本發(fā)明涉及管道涂料技術領域，特別涉及一種能夠與聚丙烯熱收縮帶穩(wěn)定粘接的用于管道補口的無溶劑環(huán)氧底漆及其制備方法。

背景技術：

油氣管道在長期服役過程中會發(fā)生腐蝕，因此通常在油氣管道外表面設置防腐層。但是為了方便焊接，在油氣管道兩端的連接處不設置防腐層，為了保證油氣管道整體的防腐效果，需要在油氣管道連接處進行補口防腐處理。目前，采用聚丙烯熱收縮帶和環(huán)氧底漆涂層相結(jié)合的補口結(jié)構(gòu)對最高運行溫度為110℃的埋地鋼質(zhì)管道外防腐層進行補口處理，即在油氣管道外表面涂覆環(huán)氧底漆涂層，在環(huán)氧底漆涂層上纏繞聚丙烯熱收縮帶。為了保證補口結(jié)構(gòu)的長期防腐性能，要求環(huán)氧底漆與聚丙烯熱收縮帶之間在長期高溫環(huán)境中能夠保持穩(wěn)定粘接，同時環(huán)氧底漆在95℃下還應具有良好的抗陰極剝離性能，否則會造成補口防腐層的早期失效。

目前用于油氣管道補口的環(huán)氧底漆通常以雙酚A型環(huán)氧樹脂和/或酚醛型環(huán)氧樹脂作為主要組分、

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題：現(xiàn)有的用于油氣管道補口的環(huán)氧底漆只適用于最高運行溫度低于80℃的油氣管道，這類環(huán)氧底漆在高溫環(huán)境中與聚丙烯熱收縮帶之間的粘接強度會降低，而且抗陰極剝離性能較差。因此，現(xiàn)有的環(huán)氧底漆不能滿足最高運行溫度為110℃的埋地鋼質(zhì)管道補口的要求。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述的技術問題，本發(fā)明提供一種在高溫環(huán)境中仍能夠與聚丙烯熱收縮帶粘接穩(wěn)定、能夠滿足最高運行溫度為110℃的埋地鋼質(zhì)管道補口要求的用于管道補口的無溶劑環(huán)氧底漆及其制備方法。

具體而言，包括以下技術方案：

本發(fā)明第一方面提供一種用于管道補口的無溶劑環(huán)氧底漆，所述無溶劑環(huán)氧底漆包括以下重量比例的組分：

A組分：

JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂，40～50份；

環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂，4～7份；

固含量為100％的丙烯酸脂類消泡劑，0.2～0.5份；

長石粉，44～55份；

顏料，0.1～0.3份；

B組分：

間苯二甲胺，63～75份；

異佛爾酮二胺，20～30份；

環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂，3～7份；

所述A組分和B組分的重量比例為100:10～15。

優(yōu)選地，所述無溶劑環(huán)氧底漆包括以下重量比例的組分：

A組分：

JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂，42份；

環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂，6份；

固含量為100％的丙烯酸脂類消泡劑，0.2～0.5份；

長石粉，51.4份；

顏料，0.3份；

B組分：

間苯二甲胺，74份；

異佛爾酮二胺，26份；

環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂，4份；

所述A組分和B組分的重量比例為100:12。

優(yōu)選地，所述固含量為100％的丙烯酸脂類消泡劑為F40型消泡劑。

優(yōu)選地，所述顏料為炭黑。

優(yōu)選地，所述A組分和B組分的重量比例為100:12～14。

優(yōu)選地，所述A組分中固體組分的粒徑為100微米以下。

本發(fā)明第二方面提供一種本發(fā)明第一方面的用于管道補口的無溶劑環(huán)氧底漆的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

步驟a，依次將40～50重量份的JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂、4～7重量份的環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂、0.2～0.5重量份的固含量為100％的丙烯酸脂類消泡劑、44～55重量份的長石粉以及0.1～0.3重量份的顏料加入到反應容器中，攪拌混合均勻后進行研磨，使其中固體組分的粒徑達到100微米以下，得到所述無溶劑環(huán)氧底漆的A組分；

