一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料及其制備涂刷方法
【專利摘要】本發明公開了一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料及其制備涂刷方法，該涂料由以下按照質量份數計量的原料組成：聚丙烯100份，彈性體5-10份，接枝物5-15份，廢舊輪胎粉5-10份，抗氧劑0.2-0.4份，高效導熱劑0-5份，分散潤滑劑0-0.4份。其制備方法是將聚丙烯與其他成分進行混合攪拌，并通過擠出機擠出，擠出粒后進行磨粉，最后進行涂刷即可。本發明提供的復合涂料基礎樹脂為聚丙烯，與目前普遍采用的聚乙烯相比，涂層材料具有更優異的剛性和硬度，同時具有優異的韌性和抗蠕變性能，不會因為收縮而產生脫落和皸裂現象，同時可以有效地將涂料所受熱量傳導給金屬管道，提高涂料的耐熱性能。
【專利說明】一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料及其制備涂刷方法
[0001]
【技術領域】
[0002] 本發明涉及防腐涂料，特別涉及一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料的制備和涂刷 方法。
【背景技術】
[0003] 隨著經濟的發展，化工、石油、船舶、電廠、公用事業等各行業對管道、泵等防腐 要求日益迫切而且檔次不斷提高，對材料防腐性能也提出了越來越高的要求。中國專利 CN922397360. 9公布了一種鋼塑整體粘合的防腐管道及容器的制備方法，該管道及容器由 鋼體和熱塑性塑料層組成，具有鋼塑粘結牢固、防腐性能好的優點，可用于化工、冶金等領 域。然而，普通的單層熱塑性防腐內襯在要求苛刻的應用領域(高溫強堿腐蝕、鹵系酸液腐 蝕）下，不能滿足要求。在高腐蝕作業環境下，必須采用防腐性能更高的熱固性材料。以 往這些材料一般采用熔結環氧粉末（FBE)、煤焦油瓷漆（CTE)及聚乙烯復合結構（三層 PE)。這些防腐材料總體防腐性能可滿足油氣管道腐蝕防護的要求，但仍有各自的缺陷，如 熔結環氧粉末防腐層較薄，抗機械損傷強度差；煤焦油瓷漆冷脆、熱流淌及對環境可能造 成污染的缺點，使其應用面越來越窄；而且聚乙烯三層復合結構防腐施工工藝復雜。專利 CN101240134A公布了一種環氧改性聚乙烯雙組分粉末涂料，該涂料在適當環境下發生交聯 反應，形成互穿網絡結構，具有優良的防腐性能，但該方法采用的原料粘度較大，特別是環 氧樹脂，為了獲得優良的機械性能，一般采用高粘度環氧，因此材料粘性大，不適合滾塑成 型工藝，而且，該材料的制備方法中，無機粒子的加入屬于干混工藝，分散不均勻，用于滾塑 成型時，極易沉淀在金屬管道和內襯材料之間，大大降低了內襯材料和金屬之間的粘結力， 在負壓環境下，易造成脫殼。專利CN87100920A公布了一種防腐耐磨粉末涂料及該涂料的 涂敷方法，該方法以環氧樹脂，尼龍粉，雙氰胺，鑄石粉為原料制備了防腐涂料，該涂料兼有 防腐、耐磨、強化的功效，可用于金屬管道在酸堿環境中的防腐，但同樣由于材料粘性較大， 更適合噴涂工藝。專利 CN201120454406. 9、CN20052003516L 0 及 CN200910198529. 8 均采 用多層環氧樹脂防腐涂層，該方法先在金屬管道壁上涂覆上一層環氧粉末，然后再涂覆上 一層膠黏劑，最后包裹一層聚烯烴。該防腐管道采用多層防腐涂層，不僅有效地提高了管道 的防腐性能，而且賦予材料優良的粘結力。但該材料由于施工工藝繁瑣，生產控制比較繁 瑣，成本較高，且在焊縫處容易出現擠壓減薄現象，造成覆蓋層缺陷或產生空鼓，造成陰極 保護死區。主要用于管道外防腐，對于內防腐特別是口徑較小的管道，并不適用。
