一种深海输油钢管外壁防腐涂料所用的环氧粉末底漆及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及海洋工程钢管的防腐技术，特别涉及一种深海输油钢管外壁防腐涂料 所用的环氧粉末底漆及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，海洋油气资源开发通常采用大型船舶和管道等方式进行运输，其中海底管 道运输具有安全性能高和成本低的突出优势，已被大多数国家所采用。虽然管道运输具有 诸多优势，但是在高浓度电解质、高压低温且具有复杂生态环境的海底，海底油气运输管道 运面临着更恶劣的腐蚀和应用环境。因此，研宄应对海水应力腐蚀和耐划擦损伤的涂料，对 延长管道的使用寿命和提高安全性至关重要。
[0003] 3PP/3PE管道防腐层是世界公认的最先进、最有效的管道防腐方案，其超过50年 的防护效果和经济的施工价格也是能够大面积推广的重要原因。它由熔结粉末环氧底层、 胶黏剂中间层和聚乙烯/聚丙烯外层3种材料构成。其中，熔结环氧涂层被认为是一般管 道防腐的最佳涂层，并且环氧粉末涂料具有省资源、低污染、应用效果好、涂装实用性强、利 用率高及市场范围广等特点，呈现出广阔的应用前景。
[0004] 但是，由于海洋油气运输环境恶劣，普通环氧涂层底漆的低温力学性能较差，容易 在外力作用下发生划伤、磨损等现象，并且对钢管的附着力较差，易出现龟裂、剥离的现象， 严重影响了其在海底的使用寿命和安全性。因此，有必要针对环氧粉末底漆的机械性能和 对金属基体的附着性能进行研宄改善。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种深海输油钢管外壁防腐涂料所用 的环氧粉末底漆，以改善环氧粉末底漆的抗腐蚀能力、对钢管的附着率和覆盖率以及机械 性能。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 一种深海输油钢管外壁防腐涂料所用的环氧粉末底漆，其配方比例按质量份计如下： E-12环氧树脂40-50份、线型酚醛环氧树脂10-25份、填料25-45份、固化剂9-15份、 抗氧剂〇. 1-1份、偶联剂〇. 2-1份、苯甲酸盐0. 9-1. 8份、流平剂0. 3-1份、石墨烯1-3份、 聚乙烯醇缩丁醛1-2份、改性聚四氟乙烯蜡微粉3-5份、氯化稀土 0. 2-0. 4份、颜料1-3份。
[0007] 所述的填料是由下述重量份的原料组成的： 沉淀硫酸钡25-40份、金红石型钛白粉6-10份、活性硅微粉5-9份、云母粉3-6份、三 聚磷酸铝1. 5-4份、气相白炭黑0. 2-1份。
[0008] 所述的填料中的沉淀硫酸钡、金红石型钛白粉、活性硅微粉、云母粉的细度为400 目-800目，细度优选为800目。
[0009] 所述的固化剂是均苯四甲酸酐、苯酮四酸二酐、偏苯三酐咪唑酯中的一种或两种 组合。
[0010] 所述的抗氧剂为主抗氧剂1010与助抗氧剂磷酸乙基酯按质量比1:1-1:3组成。
[0011] 所述的偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷。
[0012] 所述苯甲酸盐是苯甲酸铵、苯甲酸钠中的一种或两种组合。
[0013] 所述的流平剂为氟改性丙烯酸流平剂、磷酸酯改性丙烯酸流平剂中的一种。
[0014] 本发明还提供了上述深海输油钢管外壁防腐涂料所用的环氧粉末底漆的制备方 法，其技术方案如下：包括以下步骤： a. 按配方比称取原材料，加入高速混合机中，在500-700转/分的转速下，搅拌混合； b. 将步骤a所得混合物料加入挤出机进行混炼塑化，熔融挤出，加料段温度为 80-93°C、熔融段温度为95-1KTC，混炼段温度为112-120°C，出料段的温度为100-1KTC ; 物料平均滞留时间不超过60秒； c. 将步骤b所得物料经压片机压片，控制厚度为1-3_，经冷却后破碎送入磨粉机中粉 碎分级，通过旋风分离器将过细粉末筛除，即得到所述环氧粉末底漆，粒度控制为150Mm筛 上粉末< 3. 5%, 25〇Mm筛上粉末< 0. 3%。
[0015] 本发明的优点是： (1)石墨烯具有优异的柔韧性，石墨烯的加入能较好的改善环氧粉末底漆的耐磨性、耐 压性及耐弯性，并且石墨烯的二维网状结构可以使环氧粉末底漆拥有更好的冲击韧性，特 别是低温冲击韧性。
