專利名稱：：環(huán)氧改性聚乙烯雙組分粉末涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及粉末涂料，具體的是一種雙組分粉末涂料。
背景技術(shù)：
：隨著石油、天然氣管道工程建設(shè)的發(fā)展，管道防腐新材料、新結(jié)構(gòu)也在不斷推陳出新，目前使用較多的是3PE體系。3PE技術(shù)雖然具有良好的防腐性能，但是在生產(chǎn)和使用過(guò)程中仍存在很多問(wèn)題-(1)生產(chǎn)控制復(fù)雜，易產(chǎn)生多種粘接力失效缺陷，不同材料層間粘接存在分層危險(xiǎn)；因?yàn)椴捎?PE管道存在三個(gè)界面層，即金屬管道層-環(huán)氧粘接劑層-聚乙烯界面層，粘接層和外層聚乙烯之間的剝離強(qiáng)度為三個(gè)界面層間剝離強(qiáng)度中的最小值，剝離強(qiáng)度在20士5'C時(shí)僅為35(N/cm)。(2)生產(chǎn)中加熱溫度過(guò)高影響管材性能；(3)管件與干線管防腐層無(wú)法一致，環(huán)向焊縫補(bǔ)口存在隱患；(4)不能與陰極保護(hù)協(xié)調(diào)工作，對(duì)保護(hù)電流構(gòu)成屏蔽。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)背景中存在的問(wèn)題，提供一種雙組分粉末涂料，使用該涂料對(duì)石油、天然氣管道進(jìn)行防腐處理后，防腐層與金屬管道層的層間附著力大，不容易產(chǎn)生層間剝離。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是A、B組分按照重量份計(jì)算如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>所述PE改性劑是指可以改善聚乙烯極性的一類物質(zhì)。由于聚乙烯是非極性材料，粘結(jié)性很差，所以用帶有極性官能團(tuán)的單體對(duì)PE進(jìn)行改性，通常用不飽和二元羧酸酐、丙烯酸羥丙酯等對(duì)PE進(jìn)行接枝改性,優(yōu)選采用馬來(lái)酸酐。所述引發(fā)劑指一類容易受熱分解成自由基(即初級(jí)自由基)的化合物，可用于引發(fā)烯類、雙烯類單體的自由基聚合和共聚合反應(yīng)。主要采用過(guò)氧化二異丙苯(DCP)、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、過(guò)氧化二苯甲酰(BPO)等過(guò)氧化物類引發(fā)劑，優(yōu)選采用過(guò)氧化二異丙苯(DCP)。所述抗氧劑指一些能夠抑制或者延緩高聚物和其他有機(jī)化合物在空氣中熱氧化的有機(jī)化合物。本申請(qǐng)使用的抗氧劑1010是一種多元受阻酚型抗氧劑，有良好的防止光和熱引起的變色作用，與聚乙烯具有很好的相容性。所述無(wú)機(jī)填料為了噴涂時(shí)使涂料牢固的附著在基體上，須減小聚乙烯的擠出脹大比，而剛性粒子減小聚合物的擠出脹大現(xiàn)象最為顯著。本發(fā)明選取納米Si02粒子作為填料以改善聚乙烯的擠出脹大現(xiàn)象。所述偶聯(lián)劑介于無(wú)機(jī)和有機(jī)界面之間，可形成有機(jī)基體-偶聯(lián)劑-無(wú)機(jī)基體結(jié)合層，從而改善二者的界面粘接性能。本發(fā)明采用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)Si02粉末進(jìn)行處理，形成聚乙烯基體-偶聯(lián)劑-Si02粉末結(jié)合層，以改善體系的力學(xué)性能及粘接性能。本發(fā)明優(yōu)選采用Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅垸(KH560)。所述固化劑是一類促進(jìn)和調(diào)節(jié)固化反應(yīng)的助劑。環(huán)氧樹(shù)脂的固化需要合適的固化劑，可采用酸酐類、雙氰胺類、咪唑類、酚醛樹(shù)脂類固化劑。本發(fā)明優(yōu)選酸酐類固化劑，如馬來(lái)酸酐、鄰苯二甲酸酐等。所述環(huán)氧樹(shù)脂采用雙酚A型固體環(huán)氧樹(shù)脂。環(huán)氧基能與多種材料的表面形成化學(xué)鍵，因此涂層具有優(yōu)良的附著力。而雙酚A骨架給予樹(shù)脂極好的耐熱性和強(qiáng)韌性，使涂層有良好的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性。所采用的雙酚A型固體環(huán)氧樹(shù)脂主要為E-12(軟化點(diǎn)85-95。C，環(huán)氧值0.11-0.13)、E-03(軟化點(diǎn)135—145°C，環(huán)氧值0.025-0.04)。制備方法，步驟如下(1)聚乙烯的改性處理按照配方要求，將粉末聚乙烯與改性劑及引發(fā)劑在一定溫度下進(jìn)行接枝反應(yīng)；(2)無(wú)機(jī)填料的處理將無(wú)機(jī)填料用偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性處理；(3)A、B組分粉末涂料的配制以上述改性聚乙烯為基體，與各種助劑在高速混合機(jī)中混合均勻，投入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出；再低溫冷凍，制備粒徑為60100目的粉末，加入經(jīng)過(guò)表面改性處理的無(wú)機(jī)填料攪拌均勻，并分別配制A、B組分。