步驟b，依次將63～75重量份的間苯二甲胺、20～30重量份的異佛爾酮二胺加入反應容器中，攪拌混合均勻后再加入3～7重量份的環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂，攪拌混合均勻后得到所述無溶劑環(huán)氧底漆的B組分；

步驟c，將100重量份的A組分和10～15重量份的B組分混合均勻后即得所述無溶劑環(huán)氧底漆。

優(yōu)選地，步驟a中，所述固含量為100％的丙烯酸脂類消泡劑為F40型消泡劑。

優(yōu)選地，步驟a中，所述顏料為炭黑。

優(yōu)選地，步驟c中，所述A組分和所述B組分的重量比例為100:12～14。

本發(fā)明實施例提供的技術方案的有益效果是：

本發(fā)明實施例通過對環(huán)氧底漆的組成以及配比進行優(yōu)化改進，得到了一種高溫陰極剝離強度高、能夠與聚丙烯熱收縮帶穩(wěn)定粘接的無溶劑環(huán)氧底漆。本發(fā)明實施例提供的無溶劑環(huán)氧底漆在95℃熱水中浸泡120天后與聚丙烯熱收縮帶之間的剝離強度仍然保持在50N/cm以上，在95℃熱水中浸泡28天后陰極剝離距離在10mm以下，在95℃熱水中浸泡30天后與管道的附著力小于2級、拉開法附著力在8MPa以上。綜上，本發(fā)明實施例提供的無溶劑環(huán)氧底漆能夠滿足最高運行溫度為110℃的埋地鋼質(zhì)管道補口的要求，能夠保證補口結(jié)構(gòu)的長期防腐效果。

具體實施方式

為使本發(fā)明的技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面對本發(fā)明實施方式作進一步 地詳細描述。

本發(fā)明實施例提供一種用于管道補口的無溶劑環(huán)氧底漆，該無溶劑環(huán)氧底漆包括以下重量比例的組分：

A組分：

JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂，40～50份；

環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂，4～7份；

固含量為100％的丙烯酸脂類消泡劑，0.2～0.5份；

長石粉，44～55份；

顏料，0.1～0.3份；

B組分：

間苯二甲胺，63～75份；

異佛爾酮二胺，20～30份；

環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂，3～7份；

A組分和B組分的重量比例為100:10～15。

本發(fā)明實施例通過對環(huán)氧底漆的組成以及配比進行優(yōu)化改進，得到了一種高溫陰極剝離強度高、能夠與聚丙烯熱收縮帶穩(wěn)定粘接的無溶劑環(huán)氧底漆。本發(fā)明實施例提供的環(huán)氧底漆在使用時，按比例將A組分和B組分混合后，A組分中的耐高溫環(huán)氧樹脂和間苯二酚環(huán)氧樹脂在B組分中間苯二甲胺和異佛爾酮二胺的作用下發(fā)生交聯(lián)固化形成環(huán)氧底漆涂層。各組分的具體作用如下：

(1)JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值為0.56～0.58mol/100g，該耐高溫環(huán)氧樹脂的使用是使環(huán)氧底漆具有良好耐高溫性能的關鍵，該耐高溫環(huán)氧樹脂與普通環(huán)氧樹脂相比，分子結(jié)構(gòu)中含有較多的環(huán)氧基團和苯環(huán)，確保了環(huán)氧底漆固化后形成的涂層在95℃熱水中長時間浸泡后與鋼鐵基材及與聚丙烯熱收縮帶之間仍具有良好的粘結(jié)穩(wěn)定性。

(2)環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂，該間苯二酚環(huán)氧樹脂具有較低的粘度，能夠降低環(huán)氧底漆整體的粘度，提高涂料在95℃條件下的陰極剝離性能，并且便于管道補口施工。而且由于該間苯二酚環(huán)氧樹脂具有較高的反應活性，因此可以防止環(huán)氧底漆在施工過程中產(chǎn)生流掛現(xiàn)象。

