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CN109504274A - 钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料及其制备方法 - Google Patents

钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料及其制备方法 Download PDF

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CN109504274A CN201811275030.8A CN201811275030A CN109504274A CN 109504274 A CN109504274 A CN 109504274A CN 201811275030 A CN201811275030 A CN 201811275030A CN 109504274 A CN109504274 A CN 109504274A
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Abstract

本发明公开了钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂10‑18份、聚吡咯50‑150份、聚烯烃接基料5‑35份、钛酸酯偶联剂1‑8份；本发明还提出了钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料的制备方法，S1、首先将双酚A型环氧树脂和聚吡咯加入溶剂充分搅拌均匀，接着将颜填料加入其中进行高速分散(转速1500～2500r／min)，直至磨砂物料的细度小于30μm。本发明中聚吡咯改性环氧树脂低表面处理钢制管道涂料具有低有机溶剂挥发性能，符合环保要求，聚吡咯改性环氧树脂低表面处理钢制管道涂料对基体表面的处理要求较低，并且施工简单，工程造价低，必将得到广泛的应用。

Description

钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料及其制备方法
技术领域
本发明属于防腐材料技术领域，尤其涉及钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料及其制备方法。
背景技术
管道防腐指的是为减缓或防止管道在内外介质的化学、电化学作用下或由微生物的代谢活动而被侵蚀和变质的措施。
避免管道，遭受土壤、空气和输送介质（石油、天然气等）腐蚀的防护技术。输送油、气的管道大多处于复杂的土壤环境中，所输送的介质也多有腐蚀性，因而管道内壁和外壁都可能遭到腐蚀。一旦管道被腐蚀穿孔，即造成油、气漏失，不仅使运输中断，而且会污染环境，甚至可能引起火灾，造成危害。据美国管道工业的统计资料，1975年由于腐蚀造成的直接损失达6亿美元。因此，防止管道腐蚀是管道工程的重要内容。
在自然环境中，大多数金属都容易发生腐蚀，这会导致金属材料结构的破坏和各种功能的丧失。有机涂层具有的成本低、易施工的特点，成为金属材料最广泛的防腐蚀涂料。其中，环氧树脂涂料具有粘结力强、耐化学试剂性能好等诸多优点，成为有机涂层中应用最广泛的涂料。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提供了钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料及其制备方法，其聚吡咯改性环氧树脂低表面处理钢制管道涂料具有低有机溶剂挥发性能，符合环保要求；聚吡咯改性环氧树脂低表面处理钢制管道涂料由涂料组分和固化剂组分构成，可以采用刷涂、喷涂施工工艺，施工简单；聚吡咯改性环氧树脂低表面处理钢制管道涂料所用的成膜树脂、各种颜填料、防沉剂、平流剂和固化剂原料来源广泛，廉价易得；聚吡咯改性环氧树脂低表面处理钢制管道涂料对基体表面的处理要求较低，并且施工简单，工程造价低，必将得到广泛的应用。
本发明所采用的技术方案为：钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂10-18份、聚吡咯50-150份、聚烯烃接基料5-35份、钛酸酯偶联剂1-8份、硅烷偶联剂3-15份、铝酸酯偶联剂2-40份、复合磷酸锌1-38份、三聚磷酸铝5-40份、钼酸锌1-9份、云母氧化铁3-18份、滑石粉2-7份、高岭土1-9份、固化剂2-10份、溶剂3-15份、防沉剂5-15份。