接枝反應(yīng)按照配方中A、B組分配比關(guān)系，將全部聚乙烯與PE改性劑(5-30份)及引發(fā)劑(0.1-5份)在高速捏合機(jī)中進(jìn)行混合，使各物料分散均勻。然后將混合后物料投入雙螺桿擠出機(jī)中在一定溫度下(螺桿各段溫度160170—170~180—160~180—150170°C)進(jìn)行接枝反應(yīng)。無(wú)機(jī)填料的處理硅垸偶聯(lián)劑溶液處理納米二氧化硅粒子時(shí)，采用噴霧法處理。將偶聯(lián)劑先配制成25%的乙醇溶液，而后將納米粒子置入高速混合器內(nèi)，在攪拌下泵入呈細(xì)霧狀的硅烷偶聯(lián)劑溶液，硅烷偶聯(lián)劑的用量約為二氧化硅粒子質(zhì)量的0.1%-1%。處理20min即可結(jié)束，隨后用動(dòng)態(tài)干燥法干燥。也可使用硅烷偶聯(lián)劑原液對(duì)二氧化硅粒子進(jìn)行噴霧處理。該粉末涂料使用時(shí)采用常規(guī)的粉末涂料施工辦法進(jìn)行即可。施工時(shí)先涂敷普通環(huán)氧防腐類涂料，厚度為80-120"m，第二層為改性聚乙烯，厚度為1000-1500um。本發(fā)明首次提出了采用以PE為基體的AB雙組份IPN粉末涂料體系即在對(duì)PE進(jìn)行改性處理的基礎(chǔ)上，與環(huán)氧粉末配合，組成AB雙組份粉末涂料，其中A組分由聚乙烯和固化劑等組成，B組份由聚乙烯和環(huán)氧樹(shù)脂等組成，A與B在適當(dāng)條件下發(fā)生固化發(fā)應(yīng)，形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時(shí)粉末中的部分環(huán)氧與固化劑可與底層環(huán)氧及固化劑也可發(fā)生固化發(fā)應(yīng)。本發(fā)明的技術(shù)效果是本發(fā)明的新型環(huán)氧/改性聚乙烯IPN粉末涂層綜合了熔結(jié)環(huán)氧和3PE防腐涂層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，具有優(yōu)良的防腐性、抗耐陰極剝離性能強(qiáng)、抗機(jī)械損傷等性能，且與鋼材附著性能好，同時(shí)具有工序簡(jiǎn)單，生產(chǎn)簡(jiǎn)便，原料價(jià)廉易得，綜合成本低等優(yōu)點(diǎn)，可替代現(xiàn)有防腐涂層，能極大降低工程成本，提高油田防腐技術(shù)水平。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1.本實(shí)施例的粉末防腐涂料組分如下表所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>硬酯酸0.50.5馬來(lái)酸酐51引發(fā)劑DCP0.50.5環(huán)氧樹(shù)脂E-1208其制備過(guò)程主要步驟如下(1)聚乙烯的改性處理將各種粉末聚乙烯共100g與5g馬來(lái)酸酐及DCP在高速捏合機(jī)中進(jìn)行混合，使各物料分散均勻。然后將混合后物料投入雙螺桿擠出機(jī)中在一定溫度下(螺桿各段溫度160~170—170-180—160-180—150~170°C)進(jìn)行接枝反應(yīng)。(2)無(wú)機(jī)填料的處理將無(wú)機(jī)填料Si02用偶聯(lián)劑KH560進(jìn)行表面改性處理；(3)A、B組分粉末涂料的配制以上述改性處理后的聚乙烯為基體，與其余各種助劑在高速混合機(jī)中混合均勻，投入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出；再低溫冷凍，制備粒徑為IOO目的粉末，加入經(jīng)過(guò)表面改性處理的無(wú)機(jī)填料攪拌均勻，并分別配制A、B組分，即可施工使用。將本實(shí)施例的粉末涂料產(chǎn)品進(jìn)行噴涂作業(yè)，并測(cè)試相關(guān)性能見(jiàn)下表l。當(dāng)噴涂于管道表面時(shí)，表面平整、色澤均勻、無(wú)氣泡無(wú)開(kāi)裂無(wú)縮孔。符合外觀的質(zhì)量要求。實(shí)施例2.本實(shí)施例的管道用粉末防腐涂料組分如下表所示。其制備過(guò)程同實(shí)施例1。物料實(shí)施例2A組份/gB組份/gHDPEa(高分子量)5050HDPEb(低分子量)4040IXDPE1010<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>將本實(shí)施例的粉末涂料產(chǎn)品進(jìn)行噴涂作業(yè)，并測(cè)試該涂料及相應(yīng)管道的相關(guān)性能，結(jié)果見(jiàn)下表l。當(dāng)噴涂于管道表面時(shí)，表面平整、色澤均勻、無(wú)氣泡無(wú)開(kāi)裂無(wú)縮孔。符合外觀質(zhì)量要求。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由上表可以看出粘接層與粉末涂料層的剝離強(qiáng)調(diào)度明顯高于3PE管道中粘接層與外層聚乙烯層的剝離強(qiáng)度。