本发明属于涂料领域，特别涉及一种单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料及其制备方法。
背景技术
用管道输送液体和气体具有重大经济意义。由于管道运输原料的本身或含有的杂质，具有腐蚀性，并且也会增加界面阻力。随着时间的推移，管道的磨损和破坏是必然的过程。为了输送的效率不下降，为了延长管道的使用寿命，采取防护措施是必需的。其中防腐减阻涂料在内表面的涂装防护比较常见。涂料体系绝大部分采用了溶剂型双组分涂料。虽然操作方便，但由于是溶剂型涂料，对于环境和使用者是伤害比较大，在安全方面具有重大隐患。
欧美内减阻涂料以溶剂型环氧为主，管道都用到了内涂敷。主剂为固体树脂，固化剂为聚酰胺。国内在西气东输中开始试用国外产品。目前自产的内减阻涂料也是以高分子环氧与聚酰胺配制。涂装工艺一般采用先外后内，先涂3lpe涂层，然后涂内减阻涂层，压力在3-5mpa。内减阻涂层通常在60度烘房干燥1h。
现有的(国内)大型管道内减阻涂料均为溶剂型涂料。而溶剂型涂料的不足是：voc含量高，不环保，容易爆炸，施工的操作性和涂料储存的稳定性较差，溶剂挥发过程中，漆膜容易出现针孔，溶剂的挥发不彻底等因素都会对机械性能、防腐性能造成困扰。随着对这些领域中使用的大型管道涂料中有机挥发物的限制，溶剂型涂料将逐渐被环保型涂料所代替。
其中，中国申请cn101974282a公开了一种管道用减阻耐磨无溶剂涂料及其制备方法，该发明未采用挥发性有机溶剂，对环境保护有益，但由于成膜方式机理，不可避免在附着力、耐磨性等诸多方面有缺陷，并且固化条件单一，不能面对复杂情况，适应性不够，比如对于有湿度大的表面很难进行操作使用。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料及其制备方法，通过。
本发明所涉及的具体技术方案如下：
一种单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料，其特征在于，按质量份数计原料包括以下组分：甲基丙烯酸环氧酯20-25份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5-10份，不饱和聚酯18-23份，活性稀释剂5-15份，磷酸盐分散剂0.4份，有机分散剂0.1-0.3份，消泡剂0.2-0.4份，氧化铁红15份，磷酸钼锌0-4份，硫酸钡6-10份，硅微粉5-10份，ptfe3份，无机凝胶0-0.3份，硅烷偶联剂0.3-0.6份，流平剂0.3-0.5份，消泡剂0-0.1份，改性酮亚胺3-5份，陶瓷微粉0-5份，安息香丁醚2-2.2份，819助剂0.5-1份。
本发明采用甲基丙烯酸环氧酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和不饱和聚酯为树脂基体，这3种树脂为不可缺少的组成物质，不饱和聚酯有不饱和双键，可引发引起共聚，甲基丙烯酸环氧酯或三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯单独不能共聚，必须有不饱和聚酯，即甲基丙烯酸环氧酯与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯分别与不饱和聚酯聚合反应，和甲基丙烯酸环氧酯与三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯一起与不饱和聚酯共聚反应，制备得涂料。
所述不饱和聚酯是用二元酸与二元醇缩聚得到的不饱和线型的热固性树脂，可以通过引发不饱和键，引起单体间游离基共聚反应。从而使线型的分子结构转化为三维立体网络结构。
所述活性稀释剂为可参与反应的低分子量物质。活性稀释剂可以降低体系的黏度，最终成为交联体结构的一部分。
所述有机分散剂为长碳链的聚羧酸盐，梳型结构，锚固的基团以范德华力.氢键等聚集于颜填料粒子的表面，而溶剂化的侧链以位阻作用隔离颜填料粒子。
所述无机凝胶主要是膨润土等硅酸盐矿物质，起到防沉增稠的效果。无机凝胶被大量浸润后，层间阳离子长链抬高，间距变大，端面与层面缔合成假塑性体。生产时有一定黏度，有利于打细度。成品时保持良好状态，施工顺畅。
所述改性酮亚胺由酮与多元胺缩合而成。酮亚胺遇水可发生逆向反应，重新生成多元胺.多元胺可用于环氧类涂料的固化。改性酮亚胺为潜伏型固化剂。
所述三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的制备方法为：
