本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種用于海洋工程的防腐蝕膠、膠帶及制備方法。
背景技術(shù)：
海洋工程科技已被列入國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。海洋防腐蝕是海洋工程的關(guān)鍵技術(shù)之一，海洋腐蝕這一當(dāng)今世界共同面對(duì)的課題，正以驚人的速度侵蝕著我國(guó)海上工程設(shè)施，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在威脅著海上工程設(shè)施的安全，極大阻礙了我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐。國(guó)際權(quán)威統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全球每年由于腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)民生產(chǎn)總值的3％～5％，據(jù)測(cè)算，我國(guó)海洋產(chǎn)業(yè)腐蝕損失約占全國(guó)全部腐蝕損失的1/3，達(dá)到6000多億元，每秒鐘就有1.5噸鋼鐵被腐蝕，因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失大約相當(dāng)于水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)暴和地震等自然災(zāi)害損失總和的6倍。
從腐蝕的角度看，在各種腐蝕區(qū)帶中，位于浪花飛濺區(qū)部位的鋼鐵和鋼筋混凝土工程設(shè)施腐蝕破壞最為嚴(yán)重,腐蝕的速度是陸地上的3～10倍.這是因?yàn)樵谶@一區(qū)域海水飛濺、干濕交替，氧的供應(yīng)最充分,同時(shí)，光照和浪花沖擊破壞金屬的保護(hù)膜，造成腐蝕最為強(qiáng)烈。由于鋼鐵及鋼筋混凝土設(shè)施在海洋環(huán)境中的腐蝕很不均勻，在浪花飛濺區(qū)腐蝕的深度最為嚴(yán)重，約是全浸區(qū)的3～5倍。一旦在這個(gè)區(qū)域發(fā)生嚴(yán)重的局部腐蝕破壞，那么整個(gè)設(shè)施的承載能力就會(huì)大大下降，使用壽命大大縮短，極大地影響著安全生產(chǎn)，導(dǎo)致設(shè)施提前報(bào)廢。在浪花飛濺區(qū)的腐蝕是最大的安全隱患，如不采取有效防腐措施，及時(shí)防腐修補(bǔ)，可使海洋工程毀于一旦。因此，必須采取合適的防腐蝕技術(shù)予以解決。
目前，我國(guó)的防腐措施，多采用水上部分以防腐涂層為主，水下部分采取防腐蝕涂料和陰極保護(hù)技術(shù)相結(jié)合，而對(duì)于海洋鋼結(jié)構(gòu)腐蝕最嚴(yán)重的浪花飛濺區(qū)沒(méi)有防腐效果；另外，近年來(lái)國(guó)內(nèi)開始將埋地管道用粘彈體防腐膠帶用于海洋工程的防腐蝕。
使用這種方法進(jìn)行防腐蝕主要有以下幾個(gè)缺陷：
防腐蝕壽命短。由于海洋處于極其惡劣的復(fù)雜環(huán)境之中，特別是浪花飛濺區(qū)部位的金屬或鋼筋混泥土，時(shí)刻都存在著浪花沖刷，浮冰撞擊，這樣會(huì)導(dǎo)致海洋工程設(shè)施上的防腐涂層逐漸脫落，導(dǎo)致防腐蝕壽命短，防腐涂層的壽命平均約為2～3年。
操作不方便。防腐蝕涂料在水下進(jìn)行涂刷施工，操作極其困難。
維護(hù)周期長(zhǎng)。對(duì)進(jìn)行涂刷防腐蝕涂料的海洋工程設(shè)施，每隔2～3年需要重新進(jìn)行第二次修復(fù)涂刷，維護(hù)周期長(zhǎng)。
成本高。目前人工成本是產(chǎn)品的最大成本，防腐蝕涂料維護(hù)成本高。
不環(huán)保。防腐蝕涂料多為具有殺菌類重防腐涂料，能夠殺滅周圍的微生物細(xì)菌，這樣為嚴(yán)重引起海洋系統(tǒng)生物生態(tài)鏈發(fā)生基因突變，影響海洋環(huán)境。