(3)固含量為100％的丙烯酸脂類消泡劑，固含量為100％是指不含任何揮發(fā)性有機溶劑。固含量為100％的丙烯酸脂類消泡劑同時具有溜平和消泡的作 用，由于不含揮發(fā)性有機溶劑，可以有效防止環(huán)氧底漆固化后出現(xiàn)針孔現(xiàn)象，并且不會影響環(huán)氧底漆與聚丙烯熱收縮帶之間的粘結(jié)穩(wěn)定性。

(4)長石粉能夠提高環(huán)氧底漆固化后形成的涂層的耐堿性能及抗水滲透性能，避免了涂層在高溫陰極剝離過程中厚度減薄現(xiàn)象的發(fā)生。

(5)本發(fā)明實施例中采用間苯二甲胺和異佛爾酮二胺復配的復合固化劑。其中間苯二甲胺屬于芳香族固化劑，能夠提高環(huán)氧底漆固化后形成的涂層的耐高溫性能。異佛爾酮二胺是3-氨甲基-3,5,5-三甲基環(huán)己基胺的兩種異構(gòu)體形成的混合物，屬于脂環(huán)族二元胺，能夠提高環(huán)氧底漆固化后涂層的長期耐水性能，保證環(huán)氧底漆固化后的涂層經(jīng)過95℃熱水浸泡30天后不會產(chǎn)生剝離和起泡現(xiàn)象。

(6)本發(fā)明實施例的環(huán)氧底漆的B組分中還含有環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂，其與間苯二甲胺和異佛爾酮二胺預反應生成復合固化劑，能夠提高環(huán)氧底漆固化的涂層在高溫環(huán)境中與鋼鐵基材間的附著力。

綜上，通過以上各組分間的相互配合、協(xié)同作用，使本發(fā)明實施例提供的無溶劑環(huán)氧底漆在95℃熱水中浸泡120天后與聚丙烯熱收縮帶之間的剝離強度仍然保持在50N/cm以上，在95℃熱水中浸泡28天后陰極剝離距離在10mm以下，在95℃熱水中浸泡30天后與管道的附著力小于2級、拉開法附著力在8MPa以上。因此，本發(fā)明實施例提供的無溶劑環(huán)氧底漆能夠滿足最高運行溫度為110℃的埋地鋼質(zhì)管道補口的要求，能夠保證補口結(jié)構(gòu)的長期防腐效果。

在上述的無溶劑環(huán)氧底漆中，固含量為100％的丙烯酸脂類消泡劑優(yōu)選F40型消泡劑。

在上述的無溶劑環(huán)氧底漆中，顏料的作用是調(diào)節(jié)固化后形成的涂層的顏色，所用顏料的具體種類沒有特殊限定，優(yōu)選炭黑。

在上述的無溶劑環(huán)氧底漆中，各組分的重量比例可以在限定的范圍內(nèi)任意選擇。例如，A組分中，JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂的重量份數(shù)可以為42份、44份、45份、46份、48份等；環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂的重量分數(shù)可以為5份、5.5份、6份、6.5份等；固含量為100％的丙烯酸脂類消泡劑的重量分數(shù)可以為0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份等；長石粉的重量份數(shù)可以為45份、46份、48份、50份、52份、54份等；顏料的重量 份數(shù)可以為0.15份、0.2份、0.25份等。B組分中，間苯二甲胺的重量份數(shù)可以為65份、66份、68份、70份、72份、74份等；異佛爾酮二胺的重量份數(shù)可以為22份、24份、25份、26份、28份等，環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂的重量份數(shù)可以為4份、4.5份、5份、5.5份、6份、6.5份等。A組分和B組分的重量比例優(yōu)選100:12～14，例如可以為100:12.5、100:13、100:13.5等。一種較為優(yōu)選的無溶劑環(huán)氧底漆如下：