(1)按质量份数计原料包括以下组分：三羟甲基丙烷16份，甲基丙烯酸34份，氧化亚铜0.1份，对苯二酚0.5份，苯50份，浓硫酸2份；
采用的氧化亚铜催化剂催化效率好，单独使用会不稳定，而浓硫酸有强酸性和强质子化能力，降低反应活化能。其吸水性有改变平衡的作用，促使正向反应。两者协同后，效率高，使反应完全进行；
(2)将原料依次投入反应釜，搅拌同时升温至70℃，在10min内滴加浓硫酸，控制温度在80℃到回流，得酯化液；
(3)将饱和nahco3盐水加入酯化液中，搅拌静置分层后去除水层，收集有机相，再将饱和氨盐水洗去铜离子，洗至ph值为5结束，减压蒸馏去苯，降温到40度以下，得三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
一种单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
(1)将活性稀释剂、甲基丙烯酸环氧酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和不饱和聚酯树脂依次投入，将磷酸盐分散剂、有机分散剂、消泡剂加入并搅拌均匀；
(2)在高速搅拌下投入氧化铁红、磷酸钼锌、硫酸钡、硅微粉、ptfe，搅拌均匀后砂磨至细度40微米，加入无机凝胶，搅拌均匀；
(3)在缓慢低速搅拌下加入硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和改性酮亚胺，搅拌后缓慢低速加入陶瓷微粉，搅拌均匀，最后加安息香丁醚和819助剂，过滤包装，即可得涂料。
所述高速搅拌的转速为1000～2000r/min；所述低速搅拌的转速为100～
300r/min。
本发明的有益效果为：
(1)本发明采用双固化的立体多层次干燥，即光固化、湿固化。其中，光固化是利用光敏剂吸收光能，产生活性自由基，促使带有不饱和键的低分子量树脂参与反应。湿固化是采用改性的酮亚胺可以通过水分的作用分解为胺，胺在常温下与环氧发生反应。这可以确保在湿度大的表面施工，改性的酮亚胺更有利于潜伏，湿度增加，加速水解，参与反应，将光固化和湿固化结合在一起进行双固化，如有必要也可热固化，因地制宜，方便使用，提高施工效率，并提升各方面性能，大大节省能源，适合工厂化操作；
(2)不同的光敏剂搭配使用可以覆盖不同的波长范围。本发明中将安息香丁醚和819助剂的搭配使用，具有协同作用，安息香丁醚和819助剂覆盖不同的波长范围，配合后性能有一定提高，特别适合工厂流水线生产，几秒固化，效率相当高；
(3)本发明在涂料配方中加入陶瓷微粉，由于陶瓷微粉的惰性可提高涂料的耐腐蚀，并且由于陶瓷微粉呈交联的玻璃相致密结构，能屏蔽涂层对水、氧、离子的渗透；加入磷酸钼锌，可以在涂层渗入的水中溶解，磷酸根与金属离子形成非动态螯合物保护膜，钼离子的存在可增强表面耐极化性，增加钝化膜稳定性；加入硅微粉，由于其化学性质稳定，可提高涂料的耐腐蚀和耐磨性；加入铁红颗粒细微，可增强物理防锈能力，能起到良好的封闭作用；加入的ptfe有润滑作用，可以提升涂层的光洁度；所以利用涂料中填料的协同作用，可提升涂层的固化强化，提高机械等性能；
(4)本发明的内减阻涂料中，有效减少挥发性溶剂使用，避免有毒有害物质，从而提高涂料的环保和安全性，并且该涂料可以面对复杂情况，适应性广，对于有湿度大的表面可进行操作使用；
(5)本发明制备的单组分双固化涂料中，通过双固化、颜料、填料、助剂的整体运用，进行协同作用，可有效提升涂料的机械性能、化学性能及减阻效，并单组分涂料节能增效、适应性更广，改变传统的双组分、干燥时间常、底面要求高的模式，在内减阻涂料中取得重大进步。
具体实施方式
实施例1
(一)一种单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料
按质量份数计原料包括以下组分配方：
甲基丙烯酸环氧酯23份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯8份，不饱和聚酯20份，活性稀释剂9份，磷酸盐分散剂0.4份，有机分散剂0.2份，消泡剂0.2份，氧化铁红15份，磷酸钼锌4份，硫酸钡6份，硅微粉10份，ptfe3份，无机凝胶0.2份，硅烷偶联剂0.5份，流平剂0.3份，改性酮亚胺3份，陶瓷微粉3份，安息香丁醚2份，819助剂0.5份。
(二)三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的制备
(1)按质量份数计原料包括以下组分：三羟甲基丙烷16份，甲基丙烯酸34份，氧化亚铜0.1份，对苯二酚0.5份，苯50份，浓硫酸2份；