不能帶水施工。對(duì)于海洋工程的防腐蝕處理，大多需要在海水環(huán)境或者潮濕基材表面進(jìn)行纏繞，然而，埋地管道用的粘彈體防腐膠帶遇水不粘接，即使采用先用力涂防腐膠后再纏繞粘彈體防腐膠帶的方法，不但在海洋環(huán)境無(wú)法操作，同時(shí)一段時(shí)間后油脫落現(xiàn)象，根本無(wú)法對(duì)海洋工程進(jìn)行有效防腐蝕。
這兩種方案都遠(yuǎn)不能滿足海洋工程的發(fā)展需要。
因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種粘接性能、疏水性能、耐腐蝕性能和防腐性能均良好的防腐蝕膠，用該防腐蝕膠制成的膠帶，及防腐蝕膠和膠帶的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種用于海洋工程的防腐蝕膠，其包含原料組分和份量如下：粘彈性聚合物材料1：10～60份，粘彈性聚合物材料2：40～90份，增強(qiáng)膠：0～15份，石蠟：0～22份，功能樹脂0～17份，填料：90～250份，抗氧劑：1～10份，紫外線吸收劑：1～10份，磺酸鹽類緩蝕劑：5～4份，羧酸類緩蝕劑：2～21份，酯類緩蝕劑：1～18份，胺類緩蝕劑：1～8份，顏料：0.06～0.5份，其中，粘彈性聚合物材料1和粘彈性聚合物材料2添加的質(zhì)量比總和為100份。
應(yīng)用于上述技術(shù)方案，所述的防腐蝕膠中，粘彈性聚合物材料1為低分子量聚異丁烯，其分子量為500～3000；粘彈性聚合物材料2為高分子量聚異丁烯，其分子量為1.0×105～1.0×107。
應(yīng)用于各個(gè)上述技術(shù)方案，所述的防腐蝕膠中，增強(qiáng)膠選用丁基橡膠或鹵化丁基橡膠；石蠟選用滴點(diǎn)溫度為85℃的微晶石蠟；功能樹脂可選用液體萜烯樹脂、固體萜烯樹脂中的一種或兩種；填料選用是滑石粉、沉淀硫酸鋇、硅微粉、碳酸鈣、二氧化硅中的一種或任意幾種。
應(yīng)用于各個(gè)上述技術(shù)方案，所述的防腐蝕膠中，抗氧劑選用受阻酚類抗氧劑，其中，包括2，6-三級(jí)丁基-4-甲基苯酚、雙(3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的一種或任意幾種。
應(yīng)用于各個(gè)上述技術(shù)方案，所述的防腐蝕膠中，紫外線吸收劑選用2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2-羥基-3，5-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、2，4-二羥基二苯甲酮中的一種或任意幾種。
應(yīng)用于各個(gè)上述技術(shù)方案，所述的防腐蝕膠中，磺酸鹽類緩蝕劑，選用石油磺酸鋇、石油磺酸鈉、合成磺酸鈉、低堿值石油磺酸鈣、二壬基萘磺酸鋇、中性二壬基萘磺酸鋇、二壬基萘磺酸鈣中的一種或任意幾種；羧酸類緩蝕劑，選用十二烯基丁二酸、雙硬脂酸鋁中的一種或兩種；酯類緩蝕劑，選用羊毛脂、羊毛脂鎂皂、山梨糖醇單油酸酯(司苯80)中的一種或任意幾種；胺類緩蝕劑，選用N-油酰肌氨酸十八胺鹽、三乙醇胺中的一種或兩種。
應(yīng)用于各個(gè)上述技術(shù)方案，所述的防腐蝕膠中，顏料，選用酞菁綠、酞菁藍(lán)、酞菁紅、鈦白粉、炭黑、永固黃等常用顏料中的一種或任意幾種。
應(yīng)用于各個(gè)上述技術(shù)方案，一種用于海洋工程的防腐蝕膠的制備方法，包括如下步驟：A：按照以上防腐蝕膠所述質(zhì)量份數(shù)準(zhǔn)確稱取各組分；B：逐步將粘彈性聚合物材料1、粘彈性聚合物材料2、增強(qiáng)膠、石蠟、功能樹脂、填料、抗氧劑、紫外線吸收劑、顏料添加到混合機(jī)中混合；C：混合均勻后，在真空高溫下混合2h，真空度-0.05～-0.1MPa，溫度：120～150℃；降溫至100℃以內(nèi)，加入磺酸鹽類緩蝕劑、羧酸類緩蝕劑、酯類緩蝕劑、胺類緩蝕劑，繼續(xù)混合1h，溫度100℃以內(nèi)；D：得到防腐蝕膠。
應(yīng)用于各個(gè)上述技術(shù)方案，一種用于海洋工程的防腐蝕膠帶中，包括基膜層、第一膠層、加強(qiáng)層、第二膠層及隔離層；所述基膜層為高密度聚乙烯材料，厚度為0.02～0.1mm。