优选地，包括以下重量份的原料：环氧树脂14-16份、聚吡咯90-110份、聚烯烃接基料10-30份、钛酸酯偶联剂4-6份、硅烷偶联剂9-11份、铝酸酯偶联剂10-30份、复合磷酸锌10-30份、三聚磷酸铝10-30份、钼酸锌4-6份、云母氧化铁9-11份、滑石粉4-6份、高岭土4-6份、固化剂4-6份、溶剂4-6份、防沉剂9-11份。
优选地，包括以下重量份的原料：环氧树脂15份、聚吡咯100份、聚烯烃接基料20份、钛酸酯偶联剂5份、硅烷偶联剂10份、铝酸酯偶联剂20份、复合磷酸锌20份、三聚磷酸铝20份、钼酸锌5份、云母氧化铁10份、滑石粉5份、高岭土5份、固化剂5份、溶剂5份、防沉剂10份。
优选地，所述固化剂为脂肪胺、脂环胺、芳香胺、改性酚醛胺的一种或几种的混合物。
优选地，所述防沉剂为膨润土。
本发明还提出了钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、首先将双酚A型环氧树脂和聚吡咯加入溶剂充分搅拌均匀，接着将颜填料加入其中进行高速分散(转速1500～2500r／min)，直至磨砂物料的细度小于30μm，最后在所得到的浆料中加入平流剂和防沉剂，继续高速分散直至浆料均匀；
S2、按照份量配比称取钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、固化剂、溶剂、防沉剂，将钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、溶剂、防沉剂充分混合均匀得到涂料组份；
S3、将涂料组分和固化剂组分按照质量比为4～5∶1混合，充分搅拌。
优选地，所述钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、固化剂、溶剂和防沉剂用水浸泡3天。
本发明的有益效果为：
1、聚吡咯改性环氧树脂低表面处理钢制管道涂料具有低有机溶剂挥发性能，符合环保要求；
2、聚吡咯改性环氧树脂低表面处理钢制管道涂料由涂料组分和固化剂组分构成，可以采用刷涂、喷涂施工工艺，施工简单；
3、聚吡咯改性环氧树脂低表面处理钢制管道涂料所用的成膜树脂、各种颜填料、防沉剂、平流剂和固化剂原料来源广泛，廉价易得；
4、聚吡咯改性环氧树脂低表面处理钢制管道涂料对基体表面的处理要求较低，并且施工简单，工程造价低，必将得到广泛的应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料；包括以下重量份的原料：环氧树脂10份、聚吡咯50份、聚烯烃接基料5份、钛酸酯偶联剂1份、硅烷偶联剂3份、铝酸酯偶联剂2份、复合磷酸锌1份、三聚磷酸铝5份、钼酸锌1份、云母氧化铁3份、滑石粉2份、高岭土1份、固化剂2份、溶剂3份、防沉剂5份。
其工艺流程为：
S1、首先将双酚A型环氧树脂和聚吡咯加入溶剂充分搅拌均匀，接着将颜填料加入其中进行高速分散(转速1500～2500r／min)，直至磨砂物料的细度小于30μm，最后在所得到的浆料中加入平流剂和防沉剂，继续高速分散直至浆料均匀；
S2、按照份量配比称取钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、固化剂、溶剂、防沉剂，将钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、溶剂、防沉剂充分混合均匀得到涂料组份；
S3、将涂料组分和固化剂组分按照质量比为4～5∶1混合，充分搅拌。
实施例2
钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料；包括以下重量份的原料：环氧树脂14份、聚吡咯90份、聚烯烃接基料10份、钛酸酯偶联剂4份、硅烷偶联剂9份、铝酸酯偶联剂10份、复合磷酸锌10份、三聚磷酸铝10份、钼酸锌4份、云母氧化铁91份、滑石粉4份、高岭土4份、固化剂4份、溶剂4份、防沉剂9份。
其工艺流程为：
S1、首先将双酚A型环氧树脂和聚吡咯加入溶剂充分搅拌均匀，接着将颜填料加入其中进行高速分散(转速1500～2500r／min)，直至磨砂物料的细度小于30μm，最后在所得到的浆料中加入平流剂和防沉剂，继续高速分散直至浆料均匀；
S2、按照份量配比称取钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、固化剂、溶剂、防沉剂，将钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、溶剂、防沉剂充分混合均匀得到涂料组份；
