专利名称：管道用防腐涂层涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高效低摩擦管道用防腐涂层涂料及其制备方法。
背景技术：
目前，钢质管道的外防腐技术通常有以下几种一是PE结构防腐管，这种防腐管应用量大，使用寿命可达50年，但生产工艺复杂、成本高，使用中阴极屏蔽很难实现阴极保护，而且仅适用于管道外防腐，不适合推广应用；二是单FBE喷涂防腐管，这种防腐管应用量大，防腐效果好，但抗冲击、抗表面划伤性能差，受重撞击会出现裂纹，失去防腐效果；而且也仅适用于管道外防腐。
三是环氧粉末体系，美国3M公司、杜邦公司采用的双层环氧粉末防腐管，解决了管道外防腐的单FBE喷涂防腐中存在的问题，但它是两种不同的粉末，要分别喷涂，需要增加三套供粉系统和三套喷粉系统，加大了设备投资及涂装难度，提高了生产成本。而适用于钢质管道内防腐的环氧防腐粉末涂料，涂层附着力强，防腐效果好，在油田输油，注水和油井管线防腐上具有应用价值。但是在油田运输、注水管道内，由于环氧脆性大，韧性差，此外存在相当大的摩擦系数，这些使得管道的耐撞击性能较差，而且容易附着杂质，进而形成管道堵塞，直接影响采油和输油。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供的一种高效低摩擦管道用防腐涂层涂料及其制备方法。
本发明管道用防腐涂层涂料组分如下，均为重量份数环氧树脂 90～115份氟碳树脂 5～15份尼龙树脂 5～15份无机填料 10～40份复合固化剂10～25份所述无机填料为锌铝合金鳞片、云母氧化铁、不锈钢鳞片中的一种或多种。
所述复合固化剂为4，4’-二氨基二苯砜，葵二酸二酰肼，双氰胺中的一种或多种。
优选的，所述无机填料是经过钛酸酯偶联剂处理的，具体处理方法如下将无机填料放入5％NaOH溶液中，70℃浸泡30min，取出用清水洗至pH为中性。然后，将其放入钛酸酯偶联剂的溶液中，溶液中含有的钛酸酯偶联剂质量为无机填料质量0.5～2倍；溶液浓度钛酸酯偶联剂为10％-20％重量百分比，在室温下浸泡30min，过滤，90℃烘干待用。
本发明管道用防腐涂层涂料的制备方法，步骤如下将氟碳树脂、环氧树脂、尼龙树脂、复合固化剂等粉末分散均匀，投入双螺杆机熔融挤出；再低温冷冻，粉碎粒径为100-300目，再加入无机填料搅拌均匀，即可。
无机填料的鳞片是一种高极性的物质，易被污染，为了改善成膜树脂对无机填料鳞片的浸润性，使用前最好用钛酸酯偶联剂进行处理。处理方法如前所述。
本发明的防腐涂层涂料优点是固化时间短，高抗蚀，高强度，摩擦系数低，具有憎水增油性。
本发明的特点之一是在现有环氧粉末涂料中加入氟碳树脂、尼龙树脂，使复合材料具有自洁性，同时降低材料的摩擦系数，并且增强复合材料的弹性。从而增加涂料的柔韧性和光滑性以及耐化学性等性能。由于氟碳树脂的加入，使得复合涂层涂料具有憎水、憎油、自清洁、自润滑的性能。由于尼龙树脂的加入，使得复合涂层涂料具有较好的耐腐蚀，增韧效果，对于耐受撞击的性能有所加强。
本发明的特点之二在于在现有环氧粉末涂料中加入复合固化剂，其中4，4’-二氨基二苯砜无毒，结构中有苯环很稳定，因而热变形温度较高，耐化学试剂性好。葵二酸二酰肼耐腐蚀，热变形温度高。双氰胺固化物韧性好，耐机械冲击力好。三者可分别单独使用也可结合复配，以得到性能不同的高性能防腐涂料。
本发明的特点之三在于在现有环氧粉末涂料中加入无机填料，以降低涂料的成本和改善涂层性能。特别地，无机填料的加量应当适宜，如果加入太多则无规堆积，使涂层内部形成空隙、气孔等缺陷，影响涂膜的致密性；太少则难以形成搭桥、重叠排列，则涂层的抗渗性会下降。鳞片一般极薄，厚度仅在几个微米以下，规格在60-150目，它们平行排列于树脂中，当涂膜的厚度为1mm时，平行排列的鳞片就有几十至几百层，其作用为①大大延长腐蚀介质的渗透过程；②由于鳞片是不连续的填充料分散于涂膜之中，因而能降低树脂固化时所产生的残余应力，大大减少了涂层的收缩，使防蚀层的微裂纹、微孔大大减少，提高了防蚀层的防腐蚀效果。不锈钢鳞片，在涂层结构致密性、耐磨性、机械强度、耐热性和耐候性方面均有不同程度的提高。锌铝合金鳞片具有良好的延展性，其规格容易控制，耐热性好，导热系数高，表面光线反射率高，因此耐热性和耐候性较高。无机填料使用前需要使用钛酸酯偶联剂作为处理剂进行处理。
具体实施例方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不应理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。
实施例1、管道用防腐涂层涂料组分如下表
