋常壓電暈裝置極化處理或常壓低溫等離子射流裝置極化處理中的一種或幾種方式。
[0020]所述液體環(huán)氧涂料的涂敷方式包括手工涂敷方式或機(jī)械噴涂的方式中的一種或兩種方式。
[0021]所述液體環(huán)氧涂料的加熱采用火焰噴槍加熱、中頻加熱或紅外線加熱方式中的一種或幾種方式。
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0023]實(shí)施例1
[0024]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種環(huán)氧涂層與三層聚乙烯涂層化學(xué)鍵粘結(jié)的方法，所述方法包括以下步驟:
[0025]先清除補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯涂層表面灰塵，然后用常壓介質(zhì)阻擋電暈裝置對三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行極化處理，使聚乙烯得表面形成羧基基團(tuán)，最后采用手工涂敷方式在三層聚乙烯涂層表面涂敷雙組份無溶劑液體環(huán)氧補(bǔ)口涂料，涂料厚度100 μ m,并采用紅外線加熱，使環(huán)氧涂料的溫度達(dá)到260°C，保持30s，使聚乙烯表面的羧基基團(tuán)與液體環(huán)氧涂料的環(huán)氧基團(tuán)在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯涂層與環(huán)氧涂層之間以化學(xué)鍵粘結(jié)。
[0026]采用拉拔法測試環(huán)氧涂料對聚乙烯基材的附著力，由于存在環(huán)氧內(nèi)聚破壞，初始附著力為12Mpa以上，90°C高溫?zé)崴?5天后，附著力為6Mpa以上，以上數(shù)據(jù)說明通過本實(shí)施例提供的方法獲得的埋地長輸管道補(bǔ)口能夠經(jīng)受高溫?zé)崴拈L期浸泡，具有長期防腐性能。
[0027]實(shí)施例2
[0028]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種環(huán)氧涂層與三層聚乙烯涂層化學(xué)鍵粘結(jié)的方法，該方法包括:
[0029]先清除補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯涂層表面灰塵，然后用常壓低溫等離子射流裝置對三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行極化處理，使聚乙烯得表面形成羧基基團(tuán)，最后采用手工涂敷方式在三層聚乙烯涂層表面涂敷雙組份無溶劑液體環(huán)氧補(bǔ)口涂料，涂料厚度50 μ m,并采用紅外線加熱，使環(huán)氧涂料的溫度達(dá)到200°C,保持5min,使聚乙烯表面的羧基基團(tuán)與液體環(huán)氧涂料的環(huán)氧基團(tuán)在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯涂層與環(huán)氧涂層之間以化學(xué)鍵粘結(jié)。
[0030]采用拉拔法測試環(huán)氧涂料對聚乙烯基材的附著力，由于存在環(huán)氧內(nèi)聚破壞，初始附著力為15Mpa以上，90°C高溫?zé)崴?5天后，附著力為6Mpa以上，以上數(shù)據(jù)說明通過本實(shí)施例提供的方法獲得的埋地長輸管道補(bǔ)口能夠經(jīng)受高溫?zé)崴拈L期浸泡，具有長期防腐性能。
[0031]實(shí)施例3
[0032]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種環(huán)氧涂層與三層聚乙烯涂層化學(xué)鍵粘結(jié)的方法，該方法包括:
[0033]先對補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行噴砂處理，然后用火焰對三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行極化處理，使聚乙烯得表面形成羧基基團(tuán)，最后以機(jī)械噴涂的方式在三層聚乙烯涂層表面涂敷雙組份無溶劑液體環(huán)氧補(bǔ)口涂料，涂料厚度650 μ m，并采用火焰噴槍加熱，使環(huán)氧涂料的溫度達(dá)到140°C,保持7min,使聚乙烯表面的羧基基團(tuán)與液體環(huán)氧涂料的環(huán)氧基團(tuán)在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯涂層與環(huán)氧涂層之間以化學(xué)鍵粘結(jié)。
[0034]采用拉拔法測試環(huán)氧涂料對聚乙烯基材的附著力，由于存在環(huán)氧內(nèi)聚破壞，初始附著力為12Mpa以上，90°C高溫?zé)崴?0天后，附著力為7Mpa以上，說明本實(shí)施例提供的方法使得埋地長輸管道補(bǔ)口能夠經(jīng)受高溫?zé)崴拈L期浸泡，確保了長期防腐性能。
[0035]實(shí)施例4
[0036]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種環(huán)氧涂層與三層聚乙烯涂層化學(xué)鍵粘結(jié)的方法，該方法包括:
[0037]先清除補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯涂層表面灰塵，然后用常壓低溫等離子射流裝置裝置對三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行極化處理，使聚乙烯得表面形成羧基基團(tuán)，最后采用手工涂敷方式在三層聚乙烯涂層表面涂敷雙組份無溶劑液體環(huán)氧補(bǔ)口涂料，涂料厚度2000 μ m,并采用中頻加熱，使環(huán)氧涂料的溫度達(dá)到70°C，保持30min，使聚乙烯表面的羧基基團(tuán)與液體環(huán)氧涂料的環(huán)氧基團(tuán)在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯涂層與環(huán)氧涂層之間以化學(xué)鍵粘結(jié)。
[0038]采用拉拔法測試環(huán)氧涂料對聚乙烯基材的附著力，由于存在環(huán)氧內(nèi)聚破壞，初始附著力為14Mpa以上，90°C高溫?zé)崴?5天后，附著力為5Mpa以上，說明本實(shí)施例提供的方法使得埋地長輸管道補(bǔ)口能夠經(jīng)受高溫?zé)崴拈L期浸泡，確保了長期防腐性能。
[0039]上述本發(fā)明實(shí)施例序號僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。
[0040]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)氧涂層與三層聚乙烯涂層化學(xué)鍵粘結(jié)的方法，其特征在于，所述方法包括:將三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行清潔處理和極化處理后，涂敷液體環(huán)氧涂料，并加熱到70~260。。，保持 30s ~30min。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面清潔處理為表面灰塵清除、火焰拉毛或者機(jī)械噴砂中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面極化處理為火焰極化處理、介質(zhì)阻擋常壓電暈裝置極化處理或常壓低溫射流等離子裝置極化處理中的一種或幾種。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述液體環(huán)氧涂料為雙組份無溶劑液體環(huán)氧涂料。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述液體環(huán)氧涂料的涂敷方式為手工刷涂或者機(jī)械噴涂中的一種或兩種。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述液體環(huán)氧涂料涂敷厚度為50~2000 μ m。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述液體環(huán)氧涂料加熱方式為火焰噴槍加熱、中頻加熱或紅外線加熱中的一種或幾種。
【文檔編號】C08J7/12GK104072793SQ201310097379
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月25日
【發(fā)明者】劉強(qiáng), 徐昌學(xué), 白樹彬, 孫玉偉, 王成強(qiáng), 李建忠, 李會, 王超, 黃琳 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油天然氣管道局