所述第一膠層、所述第二膠層均為權(quán)1至7任一所述的防腐蝕膠，厚度均為0.5～4mm；所述的加強(qiáng)層為高密度聚乙烯網(wǎng)格，厚度為0.1～0.5mm，網(wǎng)格孔徑大小為：20目～100目；所述隔離層為聚酯材料，優(yōu)選PET材料，可采用PET離型膜作為隔離層，厚度為0.03～0.6mm。
應(yīng)用于各個(gè)上述技術(shù)方案，一種以上用于海洋工程的防腐蝕膠帶的制備方法，包括如下步驟：a：通過(guò)擠出機(jī)將防腐蝕膠均勻擠出并在成型模具口涂覆到加強(qiáng)層上下兩表面，分別形成第一膠層、第二膠層；b：同時(shí)使基膜層與隔離層分別貼合在第一膠層、第二膠層的表面；c：通過(guò)雙輥機(jī)，壓研復(fù)合、冷卻后自動(dòng)收卷，分切成型，制得防腐蝕膠帶。
采用上述方案，本發(fā)明通過(guò)采用高低分子量的聚異丁烯搭配使用，能夠使防腐蝕膠在具有良好的粘接性的同時(shí)，具有一定的強(qiáng)度，保持良好的穩(wěn)定性，由本發(fā)明制成的防腐蝕膠和防腐蝕膠帶具有粘接性能、疏水性能、耐腐蝕性能和防腐性能均良好的技術(shù)效果。
具體實(shí)施方式
以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了一種用于海洋工程的防腐蝕膠，該防腐蝕膠包含原料組分和份量如下：
其中，粘彈性聚合物材料1，為低分子量聚異丁烯，分子量為500～3000，可選用該分子量范圍內(nèi)的一種或幾種搭配使用。
粘彈性聚合物材料2，為高分子量聚異丁烯，分子量為1.0×105～1.0×107之間，可選用該分子量范圍內(nèi)的一種或幾種搭配使用。
其中，粘彈性聚合物材料1和粘彈性聚合物材料2的添加質(zhì)量比總和為100份，如此，采用高低分子量的聚異丁烯搭配使用，能夠使防腐蝕膠在具有良好的粘接性的同時(shí)，具有一定的強(qiáng)度，保持良好的穩(wěn)定性。
增強(qiáng)膠，為丁基橡膠或鹵化丁基橡膠。
石蠟，選用微晶石蠟，且選用滴點(diǎn)溫度為85℃的微晶石蠟。
功能樹脂，可選用液體萜烯樹脂、固體萜烯樹脂的一種或兩種搭配使用。
填料，可以是滑石粉、沉淀硫酸鋇、硅微粉、碳酸鈣、二氧化硅等中的一種或多種搭配使用。
抗氧劑，受阻酚類抗氧劑，可以是2，6-三級(jí)丁基-4-甲基苯酚、雙(3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三級(jí)丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯的一種或幾種搭配使用。
紫外線吸收劑，可選用2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2-羥基-3，5-二叔苯基)-5-氯化苯并三唑、2，4-二羥基二苯甲酮的一種或多種搭配使用。
磺酸鹽類緩蝕劑，選用石油磺酸鋇、石油磺酸鈉、合成磺酸鈉、低堿值石油磺酸鈣、二壬基萘磺酸鋇、中性二壬基萘磺酸鋇、二壬基萘磺酸鈣的一種或幾種搭配使用。
羧酸類緩蝕劑，選用十二烯基丁二酸、雙硬脂酸鋁的一種或兩種搭配使用。
酯類緩蝕劑，選用羊毛脂、羊毛脂鎂皂、山梨糖醇單油酸酯，即司笨80的一種或幾種搭配使用。
胺類緩蝕劑，N-油酰肌氨酸十八胺鹽、三乙醇胺的一種或兩種搭配使用。
顏料，選用酞菁綠、酞菁藍(lán)、酞菁紅、鈦白粉、炭黑、永固黃等常用顏料中的一種或幾種配合使用。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供了一種準(zhǔn)備實(shí)施1中用于海洋工程的防腐蝕膠的制備方法，制備方法包括如下步驟：首先步驟A：按照實(shí)施例1的原料組分和份量來(lái)準(zhǔn)確稱取各組分。
然后，步驟B：逐步將粘彈性聚合物材料1、粘彈性聚合物材料2、增強(qiáng)膠、石蠟、功能樹脂、填料、抗氧劑、紫外線吸收劑、顏料添加到混合機(jī)中混合；在混合均勻后執(zhí)行步驟C：在真空高溫下混合2h，真空度-0.05～-0.1MPa，溫度：120～150℃；降溫至100℃以內(nèi)，加入磺酸鹽類緩蝕劑、羧酸類緩蝕劑、酯類緩蝕劑、胺類緩蝕劑，繼續(xù)混合1h，溫度100℃以內(nèi)，最后得到得到防腐蝕膠。