權(quán)利要求1、一種環(huán)氧改性聚乙烯雙組分粉末涂料，其中A、B組分按照重量份計(jì)算如下表所示<table-cwuid="table1"><tablewidth="781"><tgroupcols="3"><thead></column></row><row><column><entrycolwidth="50%"morerows="1"morelines="1"><p>物料</p></entry><entrycolwidth="25%"morerows="1"morelines="1"><p>A組份</p></entry><entrycolwidth="24%"morerows="1"morelines="1"><p>B組份</p></entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrycolwidth="50%"morerows="1"morelines="1"><p>熔融指數(shù)為0.2-2的HDPE</p></entry><entrycolwidth="25%"morerows="1"morelines="1"><p>30～80</p></entry><entrycolwidth="24%"morerows="1"morelines="1"><p>30～80</p></entry></column></row></column></row><row><column><entrycolwidth="50%"morerows="1"morelines="1"><p>熔融指數(shù)為10-15的HDPE</p></entry><entrycolwidth="25%"morerows="1"morelines="1"><p>10～50</p></entry><entrycolwidth="24%"morerows="1"morelines="1"><p>10～50</p></entry></column></row></column></row><row><column><entrycolwidth="50%"morerows="1"morelines="1"><p>LLDPE</p></entry><entrycolwidth="25%"morerows="1"morelines="1"><p>5～40</p></entry><entrycolwidth="24%"morerows="1"morelines="1"><p>5～40</p></entry></column></row></column></row><row><column><entrycolwidth="50%"morerows="1"morelines="1"><p>PE改性劑</p></entry><entrycolwidth="25%"morerows="1"morelines="1"><p>5～30</p></entry><entrycolwidth="24%"morerows="1"morelines="1"><p>5～30</p></entry></column></row></column></row><row><column><entrycolwidth="50%"morerows="1"morelines="1"><p>引發(fā)劑</p></entry><entrycolwidth="25%"morerows="1"morelines="1"><p>0.1～5</p></entry><entrycolwidth="24%"morerows="1"morelines="1"><p>0.1～5</p></entry></column></row></column></row><row><column><entrycolwidth="50%"morerows="1"morelines="1"><p>抗氧劑1010</p></entry><entrycolwidth="25%"morerows="1"morelines="1"><p>0.1～5</p></entry><entrycolwidth="24%"morerows="1"morelines="1"><p>0.1～5</p></entry></column></row></column></row><row><column><entrycolwidth="50%"morerows="1"morelines="1"><p>硬酯酸</p></entry><entrycolwidth="25%"morerows="1"morelines="1"><p>0.1～5</p></entry><entrycolwidth="24%"morerows="1"morelines="1"><p>0.1～5</p></entry></column></row></column></row><row><column><entrycolwidth="50%"morerows="1"morelines="1"><p>納米二氧化硅無(wú)機(jī)填料</p></entry><entrycolwidth="25%"morerows="1"morelines="1"><p>0～20</p></entry><entrycolwidth="24%"morerows="1"morelines="1"><p>0～20</p></entry></column></row></column></row><row><column><entrycolwidth="50%"morerows="1"morelines="1"><p>硅烷偶聯(lián)劑</p></entry><entrycolwidth="25%"morerows="1"morelines="1"><p>0～5</p></entry><entrycolwidth="24%"morerows="1"morelines="1"><p>0～5</p></