A組分：

JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂，42份；

環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂，6份；

固含量為100％的丙烯酸脂類消泡劑，0.2～0.5份；

長石粉，51.4份；

顏料，0.3份；

B組分：

間苯二甲胺，74份；

異佛爾酮二胺，26份；

環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂，4份；

A組分和B組分的重量比例為100:12。

在上述的無溶劑環(huán)氧底漆中，A組分中固體組份(長石粉、顏料)的粒徑優(yōu)選100微米以下，這樣有利于環(huán)氧底漆的涂覆。

上述用于管道補口的無溶劑環(huán)氧底漆可以采用以下制備方法制備得到，具體制備方法如下：

步驟1，依次將40～50重量份的JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂、4～7重量份的環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂、0.2～0.5重量份的固含量為100％的丙烯酸脂類消泡劑、44～55重量份的長石粉以及0.1～0.3重量份的顏料加入到反應釜中，在1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下攪拌30分鐘，混合均勻后用膠體磨進行研磨，使其中固體組分的粒徑達到100微米以下，得到A組分。

步驟2，依次將63～75重量份的間苯二甲胺、20～30重量份的異佛爾酮二胺在300轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下攪拌15分鐘，然后再加入3～7重量份的環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂，在300轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下攪拌2小時得 到B組分。

步驟3，將100重量份的A組分和10～15重量份的B組分混合均勻后即得無溶劑環(huán)氧底漆。

下面通過具體的配方來對本發(fā)明實施例的技術方案進行進一步詳細說明。

以下實施例1～3中所用主要化學試劑如下：

JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂，生產(chǎn)廠家為常熟佳發(fā)化學有限責任公司，環(huán)氧值為0.56～0.58mol/100g；

環(huán)氧值為0.74～0.83mol/100g的間苯二酚環(huán)氧樹脂，生產(chǎn)廠家為深圳佳迪達化工有限公司，型號為ERISYS RDGE；

固含量為100％的丙烯酸脂類消泡劑，F(xiàn)40，生產(chǎn)廠家為深圳佳迪達化工有限公司；

間苯二甲胺，生產(chǎn)廠家為深圳佳迪達化工有限公司，產(chǎn)品名稱為MXDA；

異佛爾酮二胺，德國巴斯夫EC201。

實施例1

本實施例提供一種用于管道補口的無溶劑環(huán)氧底漆，該無溶劑環(huán)氧底漆包括以下質(zhì)量百分比的組分：

A組分：

JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂，42份；

ERISYS RDGE型間苯二酚環(huán)氧樹脂，6份；

F40型消泡劑，0.3份；

長石粉，51.4份；

炭黑，0.3份；

B組分：

間苯二甲胺，74份；

異佛爾酮二胺，26份；

ERISYS RDGE型間苯二酚環(huán)氧樹脂，4份；

A組分和B組分的重量比例為100:12。

本實施例的無溶劑環(huán)氧底漆的制備方法如下：

步驟1，依次將42重量份JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂、6重量份ERISYSRDGE型間苯二酚環(huán)氧樹脂、0.3重量份F40型消泡劑、51.4重量份長石粉以及0.3重量份炭黑加入反應釜中，在1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下攪拌30分鐘，待上述組分混合均勻后用膠體磨進行研磨，使其中固體組分粒徑達到100微米，得到A組分；

步驟2，依次將74重量份間苯二甲胺和26重量份異佛爾酮二胺加入反應釜中，在300轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下攪拌15分鐘，然后再加入4重量份的ERISYS RDGE型間苯二酚環(huán)氧樹脂，在300轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下攪拌2小時得到B組分。