(2)将原料依次投入，搅拌下升温到70℃，10min内滴加完浓硫酸，控制温度升温至回流。将饱和nahco3盐水加入酯化液中，搅拌静置分层后去除水层，收集有机相，再将饱和氨盐水洗去铜离子，洗至ph值为5结束，减压蒸馏去苯，降温到40度以下，得三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
(三)单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料的制备
(1)将活性稀释剂、甲基丙烯酸环氧酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和不饱和聚酯树脂依次投入，将磷酸盐分散剂、有机分散剂、消泡剂加入并搅拌均匀；
(2)在高速搅拌下投入氧化铁红、磷酸钼锌、硫酸钡、硅微粉、ptfe，搅拌均匀后砂磨至细度40微米，加入无机凝胶，搅拌均匀；
(3)在缓慢低速搅拌下加入硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和改性酮亚胺，搅拌后缓慢低速加入陶瓷微粉，搅拌均匀，最后加安息香丁醚和819助剂，过滤包装，即可得涂料。
采用光固化+湿固化进行固化，使用环境：可以在湿度大的表面进行操作使用，并且固化时间快，漆膜性能好。
测试各项指标：根据gb1727—92进行制板，涂膜厚70～80μm。25±2℃下放置7d后，测试其性能。
测试结果为：
实施例2
(一)一种单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料
按质量份数计原料包括以下组分配方：
甲基丙烯酸环氧酯25份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯8份，不饱和聚酯22份，活性稀释剂9份，磷酸盐分散剂0.4份，有机分散剂0.3份，消泡剂0.2份，氧化铁红15份，磷酸钼锌4份，硫酸钡6份，硅微粉10份，ptfe3份，无机凝胶0.2份，硅烷偶联剂0.5份，流平剂0.3份，改性酮亚胺5份，陶瓷微粉3份，安息香丁醚2份，819助剂0.5份。
(二)三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的制备
(1)按质量份数计原料包括以下组分：三羟甲基丙烷16份，甲基丙烯酸34份，氧化亚铜0.1份，对苯二酚0.5份，苯50份，浓硫酸2份；
(2)将原料依次投入，搅拌下升温到70℃，10min内滴加完浓硫酸，控制温度升温至回流。将饱和nahco3盐水加入酯化液中，搅拌静置分层后去除水层，收集有机相，再将饱和氨盐水洗去铜离子，洗至ph值为5结束，减压蒸馏去苯，降温到40℃以下，得三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
(三)单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料的制备
(1)将活性稀释剂、甲基丙烯酸环氧酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和不饱和聚酯树脂依次投入，将磷酸盐分散剂、有机分散剂、消泡剂加入并搅拌均匀；
(2)在高速搅拌下投入氧化铁红、磷酸钼锌、硫酸钡、硅微粉、ptfe，搅拌均匀后砂磨至细度40微米，加入无机凝胶，搅拌均匀；
(3)在缓慢低速搅拌下加入硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和改性酮亚胺，搅拌后缓慢低速加入陶瓷微粉，搅拌均匀，最后加安息香丁醚和819助剂，过滤包装，即可得涂料。
采用光固化+湿固化进行固化，使用环境：可以在湿度大的表面进行操作使用，并且固化时间快，漆膜性能好。
测试各项指标：根据gb1727—92进行制板，涂膜厚70～80μm。25±2度下放置7d后，测试其性能。
测试结果为
实施例3
(一)一种单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料
按质量份数计原料包括以下组分配方：
甲基丙烯酸环氧酯20份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10份，不饱和聚酯20份，活性稀释剂9份，磷酸盐分散剂0.4份，有机分散剂0.2份，消泡剂0.2份，氧化铁红15份，磷酸钼锌3份，硫酸钡9份，改性酮亚胺5份，硅微粉10份，无机凝胶0.2份，硅烷偶联剂0.5份，流平剂0.3份，陶瓷微粉3份，安息香丁醚2份，819助剂0.5份。