[0004] 為了獲得更高的生產效率，近年來旋塑(旋轉淋涂）工藝在防腐行業得到了廣泛的 應用，實現了管道內壁和小口徑管道的重防腐。目前，國內旋塑原料當中線性低密度聚乙 烯所占的比例為93%。在上述高防腐領域中，由于線性低密度聚乙烯耐腐蝕，耐磨，防滲透， 耐熱蠕變性方面的缺點，限制了線性低密度聚乙烯的應用。之后，交聯聚乙烯開始被應用 到管道防腐領域。專利CN1039039A采用輻射的方法制備了輻射型交聯聚乙烯，并將材料 用于油田集輸鋼制防腐保溫管道的補口方面。然而，相對化學交聯，輻射交聯效率很低，材 料交聯度低，無法滿足防腐要求，且由于設備限制，很難實現小口徑長管道的內防腐。專利 CN1524899A、CN1523052A以線性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯復合配料為基礎樹脂，采用 過氧化物交聯工藝制備交聯聚乙烯滾塑專用料，該工藝制備的交聯聚乙烯具有良好的抗沖 擊和耐化學性能，但兩種原料都是低密度聚乙烯，原料的熱力學強度相對較差，經過交聯以 后，密度進一步降低，雖然材料不會被溶解性腐蝕，但容易被溶脹性腐蝕，不適合用于對腐 蝕、阻隔性要求較高的管道，且這種方法制備的管道耐磨性能提高幅度不大，在對耐磨性能 要求較高的粉煤灰、泥沙、糧食輸送領域，不建議使用。專利CN 1876706A公布了硅烷交聯 聚乙烯塑料的制備方法，該方法廣泛應用在抗開裂管材、電纜料方面，但該工藝成型的材料 必須經過水浴(或蒸氣浴）后處理，交聯所需的水分都是從處界擴散而來。水在聚乙烯等非 親水性高聚物中的擴散速度慢，而且制品越厚，交聯所需的時間越長，需要消耗大量能源， 給硅烷交聯聚烯烴工業化帶來了很大的不便，增加了工藝流程和成本。另外，無論是過氧 化物工藝還是硅烷工藝的交聯聚乙烯，由于基礎樹脂聚乙烯的固有屬性，使得防腐涂層在 高溫下雖然不會熔融，但仍然會變軟，甚至發生脫殼現象，不能應用在高溫介質的防腐環境 中，而且交聯工藝控制復雜，增加了設備成型的難度。
【發明內容】
[0005] 發明目的：針對以上現有技術存在的缺點，提出一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂 料的制作和涂刷方法，該復合涂料可使管道防腐層具有優異的剛性和硬度，同時具有優異 的耐化學腐蝕、高阻隔、高耐熱，高粘結的性能。
[0006] 技術方案：本發明所述的一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料，該涂料由以下按照 質量份數計量的原料組成： 聚丙烯 100份 彈性體 5-10份 接枝物 5-15份 廢舊輪胎粉 5-10份 抗氧劑 0. 2-0. 4份 高效導熱劑 0-5份 分散潤滑劑 〇-〇. 4份。
[0007] 作為優選，所述聚丙烯選擇聚丙烯均聚物或聚丙烯共聚物中的一種或者兩種組 合，選擇其密度為0. 85-0. 95g/cm3,熔體流動速率為2-20g/10min。
[0008] 作為優選，所述接枝物選擇無味聚乙烯接枝馬來酸酐、無味乙烯辛烯共聚物接枝 馬來酸酐中的一種或者兩種的組合。
[0009] 作為優選，所述彈性體選擇苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯共聚 物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、聚氨酯彈性體、乙烯-丙 烯酸共聚物中的一種或者多種的組合。
[0010] 作為優選，所述廢舊輪胎粉的目數不小于100目。
[0011] 作為優選，所述高效導熱劑選擇納米級碳化硅、氮化鋁、氮化硼、氧化鎂、氧化鋁及 石墨粉末中的一種或者多種的組合。
[0012] 作為優選，所述分散潤滑劑選擇乙撐雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟、褐煤酸、硬脂酸鈣、硬 脂酸中的一種或者多種的組合。
[0013] 作為優選，所述抗氧劑選擇亞磷酸酯類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑組成的復合抗氧 齊IJ，其亞磷酸酯類抗氧劑與受阻酚類抗氧劑的重量比為1:0. 3-1:0. 7。
[0014] 同時本發明還公開了上述高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料的制備及涂刷方法，包括 如下步驟： (1) 將聚丙烯預先干燥處理至水分含量低于600ppm，并與彈性體、廢舊輪胎粉、抗氧劑、 高效導熱劑、分散潤滑劑和接枝物按一定質量份數稱重，在攪拌機中混合2-10分鐘；而后 在雙螺桿擠出機中擠出造粒，擠出溫度為230-250°C，螺桿轉速為300-500rpm，經擠出造粒 后，磨粉50-100目，并將粉料干燥至水分含量低于600ppm ; (2) 用噴砂機對待噴涂的管道表面除銹、去油處理； (3) 將管道或設備至于水平旋轉或雙向旋轉的的裝置中加熱，待溫度達到270-280°C 時，取出管道或設備并開始向管道內填滿粉末涂料，放置1-2分鐘后，除去管道或設備內 多余的、未熔化的粉料，再次將管道或設備至于水平旋轉或雙向旋轉的的裝置中，加熱至 240°C，并保溫10-20分鐘； (4) 停止加熱，靠工件的自熱將涂層流平，最后冷卻至室溫即可。