entry></column></row></column></row><row><column><entrycolwidth="50%"morerows="1"morelines="1"><p>固化劑</p></entry><entrycolwidth="25%"morerows="1"morelines="1"><p>3～30</p></entry><entrycolwidth="24%"morerows="1"morelines="1"><p>0</p></entry></column></row></column></row><row><column><entrycolwidth="50%"morerows="1"morelines="1"><p>雙酚A型固體環(huán)氧樹(shù)脂</p></entry><entrycolwidth="25%"morerows="1"morelines="1"><p>0</p></entry><entrycolwidth="24%"morerows="1"morelines="1"><p>5～30</p></entry></column></row></tbody></tgroup></column></row><table></table-cwu>A∶B＝1∶1～1.3(重量比)。2、按照權(quán)利要求1所述的環(huán)氧改性聚乙烯雙組分粉末涂料，其特征在B組分按照重量份計(jì)算如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>PE改性劑510510引發(fā)劑0.110.11抗氧劑10100.110.11硬酯酸0.110.11納米二氧化硅無(wú)機(jī)填料110110硅烷偶聯(lián)劑0.110.11固化劑3100雙酚A型固體環(huán)氧樹(shù)脂05103、按照權(quán)利要求1或2所述的環(huán)氧改性聚乙烯雙組分粉末涂料，其特征在于所述PE改性劑為不飽和二元羧酸酐或丙烯酸羥丙酯。4、按照權(quán)利要求3所述的環(huán)氧改性聚乙烯雙組分粉末涂料，其特征在于所述PE改性劑為馬來(lái)酸酐。5、按照權(quán)利要求1或2所述的環(huán)氧改性聚乙烯雙組分粉末涂料，其特征在于所述引發(fā)劑為過(guò)氧化二異丙苯(DCP)、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)或過(guò)氧化二苯甲酰(BP0)中的一種。6、按照權(quán)利要求5所述的環(huán)氧改性聚乙烯雙組分粉末涂料，其特征在于:所述引發(fā)劑為過(guò)氧化二異丙苯(DCP)。I7、按照權(quán)利要求1或2所述的環(huán)氧改性聚乙烯雙組分粉末涂料，其特征在于所述硅垸偶聯(lián)劑為Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅垸。8、按照權(quán)利要求1或2所述的環(huán)氧改性聚乙烯雙組分粉末涂料，其特征在于所述固化劑為酸酐類、雙氰胺類、咪哇類或酚醛樹(shù)脂類。9、按照權(quán)利要求8所述的環(huán)氧改性聚乙烯雙組分粉末涂料，其特征在于所述固化劑為馬來(lái)酸酐或鄰苯二甲酸酐中的一種。10、制備權(quán)利要求1或2所述的粉末涂料的主要步驟如下(1)聚乙烯的改性處理按照組分配比要求將各種粉末聚乙烯與PE改性劑及引發(fā)劑在高速捏合機(jī)中進(jìn)行混合，使各物料分散均勻，然后將混合后物料投入雙螺桿擠出機(jī)中在一定溫度下(螺桿各段溫度160170—170180—160~180—150~170°C)進(jìn)行接枝反應(yīng)；(2)無(wú)機(jī)填料的處理將納米粒子置入高速混合器內(nèi)，在攪拌下泵入呈細(xì)霧狀的硅垸偶聯(lián)劑溶液，處理15min20min即可結(jié)束，隨后用動(dòng)態(tài)干燥法干燥；(3)A、B組分粉末涂料的配制以上述改性處理后的聚乙烯為基體，與其余各種助劑在高速混合機(jī)中混合均勻，投入雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出，再低溫冷凍，制備粒徑為80100目的粉末，加入經(jīng)過(guò)表面改性處理的無(wú)機(jī)填料攪拌均勻，并分別配制A、B組分。全文摘要本發(fā)明涉及一種AB雙組份粉末涂料，其中A組分由聚乙烯和固化劑等組成，B組份由聚乙烯和環(huán)氧樹(shù)脂等組成，A與B在適當(dāng)條件下發(fā)生固化發(fā)應(yīng)，形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時(shí)粉末中的部分環(huán)氧與固化劑可與底層環(huán)氧及固化劑發(fā)生固化發(fā)應(yīng)，因此該涂層具有優(yōu)良的防腐性、抗耐陰極剝離性能、抗機(jī)械損傷等性能，且與鋼材附著性能好，同時(shí)具有工序簡(jiǎn)單，生產(chǎn)簡(jiǎn)便，原料價(jià)廉易得，綜合成本低等優(yōu)點(diǎn)，可替代現(xiàn)有防腐涂層，能極大降低工程成本，提高油田防腐技術(shù)水平。另外還公開(kāi)了該粉末涂料的制備方法。文檔編號(hào)C09D5/03GK101240134SQ20081000806公開(kāi)日2008年8月13日申請(qǐng)日期2008年3月6日優(yōu)先權(quán)日2008年3月6日發(fā)明者瓊周,峰徐,榮莫,陳守平申請(qǐng)人:大慶石油管理局