(二)三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的制备
(1)按质量份数计原料包括以下组分：三羟甲基丙烷16份，甲基丙烯酸34份，氧化亚铜0.1份，对苯二酚0.5份，苯50份，浓硫酸2份；
(2)将原料依次投入，搅拌下升温到70℃，10min内滴加完浓硫酸，控制温度升温至回流。将饱和nahco3盐水加入酯化液中，搅拌静置分层后去除水层，收集有机相，再将饱和氨盐水洗去铜离子，洗至ph值为5结束，减压蒸馏去苯，降温到40℃以下，得三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
(三)单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料的制备
(1)将活性稀释剂、甲基丙烯酸环氧酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和不饱和聚酯树脂依次投入，将磷酸盐分散剂、有机分散剂、消泡剂加入并搅拌均匀；
(2)在高速搅拌下投入氧化铁红、磷酸钼锌、硫酸钡、硅微粉、ptfe，搅拌均匀后砂磨至细度40微米，加入无机凝胶，搅拌均匀；
(3)在缓慢低速搅拌下加入硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和改性酮亚胺，搅拌后缓慢低速加入陶瓷微粉，搅拌均匀，最后加安息香丁醚和819助剂，过滤包装，即可得涂料。
采用光固化+湿固化进行固化，使用环境：可以在湿度大的表面进行操作使用，并且固化时间快，漆膜性能好。
测试各项指标：根据gb1727—92进行制板，涂膜厚70～80μm。。25±2℃下放置7d后，测试其性能。
测试结果为
实施例4
(一)一种单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料
按质量份数计原料包括以下组分配方：
甲基丙烯酸环氧酯23份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯8份，不饱和聚酯20份，活性稀释剂9份，磷酸盐分散剂0.4份，有机分散剂0.2份，消泡剂0.2份，氧化铁红15份，磷酸钼锌4份，硫酸钡6份，硅微粉10份，ptfe3份，无机凝胶0.2份，硅烷偶联剂0.5份，流平剂0.3份，陶瓷微粉3份，安息香丁醚2份，819助剂0.5份。
(二)三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的制备
(1)按质量份数计原料包括以下组分：三羟甲基丙烷16份，甲基丙烯酸34份，氧化亚铜0.1份，对苯二酚0.5份，苯50份，浓硫酸2份；
(2)将原料依次投入，搅拌下升温到70℃，10min内滴加完浓硫酸，控制温度升温至回流。将饱和nahco3盐水加入酯化液中，搅拌静置分层后去除水层，收集有机相，再将饱和氨盐水洗去铜离子，洗至ph值为5结束，减压蒸馏去苯，降温到40度以下，得三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
(三)单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料的制备
(1)将活性稀释剂、甲基丙烯酸环氧酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和不饱和聚酯树脂依次投入，将磷酸盐分散剂、有机分散剂、消泡剂加入并搅拌均匀；
(2)在高速搅拌下投入氧化铁红、磷酸钼锌、硫酸钡、硅微粉、ptfe，搅拌均匀后砂磨至细度40微米，加入无机凝胶，搅拌均匀；
(3)在缓慢低速搅拌下加入硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和改性酮亚胺，搅拌后缓慢低速加入陶瓷微粉，搅拌均匀，最后加安息香丁醚和819助剂，过滤包装，即可得涂料。
只能采用光固化，使用环境：不可以在湿度大的表面进行操作使用，固化时间快，漆膜性能降低。
测试各项指标：根据gb1727—92进行制板，涂膜厚70～80μm。25±2℃下放置7d后，测试其性能。
测试结果为
实施例5
(一)一种单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料
按质量份数计原料包括以下组分配方：