[0015] 有益效果：本發明提供的復合涂料基礎樹脂為聚丙烯，與目前普遍采用的聚乙烯 相比，涂層材料具有更優異的剛性和硬度，同時具有優異的韌性和抗蠕變性能。本發明提供 的涂料組分中含有極性彈性體，可賦予涂層卓越的粘彈性，使得材料不會因為收縮而產生 脫落和皸裂現象，甚至可實現材料的自愈合。本發明提供的涂料中含有高效導熱劑，可以有 效地將涂料所受熱量傳導給金屬管道，提高涂料的耐熱性能。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明： 實施例1 一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料，該涂料由以下按照質量份數計量的原料組成： 聚丙烯 100份 乙烯-辛烯共聚物 5份 聚丙烯接枝馬來酸酐 5份 100目廢舊輪胎粉 5份 復合抗氧劑 0.2份。
[0017] 其中的復合抗氧劑由亞磷酸酯類抗氧劑168與受阻酚類抗氧劑1010按重量比 1:0. 3混合而成。
[0018] 上述高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料的制備及涂刷方法，包括如下步驟： (1) 將聚丙烯預先干燥處理至水分含量低于600ppm，并與彈性體、廢舊輪胎粉、抗氧劑、 接枝物按上述質量份數稱重，在攪拌機中混合2分鐘；而后在雙螺桿擠出機中擠出造粒，擠 出溫度為230°C，螺桿轉速為350rpm，經擠出造粒后，磨粉50目，并將粉料干燥至水分含量 低于 600ppm ; (2) 用噴砂機對待噴涂的管道表面除銹、去油處理； (3) 將管道或設備至于水平旋轉或雙向旋轉的的裝置中加熱，待溫度達到270°C時，取 出管道或設備并開始向管道內填滿粉末涂料，放置1分鐘后，除去管道或設備內多余的、未 熔化的粉料，再次將管道或設備至于水平旋轉或雙向旋轉的的裝置中，加熱至240°C，并保 溫15分鐘； (4) 停止加熱，靠工件的自熱將涂層流平，最后冷卻至室溫即可。
[0019] 實施例2 一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料，該涂料由以下按照質量份數計量的原料組成： 聚丙烯 100份 乙烯-丙烯共聚物 8份 乙烯辛烯共聚物接枝馬來酸酐10份 100目廢舊輪胎粉 7份 納米級氮化鋁(細度10000目）2份 硬脂酸鈣 〇. 2份 復合抗氧劑 〇. 3份 其中的復合抗氧劑由亞磷酸酯類抗氧劑168與受阻酚類抗氧劑1010按重量比1:0. 3 混合而成。
[0020] 上述高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料的制備及涂刷方法，包括如下步驟： (1) 將聚丙烯預先干燥處理至水分含量低于600ppm，并與彈性體、廢舊輪胎粉、抗氧劑、 高效導熱劑、分散潤滑劑和接枝物按上述質量份數稱重，在攪拌機中混合5分鐘；而后在雙 螺桿擠出機中擠出造粒，擠出溫度為240°C，螺桿轉速為400rpm，經擠出造粒后，磨粉60目， 并將粉料干燥至水分含量低于600ppm ; (2) 用噴砂機對待噴涂的管道表面除銹、去油處理； (3) 將管道或設備至于水平旋轉或雙向旋轉的的裝置中加熱，待溫度達到280°C時，取 出管道或設備并開始向管道內填滿粉末涂料，放置2分鐘后，除去管道或設備內多余的、未 熔化的粉料，再次將管道或設備至于水平旋轉或雙向旋轉的的裝置中，加熱至240°C，并保 溫10分鐘； (4) 停止加熱，靠工件的自熱將涂層流平，最后冷卻至室溫即可。