制备方法(1)无机填料的处理先用钛酸酯偶联剂处理无机填料。无机填料放入5％NaOH溶液中，70℃浸泡30min，取出用清水洗至pH为中性。然后，将其放入钛酸酯偶联剂的溶液150Kg中(溶液中含有钛酸酯偶联剂22.5Kg，溶液浓度钛酸酯偶联剂为15％WT)，在室温下浸泡30min，过滤，90℃烘干待用。
(2)将氟碳树脂、环氧树脂、尼龙树脂、复合固化剂等粉末分散均匀，投入双螺杆机熔融挤出。再低温冷冻粉碎粒径为100-300目，再加入处理过的无机填料搅拌均匀，即可施工使用。
将本实施例的产品喷涂于管道内，检测结果如下外观表面平整、色泽均匀、无气泡无开裂无缩孔附着力(95±2℃，24h)1级；抗冲击强度12J；阴极剥离(65℃，48h)9mm。符合质量要求。
实施例2、管道用防腐涂层涂料组分如下表
制备方法(1)无机填料的处理先用钛酸酯偶联剂处理无机填料。无机填料放入5％NaOH溶液中，70℃浸泡30min，取出用清水洗至pH为中性。然后，将其放入钛酸酯偶联剂的溶液200Kg中(溶液中含有钛酸酯偶联剂30Kg，溶液浓度钛酸酯偶联剂为15％WT)，在室温下浸泡30min，过滤，90℃烘干待用。
(2)将氟碳树脂、环氧树脂、尼龙树脂、复合固化剂等粉末分散均匀，投入双螺杆机熔融挤出。再低温冷冻粉碎粒径为100-300目，再加入处理过的无机填料搅拌均匀，即可施工使用。
将本实施例的产品喷涂于管道内、外兼可，产品使用检测结果如下外观表面平整、色泽均匀、无气泡无开裂无缩孔附着力(95±2℃，24h)1级；抗冲击强度15J；阴极剥离(65℃，48h)7mm。符合质量要求。
实施例3、
制备方法(1)无机填料的处理先用钛酸酯偶联剂处理无机填料。无机填料放入5％NaOH溶液中，70℃浸泡30min，取出用清水洗至pH为中性。然后，将其放入钛酸酯偶联剂的溶液120Kg中(溶液中含有钛酸酯偶联剂18Kg，溶液浓度钛酸酯偶联剂为15％WT)，在室温下浸泡30min，过滤，90℃烘干待用。
(2)将氟碳树脂、环氧树脂、尼龙树脂、复合固化剂等粉末分散均匀，投入双螺杆机熔融挤出。再低温冷冻粉碎粒径为100-300目，再加入处理过的无机填料搅拌均匀，即可施工使用。
将本实施例的产品喷涂于管道内，产品使用检测结果如下检测结果外观表面平整、色泽均匀、无气泡无开裂无缩孔附着力(95±2℃，24h)1级；抗冲击强度16J；阴极剥离(65℃，48h)10mm。符合质量要求。
权利要求
1.一种管道用防腐涂层涂料，其特征在于，组份如下，均为重量份环氧树脂 90～115份，氟碳树脂 5-15份，尼龙树脂 5-15份，无机填料 10-40份，复合固化剂 10-25份。
2.根据权利要求1所述的管道用防腐涂层涂料，其特征在于，所述无机填料为锌铝合金鳞片、云母氧化铁、不锈钢鳞片中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的管道用防腐涂层涂料，其特征在于，所述无机填料是经如下方法处理而得将无机填料放入5％NaOH溶液中，70℃浸泡30min，取出用清水洗至pH为中性。然后，将其放入钛酸酯偶联剂的溶液中，溶液中含有的钛酸酯偶联剂质量为无机填料质量0.5～2倍；溶液浓度钛酸酯偶联剂为10％-20％重量百分比，在室温下浸泡30min，过滤，90℃烘干待用。
4.根据权利要求1所述的管道用防腐涂层涂料，其特征在于，所述复合固化剂为4，4’-二氨基二苯砜，葵二酸二酰肼，双氰胺中的一种或多种。
5.权利要求1所述的管道用防腐涂层涂料的制备方法，步骤如下将氟碳树脂、环氧树脂、尼龙树脂、复合固化剂等粉末分散均匀，投入双螺杆机熔融挤出；再低温冷冻，粉碎粒径为100-300目，再加入处理过无机填料搅拌均匀，即可。
6.根据权利要求5所述的管道用防腐涂层涂料的制备方法，其特征在于，所述无机填料是经如下方法处理而得将无机填料放入5％NaOH溶液中，70℃浸泡30min，取出用清水洗pH为中性。然后，将其放入钛酸酯偶联剂的溶液中，溶液中含有的钛酸酯偶联剂质量为无机填料质量0.5～2倍；溶液浓度钛酸酯偶联剂为10％-20％重量百分比，在室温下浸泡30min，过滤，90℃烘干待用。
全文摘要
本发明涉及一种管道用防腐涂层涂料，涂料组分的重量份为环氧树脂100份，氟碳树脂5－15份，尼龙树脂5－15份，无机填料10－40份，复合固化剂10－25份。制备方法为1.先用钛酸酯偶联剂处理无机填料；2.将氟碳树脂、环氧树脂、尼龙树脂、复合固化剂等粉末分散均匀，投入双螺杆机熔融挤出。再低温冷冻粉碎粒径为100－300目，再加入无机填料搅拌均匀，即可施工。本发明的管道用防腐涂层涂料优点是固化时间短，高抗蚀，高强度，摩擦系数低，具有憎水增油性。
文档编号C09D201/02GK1887993SQ20061004547
公开日2007年1月3日 申请日期2006年7月12日 优先权日2006年7月12日
发明者李晓俊, 刘丰 申请人:山东省科学院新材料研究所