實(shí)施例3
一種用實(shí)施例2所制備的防腐蝕膠制成的、用于海洋工程的防腐蝕膠帶，該防腐蝕膠帶有底部到上部順序包括基膜層、第一膠層、加強(qiáng)層、第二膠層及隔離層。
其中，所述基膜層為高密度聚乙烯材料，厚度為0.02～0.1mm。
第一膠層、第二膠層均為實(shí)施例1所述的防腐蝕膠，第一膠層、第二膠層厚度均為0.5～4mm；
所述的加強(qiáng)層為高密度聚乙烯網(wǎng)格，厚度為0.1～0.5mm，網(wǎng)格孔徑大小為：20目～100目。
所述隔離層為聚酯材料，優(yōu)選PET材料，可采用PET離型膜作為隔離層，厚度為0.03～0.6mm。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供了實(shí)施例3所述防腐蝕膠帶的制備方法，該防腐膠帶用于海洋工程的防腐蝕，包括如下步驟：
首選，步驟a：通過(guò)擠出機(jī)將防腐蝕膠均勻擠出并在成型模具口涂覆到加強(qiáng)層上下兩表面，分別形成第一膠層、第二膠層；b：同時(shí)使基膜層與隔離層分別貼合在第一膠層、第二膠層的表面；c：通過(guò)雙輥機(jī)，壓研復(fù)合、冷卻后自動(dòng)收卷，分切成型，制得防腐蝕膠帶。
如此，采用以上實(shí)施例所制成的防腐蝕膠和防腐蝕膠帶具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、粘接性能良好，可帶水施工。防腐蝕膠及膠帶在水下環(huán)境對(duì)需要進(jìn)行防腐蝕的基材立刻形成粘接，無(wú)需施加外部壓力，即可形成嚴(yán)密的貼合，同時(shí)復(fù)合防銹劑含有不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的表面活性物質(zhì)，其分子極性比水分子極性更強(qiáng)，與金屬的親和力比水更大，可以將金屬表面的水膜置換掉。復(fù)合防銹劑分子以極性基團(tuán)朝里，非極性基團(tuán)朝外的逆型膠束狀態(tài)溶存于功能性基料中，所以帶水施工，不影響防腐蝕膠基膠帶對(duì)鋼材表面的粘接。特別適用于海洋工程的防腐蝕。
2、疏水良好，透氣透水率低。防腐蝕膠與基材形成嚴(yán)密的貼合后，空氣與水都很難滲透到內(nèi)層，相當(dāng)于在基材表面形成了一層類似真空層的結(jié)構(gòu)。
3、耐腐蝕能良好。耐海水酸堿鹽腐蝕，耐海水微生物腐蝕，耐干濕交替腐蝕，耐溫濕循環(huán)腐蝕，耐鹽霧腐蝕，抗紫外老化，耐臭氧老化，能夠抵抗海邊晝夜差大溫，空氣濕度大，鹽分大的惡劣腐蝕環(huán)境，能夠很好的適應(yīng)海洋環(huán)境。
4、獨(dú)特的防腐性能。防腐蝕膠中的復(fù)合防銹劑能夠吸附和捕集腐蝕性物質(zhì)，并將其封存于膠束之中，使之不與金屬接觸，從而起到防腐蝕作用。
5、基材低表面處理。防腐蝕膠中的復(fù)合防銹劑含銹轉(zhuǎn)化劑，可以直接與鐵銹反應(yīng)，把厚度在80mm以下的鐵銹層轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的化合物，使鐵銹轉(zhuǎn)化為無(wú)害的且具有一定附著力的堅(jiān)硬外殼，形成保護(hù)性封閉層，防止鋼鐵氧化銹蝕，起到除銹防銹雙重作用，銹轉(zhuǎn)化劑的使用，可以降低施工前基材表面處理的要求，只需達(dá)到St2級(jí)即可，節(jié)約人力物力，降低成本。
一種用于海洋工程的防腐蝕膠、膠帶具有粘接性能良好，可帶水施工，疏水良好，透氣透水率低，耐腐蝕能良好，獨(dú)特的防腐性能以及基材低表面處理要求，可廣泛應(yīng)用于海洋工程設(shè)施、海上風(fēng)電設(shè)施的防腐蝕保護(hù)，也可應(yīng)用于油氣埋地管線、儲(chǔ)罐底部邊緣板以及法蘭、補(bǔ)口結(jié)構(gòu)的防腐蝕于保護(hù)。
以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。