甲基丙烯酸环氧酯23份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯8份，不饱和聚酯20份，活性稀释剂9份，磷酸盐分散剂0.4份，有机分散剂0.2份，消泡剂0.2份，氧化铁红15份，磷酸钼锌4份，硫酸钡6份，硅微粉10份，ptfe3份，无机凝胶0.2份，硅烷偶联剂0.5份，流平剂0.3份，改性酮亚胺3份，陶瓷微粉3份。
(二)三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的制备
(1)按质量份数计原料包括以下组分：三羟甲基丙烷16份，甲基丙烯酸34份，氧化亚铜0.1份，对苯二酚0.5份，苯50份，浓硫酸2份；
(2)将原料依次投入，搅拌下升温到70℃，10min内滴加完浓硫酸，控制温度升温至回流。将饱和nahco3盐水加入酯化液中，搅拌静置分层后去除水层，收集有机相，再将饱和氨盐水洗去铜离子，洗至ph值为5结束，减压蒸馏去苯，降温到40度以下，得三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
(三)单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料的制备
(1)将活性稀释剂、甲基丙烯酸环氧酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯和不饱和聚酯树脂依次投入，将磷酸盐分散剂、有机分散剂、消泡剂加入并搅拌均匀；
(2)在高速搅拌下投入氧化铁红、磷酸钼锌、硫酸钡、硅微粉、ptfe，搅拌均匀后砂磨至细度40微米，加入无机凝胶，搅拌均匀；
(3)在缓慢低速搅拌下加入硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和改性酮亚胺，搅拌后缓慢低速加入陶瓷微粉，搅拌均匀，最后加安息香丁醚和819助剂，过滤包装，即可得涂料。
在60℃环境下固化，使用环境：可以在湿度大的表面进行操作使用，固化时间慢，漆膜性能降低。
测试各项指标：根据gb1727—92进行制板，涂膜厚70～80μm。25±2℃下放置7d后，测试其性能。
测试结果为
实施例6
(一)一种单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料
按质量份数计原料包括以下组分配方：
甲基丙烯酸环氧酯30份，不饱和聚酯20份，活性稀释剂9份，磷酸盐分散剂0.4份，有机分散剂0.2份，消泡剂0.2份，氧化铁红15份，磷酸钼锌4份，硫酸钡6份，硅微粉10份，ptfe3份，无机凝胶0.2份，硅烷偶联剂0.5份，流平剂0.3份，改性酮亚胺3份，陶瓷微粉3份，安息香丁醚2份，819助剂0.5份。
(二)单组分双固化管道内减阻高适应丙烯酸环氧涂料的制备
(1)将活性稀释剂、甲基丙烯酸环氧酯和不饱和聚酯树脂依次投入，将磷酸盐分散剂、有机分散剂、消泡剂加入并搅拌均匀；
(2)在高速搅拌下投入氧化铁红、磷酸钼锌、硫酸钡、硅微粉、ptfe，搅拌均匀后砂磨至细度40微米，加入无机凝胶，搅拌均匀；
(3)在缓慢低速搅拌下加入硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂和改性酮亚胺，搅拌后缓慢低速加入陶瓷微粉，搅拌均匀，最后加安息香丁醚和819助剂，过滤包装，即可得涂料。
采用光固化+湿固化。测试各项指标：根据gb1727—92进行制板，涂膜厚70～80μm。25±2℃下放置7d后，测试其性能。
测试结果为
对比实施例1中的涂料中未加入三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯，缺少羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯与不饱和聚酯共聚，漆膜性能得到明显降低。
实施例7
实施例7和实施例4相比，原料的组分配方中缺少819助剂。其它成分和制备方法相同。
按质量份数计原料包括以下组分配方：
甲基丙烯酸环氧酯23份，三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯8份，不饱和聚酯20份，活性稀释剂9份，磷酸盐分散剂0.4份，有机分散剂0.2份，消泡剂0.2份，氧化铁红15份，磷酸钼锌4份，硫酸钡6份，硅微粉10份，ptfe3份，无机凝胶0.2份，硅烷偶联剂0.5份，流平剂0.3份，改性酮亚胺3份，陶瓷微粉3份，安息香丁醚2份。
采用光固化，测试各项指标：根据gb1727—92进行制板，涂膜厚70～80μm。25±2℃下放置7d后，测试其性能。与实施例4相比，缺少819助剂，光固化波长范围缩小，光固化时间增长。
测试结果为