一种用于海水管道修复胶带的底胶及其应用的制作方法

本发明属于复合材料领域，尤其是涉及一种用于海水管道修复胶带的底胶及其应用。

背景技术：

1、海下管道作为采油采气的重要运输环节不可或缺，目前我国绝大部分海管的原材料以钢铁为主，复配环氧富锌涂料、粉末涂料、pe层、保温层、配重层等，其目的就是为保证海管在海底能长期服役。但是海下环境比较复杂，且加上外部锚击等物理作用问题，往往使得服役管道达不到到预期寿命就有泄露的风险，造成人力物力的损失。而且部分主要管道在服役期间很难停止运行，单独进行维修，所以目前在役管道的在线维修尤为重要。目前对海管主要的维修手段包括打卡具和复合材料两种方式，打卡具需要对维修部位变行尺寸进行准确，提前预制卡具，卡具成本高，重量大，不易在水中操作等问题；复合材料是将其在水下缠绕在管道上进行修复，而现有的复合材料采用的底胶只能在现场进行涂抹，而且现场环境嘈杂混乱容易涂抹不均匀，造成复合材料粘贴不牢固；而且现有涂覆这种底胶的复合材料存在不易水下施工、耐酸碱性差、操作时间短、耐候性差、不易储存等问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种用于海水管道修复胶带的底胶及其应用，相对传统底胶，该底胶可提前涂抹在胶带上制成预制的海水管道修复胶带，可以在现场直接使用，无需现场涂胶，操作更便捷；而且黏附性良好，更易施工，耐酸碱性好，适应各种不同ph值，可在各种海域中施工，降低水下操作难度，耐候性优异，提高产品服役年限，储存时间长。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种用于海水管道修复胶带的底胶，所述底胶由包括如下重量份数的组分制备得到：

4、聚氨酯树脂 30-60份，

5、环氧树脂 5-10份，

6、胺类固化剂 3-8份，

7、有机酸 1-4份，

8、吸水剂 2-10份，

9、填料 10-30份；

10、其中，聚氨酯树脂为脂环结构的聚氨酯树脂与苯环结构的聚氨酯树脂的混合物，且脂环结构的聚氨酯树脂与苯环结构的聚氨酯树脂的质量比为（1-2）：（2-3）。

11、进一步，所述聚氨酯树脂nco含量不小于20%，所述脂环结构的聚氨酯树脂为异佛尔酮二异氰酸酯，所述苯环结构的聚氨酯树脂为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯及间苯二甲基异氰酸酯中的一种或多种。

12、进一步，所述环氧树脂为南亚npel-127、亨斯迈gy-257、亨斯迈gy-281、亨斯迈py-307-1、亨斯迈epn-1183、亨斯迈my-0510中的一种或多种复配。

13、进一步，所述环氧树脂为粘度为7000-50000cps与粘度为500-850cps的环氧树脂的混合物，粘度为7000-50000cps与粘度为500-850cps的环氧树脂质量比为1:(1-3)；其中粘度为7000-50000cps的环氧树脂为南亚npel-127、亨斯迈gy-281、亨斯迈py-307-1、亨斯迈epn-1183中的一种或多种复配，粘度为500-850cps的环氧树脂为亨斯迈gy-257、亨斯迈my-0510中的一种或多种复配。

14、进一步，所述胺类固化剂为东曹n-氨乙基哌嗪、亨斯迈2965、亨斯迈2973、亨斯迈的二乙烯三胺、亨斯迈的三乙烯四胺、亨斯迈的多乙烯多胺中的一种或多种复配。

15、进一步，所述胺类固化剂为固化剂成品与固化剂单体的混合物，固化剂成品与固化剂单体的质量比为（3-4）：（1-2）；

16、其中，固化剂成品为东曹n-氨乙基哌嗪、亨斯迈2965、亨斯迈2973中的一种或多种复配；固化剂单体为二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺中的一种或多种复配。

17、进一步，所述有机酸为有机强酸，有机酸为苯六甲酸、氮硫方酸、三氯乙酸、三硝基苯磺酸、2，4，6-三硝基苯甲酸中的一种或多种复配；

18、所述吸水剂为3a分子筛、聚丙烯酰胺、聚氨酯脱水剂bf-5中的一种或多种复配；

19、所述填料为氧化钙、氯化钙、钛白粉、芳纶纤维、硫酸钡中的一种或多种复配。

20、本发明还提供了一种如上述任一项所述的底胶的应用，所述底胶用于制备海水管道修复胶带，该胶带由如下方法制备得到：

21、1）首先将底胶的所有原料放入20-30℃烘箱中软化18-24h；

22、2）然后将原料按照比例混合均匀，混合搅拌桨转速应控制在600-1000转/min，环境湿度不大于10%，混合温度20-25℃；

23、3）将混合后的底胶均匀涂布在承载物正反面上，涂布量控制在400-500g/m2，涂布时控制湿度不大于10%，温度20-25℃；

24、4）涂布好后制备成水下管道修复加强带，并放入密封袋中封存。

25、进一步，所述承载物由玻璃纤维、碳纤维、凯夫拉纤维、玄武岩纤维中的一种或多种混合编织而成；其中玻璃纤维的密度为4-9.5根，tex值为100-300；碳纤维的密度为2-7根，tex值为300-500；凯夫拉纤维的密度为3-8.5根，tex值为150-400；玄武岩纤维的密度为3.5-9根，tex值为150-350。

26、进一步，承载物由玻璃纤维和碳纤维混合编织而成，其中，经向选用碳纤维，纬向选用玻璃纤维；碳纤维经向密度为5.5根，tex值为450；玻璃纤维纬向密度为4.5根，tex值为200。

27、相对于现有技术，本发明所述的用于海水管道修复胶带的底胶及其应用具有以下优势：

28、（1）本发明所述的用于海水管道修复胶带的底胶可提前涂抹在胶带上制成预制的海水管道修复胶带，可以在现场直接使用，无需现场涂胶，操作更便捷；而且黏附性良好，更易施工，耐酸碱性好，适应各种不同ph值，可在各种海域中施工，降低水下操作难度，耐候性优异，提高产品服役年限，储存时间长。

29、（2）本发明所述的用于海水管道修复胶带的底胶中添加了环氧树脂、胺类固化剂和聚氨酯，部分胺类固化剂与聚氨酯树脂反应可使复合底胶粘度提高，有利于复合底胶在承载物上的涂布率，另一部分胺类固化剂与环氧树脂反应有利于增加最终复合胶带的抗拉强度、弹性模量。另外，聚氨酯树脂作为复合底胶的主体成膜物质，由于聚氨酯会遇水发生反应，所以在水下可直接使用，直接固化。在生产过程中需要控制湿度，防止聚氨酯提前固化，这样可做成预浸渍产品，无需现场混合复合底胶与承造物，提高施工效率，增加施工稳定性。

30、（3）本发明所述的用于海水管道修复胶带的底胶中添加的有机酸可以将纤维带表面焦化，从而提高复合底胶与纤维带的粘附效果，增加层间剪切强度。加入的有机酸应以强酸为主，强酸可以更好的将纤维带表面焦化，由于整体复合胶底为有机体系，所以应选择有机酸；弱酸如醋酸纤维焦化效果较弱，导致管道修复加强带层间附着力降低。

31、（4）本发明所述的用于海水管道修复胶带的底胶中添加的吸水剂可以在制备过程中快速与空气中的水分反应，从而提高产品的储存稳定性，增加产品保质期；添加的填料可以提高产品最终硬度，也可以适当的吸收水分，增加产品白度，提高复合底胶遮盖效果。