S3、将涂料组分和固化剂组分按照质量比为4～5∶1混合，充分搅拌。
实施例3
钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料；包括以下重量份的原料：环氧树脂15份、聚吡咯100份、聚烯烃接基料20份、钛酸酯偶联剂5份、硅烷偶联剂10份、铝酸酯偶联剂20份、复合磷酸锌20份、三聚磷酸铝20份、钼酸锌5份、云母氧化铁10份、滑石粉5份、高岭土5份、固化剂5份、溶剂5份、防沉剂10份。
其工艺流程为：
S1、首先将双酚A型环氧树脂和聚吡咯加入溶剂充分搅拌均匀，接着将颜填料加入其中进行高速分散(转速1500～2500r／min)，直至磨砂物料的细度小于30μm，最后在所得到的浆料中加入平流剂和防沉剂，继续高速分散直至浆料均匀；
S2、按照份量配比称取钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、固化剂、溶剂、防沉剂，将钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、溶剂、防沉剂充分混合均匀得到涂料组份；
S3、将涂料组分和固化剂组分按照质量比为4～5∶1混合，充分搅拌。
实施例4
钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料；包括以下重量份的原料：环氧树脂16份、聚吡咯110份、聚烯烃接基料30份、钛酸酯偶联剂6份、硅烷偶联剂11份、铝酸酯偶联剂30份、复合磷酸锌30份、三聚磷酸铝30份、钼酸锌6份、云母氧化铁11份、滑石粉6份、高岭土6份、固化剂6份、溶剂6份、防沉剂11份。
其工艺流程为：
S1、首先将双酚A型环氧树脂和聚吡咯加入溶剂充分搅拌均匀，接着将颜填料加入其中进行高速分散(转速1500～2500r／min)，直至磨砂物料的细度小于30μm，最后在所得到的浆料中加入平流剂和防沉剂，继续高速分散直至浆料均匀；
S2、按照份量配比称取钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、固化剂、溶剂、防沉剂，将钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、溶剂、防沉剂充分混合均匀得到涂料组份；
S3、将涂料组分和固化剂组分按照质量比为4～5∶1混合，充分搅拌。
实施例5
钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料；包括以下重量份的原料：环氧树脂18份、聚吡咯150份、聚烯烃接基料35份、钛酸酯偶联剂8份、硅烷偶联剂15份、铝酸酯偶联剂40份、复合磷酸锌38份、三聚磷酸铝40份、钼酸锌9份、云母氧化铁18份、滑石粉7份、高岭土9份、固化剂10份、溶剂15份、防沉剂15份。
其工艺流程为：
S1、首先将双酚A型环氧树脂和聚吡咯加入溶剂充分搅拌均匀，接着将颜填料加入其中进行高速分散(转速1500～2500r／min)，直至磨砂物料的细度小于30μm，最后在所得到的浆料中加入平流剂和防沉剂，继续高速分散直至浆料均匀；
S2、按照份量配比称取钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、固化剂、溶剂、防沉剂，将钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、溶剂、防沉剂充分混合均匀得到涂料组份；
S3、将涂料组分和固化剂组分按照质量比为4～5∶1混合，充分搅拌。
本发明中聚吡咯改性环氧树脂低表面处理钢制管道涂料具有低有机溶剂挥发性能，符合环保要求；聚吡咯改性环氧树脂低表面处理钢制管道涂料由涂料组分和固化剂组分构成，可以采用刷涂、喷涂施工工艺，施工简单；聚吡咯改性环氧树脂低表面处理钢制管道涂料所用的成膜树脂、各种颜填料、防沉剂、平流剂和固化剂原料来源广泛，廉价易得；聚吡咯改性环氧树脂低表面处理钢制管道涂料对基体表面的处理要求较低，并且施工简单，工程造价低，必将得到广泛的应用。
为了检验本发明中超低温高密度聚乙烯防腐材料的效果，将本发明生产的超低温高密度聚乙烯防腐材料与市面上普通的防腐剂作为实验组用剂，选取40厘米长的管材，随机平均分成二组，第一组在房间内喷涂20克超低温高密度聚乙烯防腐材料（将20克超低温高密度聚乙烯防腐材料喷涂在管材上，将管材置于地面环境中）、第二组放入20克普通防腐材料（将20克普通防腐材料喷涂在管材上，将管材置于地面环境中），实验天数为20天。