步驟3，向100重量份的A組分中加入12重量份的B組分，混合均勻即本實施例的無溶劑環(huán)氧底漆。

按照相關標準對所得無溶劑環(huán)氧底漆的性能進行測試，測試結(jié)果如表1所示。

表1實施例1中無溶劑環(huán)氧底漆的性能

實施例2

本實施例提供一種用于管道補口的無溶劑環(huán)氧底漆，該無溶劑環(huán)氧底漆包括以下質(zhì)量百分比的組分：

A組分：

JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂，50份；

ERISYS RDGE型間苯二酚環(huán)氧樹脂，6份；

F40型消泡劑，0.2份；

長石粉，44.7份；

炭黑，0.1份；

B組分：

間苯二甲胺，70份；

異佛爾酮二胺，30份；

ERISYS RDGE型間苯二酚環(huán)氧樹脂，5份；

A組分和B組分的重量比例為100:14。

本實施例的無溶劑環(huán)氧底漆的制備方法如下：

步驟1，依次將50重量份JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂、6重量份ERISYSRDGE型間苯二酚環(huán)氧樹脂、0.2重量份F40型消泡劑、44.7重量份長石粉以及0.3重量份炭黑加入反應釜中，在1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下攪拌30分鐘，待上述組分混合均勻后用膠體磨進行研磨，使其中固體組分粒徑達到100微米，得到A組分；

步驟2，依次將70重量份間苯二甲胺和30重量份異佛爾酮二胺加入反應釜中，在300轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下攪拌15分鐘，然后再加入5重量份的ERISYS RDGE型間苯二酚環(huán)氧樹脂，在300轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下攪拌2小時得到B組分。

步驟3，向100重量份的A組分中加入14重量份的B組分，混合均勻即本實施例的無溶劑環(huán)氧底漆。

按照相關標準對所得無溶劑環(huán)氧底漆的性能進行測試，測試結(jié)果如表2所示。

表2實施例2中無溶劑環(huán)氧底漆的性能

實施例3

本實施例提供一種用于管道補口的無溶劑環(huán)氧底漆，該無溶劑環(huán)氧底漆包括以下質(zhì)量百分比的組分：

A組分：

JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂，46份；

ERISYS RDGE型間苯二酚環(huán)氧樹脂，6份；

F40型消泡劑，0.3份；

長石粉，47.5份；

炭黑，0.2份；

B組分：

間苯二甲胺，75份；

異佛爾酮二胺，25份；

ERISYS RDGE型間苯二酚環(huán)氧樹脂，5份；

A組分和B組分的重量比例為100:14。

本實施例的無溶劑環(huán)氧底漆的制備方法如下：

步驟1，依次將46重量份JEh-023型耐高溫環(huán)氧樹脂、6重量份ERISYSRDGE型間苯二酚環(huán)氧樹脂、0.3重量份F40型消泡劑、47.5重量份長石粉以及0.2重量份炭黑加入反應釜中，在1000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下攪拌30分鐘，待上述組分混合均勻后用膠體磨進行研磨，使其中固體組分粒徑達到100微米，得到A組分；

步驟2，依次將75重量份間苯二甲胺和25重量份異佛爾酮二胺加入反應釜中，在300轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下攪拌15分鐘，然后再加入5重量份的ERISYS RDGE型間苯二酚環(huán)氧樹脂，在300轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下攪拌2小時得到B組分。

步驟3，向100重量份的A組分中加入12重量份的B組分，混合均勻即本實施例的無溶劑環(huán)氧底漆。

按照相關標準對所得無溶劑環(huán)氧底漆的性能進行測試，測試結(jié)果如表3所示。

表3實施例3中無溶劑環(huán)氧底漆的性能

從以上實施例1～3的數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明實施例的無溶劑環(huán)氧底漆具有較高的高溫陰極剝離強度、能夠與鋼鐵基材以及聚丙烯熱收縮帶穩(wěn)定粘接，能夠滿足最高運行溫度為110℃的埋地鋼質(zhì)管道補口的要求，能夠保證補口結(jié)構(gòu)的長期防腐效果。

以上所述僅是為了便于本領域的技術人員理解本發(fā)明的技術方案，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、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。