[0016] (2)聚乙烯醇缩丁醛对于钢、铁、铝和其他金属显示出很好的粘附性，其与酚醛树 脂配合使用，可以防止和锈在金属表面扩展，得到耐水性和粘附性优异、使用期限较长的环 氧粉末底漆。
[0017] (3)改性聚四氟乙烯蜡微粉作为脱气剂加入，使得到的涂层平整光洁、无明显的缩 孔和气泡等缺陷，大大提高了涂料的防腐性能，并且改善了环氧粉末底漆的抗划伤、耐摩擦 性能，提供了平滑的手感以及封号的光滑度、疏水性和封闭性。
[0018] (4)氣化稀土的加入能够提尚粉末涂料与钢铁基体间的结合力，有效提尚粉末涂 料的耐海水腐蚀性能。
[0019] 综上所述，本发明的环氧粉末底漆具有优异的耐磨性、耐压性、耐弯性、耐冲击性 能，并且对于钢管的附着力和覆盖率优秀，可以长期有效地保护钢管不受海水中各类腐蚀 介质的侵蚀是一种综合性能优良的环氧粉末底漆。
【具体实施方式】
[0020] 下面将通过具体实施例对本发明做进一步的具体描述，但不能理解为是对本发明 保护范围的限定。
[0021] 实施例1 一种深海输油钢管外壁防腐涂料所用的环氧粉末底漆，由下列质量份的原料组成： E-12环氧树脂40份、线型酚醛环氧树脂10份、填料25份、固化剂9份、抗氧剂0. 1份、 偶联剂〇. 2份、苯甲酸盐0. 9份、流平剂0. 3份、石墨烯1份、聚乙烯醇缩丁醛1份、改性聚 四氟乙烯蜡微粉3份、氯化稀土 0. 2份、颜料1份。
[0022] 所述的填料是由下述重量份的原料组成的： 沉淀硫酸钡25份、金红石型钛白粉6份、活性硅微粉5份、云母粉3份、三聚磷酸铝I. 5 份、气相白炭黑0.2份。
[0023] 所述的填料中的沉淀硫酸钡、金红石型钛白粉、活性硅微粉、云母粉的细度为400 目。
[0024] 所述的固化剂是均苯四甲酸酐。
[0025] 所述的抗氧剂为主抗氧剂1010与助抗氧剂磷酸乙基酯按质量比1:1组成。
[0026] 所述的偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷；所述苯甲酸盐是苯甲酸钠。
[0027] 所述的流平剂为氟改性丙烯酸流平剂。
[0028] 一种深海输油钢管外壁防腐涂料所用的环氧粉末底漆的制备方法，包括以下步 骤： a. 按配方比称取原材料，加入高速混合机中，在500-700转/分的转速下，搅拌混合； b. 将步骤a所得混合物料加入挤出机进行混炼塑化，熔融挤出，加料段温度为 80-93°C、熔融段温度为95-1KTC，混炼段温度为112-120°C，出料段的温度为100-1KTC ; 物料平均滞留时间不超过60秒； c. 将步骤b所得物料经压片机压片，控制厚度为1-3_，经冷却后破碎送入磨粉机中粉 碎分级，通过旋风分离器将过细粉末筛除，即得到所述环氧粉末底漆，粒度控制为150Mm筛 上粉末< 3. 5%, 25〇Mm筛上粉末< 0. 3%。
[0029] 实施例2 一种深海输油钢管外壁防腐涂料所用的环氧粉末底漆，由下列质量份的原料组成： E-12环氧树脂45份、线型酚醛环氧树脂15份、填料35份、固化剂10份、抗氧剂1份、 偶联剂〇. 5份、苯甲酸盐0. 9份、流平剂0. 5份、石墨烯2份、聚乙烯醇缩丁醛1份、改性聚 四氟乙烯蜡微粉4份、氯化稀土 0. 3份、颜料1份。
[0030] 所述的填料是由下述重量份的原料组成的： 沉淀硫酸钡30份、金红石型钛白粉8份、活性硅微粉7份、云母粉4份、三聚磷酸铝2. 5 份、气相白炭黑0.5份。
[0031] 所述的填料中的沉淀硫酸钡、金红石型钛白粉、活性硅微粉、云母粉的细度为400 目。
[0032] 所述的固化剂是苯酮四酸二酐。
[0033] 所述的抗氧剂为主抗氧剂1010与助抗氧剂磷酸乙基酯按质量比1:1组成。
[0034] 所述的偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷；所述苯甲酸盐是苯甲酸铵、苯甲酸钠两种 组合。
[0035] 所述的流平剂为氟改性丙烯酸流平剂。
[0036] 一种深海输油钢管外壁防腐涂料所用的环氧粉末底漆的制备方法，包括以下步 骤： a. 按配方比称取原材料，加入高速混合机中，在500-700转/分的转速下，搅拌混合； b. 将步