使用本方案防腐剂 15天管材上锈迹面积 管材上锈迹分布 管材表面是否干燥 管材生锈时间
实施例1 0.08㎡ 稀疏 干燥 15天
实施例2 0.10㎡ 密集 干燥 18天
实施例3 0.03㎡ 稀疏 干燥 20天
实施例4 0.11㎡ 密集 干燥 13天
实施例5 0.07㎡ 稀疏 干燥 16天
普通除甲醛剂 0.15㎡ 非常密集 潮湿 8天
由上述实验数据可知，施用本方案防腐材料管材防腐达到了显著水平，采用实施例3的防腐材料使管材干燥，产生的锈迹稀疏较少，锈迹产生时间较慢，具有良好的应用前景。
以上对本发明的5个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂10-18份、聚吡咯50-150份、聚烯烃接基料5-35份、钛酸酯偶联剂1-8份、硅烷偶联剂3-15份、铝酸酯偶联剂2-40份、复合磷酸锌1-38份、三聚磷酸铝5-40份、钼酸锌1-9份、云母氧化铁3-18份、滑石粉2-7份、高岭土1-9份、固化剂2-10份、溶剂3-15份、防沉剂5-15份。
2.根据权利要求1所述的钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂14-16份、聚吡咯90-110份、聚烯烃接基料10-30份、钛酸酯偶联剂4-6份、硅烷偶联剂9-11份、铝酸酯偶联剂10-30份、复合磷酸锌10-30份、三聚磷酸铝10-30份、钼酸锌4-6份、云母氧化铁9-11份、滑石粉4-6份、高岭土4-6份、固化剂4-6份、溶剂4-6份、防沉剂9-11份。
3.根据权利要求1所述的钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂15份、聚吡咯100份、聚烯烃接基料20份、钛酸酯偶联剂5份、硅烷偶联剂10份、铝酸酯偶联剂20份、复合磷酸锌20份、三聚磷酸铝20份、钼酸锌5份、云母氧化铁10份、滑石粉5份、高岭土5份、固化剂5份、溶剂5份、防沉剂10份。
4.根据权利要求1所述的钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料，其特征在于，所述固化剂为脂肪胺、脂环胺、芳香胺、改性酚醛胺的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求4所述的钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料，其特征在于，所述防沉剂为膨润土。
6.钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、首先将双酚A型环氧树脂和聚吡咯加入溶剂充分搅拌均匀，接着将颜填料加入其中进行高速分散(转速1500～2500r／min)，直至磨砂物料的细度小于30μm，最后在所得到的浆料中加入平流剂和防沉剂，继续高速分散直至浆料均匀；
S2、按照份量配比称取钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、固化剂、溶剂、防沉剂，将钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、溶剂、防沉剂充分混合均匀得到涂料组份；
S3、将涂料组分和固化剂组分按照质量比为4～5∶1混合，充分搅拌。
7.根据权利要求6所述的钢制管道用超低温高密度聚乙烯防腐材料的制备方法，其特征在于，所述钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、复合磷酸锌、三聚磷酸铝、钼酸锌、云母氧化铁、滑石粉、高岭土、固化剂、溶剂和防沉剂用水浸泡3天。
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CN104789090A (zh) * 2015-04-22 2015-07-22 中航百慕新材料技术工程股份有限公司 一种柔性环氧防腐蚀底漆及其制备方法

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张玉龙等: "《高技术复合材料制备手册》", 31 May 2003, 国防工业出版社 *

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