[0021] 實施例3 一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料，該涂料由以下按照質量份數計量的原料組成： 聚丙烯 100份 苯乙烯-丁二烯共聚物 10份 聚丙烯接枝馬來酸酐 15份 100目廢舊輪胎粉 10份 納米級碳化硅(細度10000目）5份 硬脂酸 〇. 4份 復合抗氧劑 〇. 4份 其中的復合抗氧劑由亞磷酸酯類抗氧劑168與受阻酚類抗氧劑1010按重量比1:0. 3 混合而成。
[0022] 上述高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料的制備及涂刷方法，包括如下步驟： (1) 將聚丙烯預先干燥處理至水分含量低于600ppm，并與彈性體、廢舊輪胎粉、抗氧劑、 高效導熱劑、分散潤滑劑和接枝物按上述質量份數稱重，在攪拌機中混合10分鐘；而后在 雙螺桿擠出機中擠出造粒，擠出溫度為240°c，螺桿轉速為450rpm，經擠出造粒后，磨粉80 目，并將粉料干燥至水分含量低于600ppm ; (2) 用噴砂機對待噴涂的管道表面除銹、去油處理； (3) 將管道或設備至于水平旋轉或雙向旋轉的的裝置中加熱，待溫度達到280°C時，取 出管道或設備并開始向管道內填滿粉末涂料，放置2分鐘后，除去管道或設備內多余的、未 熔化的粉料，再次將管道或設備至于水平旋轉或雙向旋轉的的裝置中，加熱至240°C，并保 溫15分鐘； (4) 停止加熱，靠工件的自熱將涂層流平，最后冷卻至室溫即可。
[0023] 卜沭各窀施例涮試結里如下表所示：
【權利要求】
1. 一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料，其特征在于：該涂料由以下按照質量份數計量 的原料組成： 聚丙烯 100份 彈性體 5-10份 接枝物 5-15份 廢舊輪胎粉 5-10份 抗氧劑 0. 2-0. 4份 高效導熱劑 0-5份 分散潤滑劑 〇-〇. 4份。
2. 根據權利要求1所述的一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料，其特征在于：所述聚丙 烯選擇聚丙烯均聚物或聚丙烯共聚物中的一種或者兩種組合，選擇其密度為〇. 85-0. 95g/ cm3,烙體流動速率為2-20g/10min。
3. 根據權利要求1所述的一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料，其特征在于：所述接枝 物選擇無味聚乙烯接枝馬來酸酐、無味乙烯辛烯共聚物接枝馬來酸酐中的一種或者兩種的 組合。
4. 根據權利要求1所述的一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料，其特征在于：所述彈性 體選擇苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋 酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、聚氨酯彈性體、乙烯-丙烯酸共聚物中的一種或者多種 的組合。
5. 根據權利要求1所述的一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料，其特征在于：所述廢舊 輪胎粉的目數不小于100目。
6. 根據權利要求1所述的一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料，其特征在于：所述高效 導熱劑選擇納米級碳化硅、氮化鋁、氮化硼、氧化鎂、氧化鋁及石墨粉末中的一種或者多種 的組合。
7. 根據權利要求1所述的一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料，其特征在于：所述分散 潤滑劑選擇乙撐雙硬脂酰胺、聚乙烯蠟、褐煤酸、硬脂酸鈣、硬脂酸中的一種或者多種的組 合。
8. 根據權利要求1所述的一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料，其特征在于：所述抗氧 劑選擇亞磷酸酯類抗氧劑和受阻酚類抗氧劑組成的復合抗氧劑，其亞磷酸酯類抗氧劑與受 阻酚類抗氧劑的重量比為1: 〇. 3-1:0. 7。
9. 根據權利要求1-8任意一項所述的一種高粘結高耐溫聚丙烯防腐涂料的制備及涂 刷方法，其特征在于：包括如下步驟： (1) 將聚丙烯預先干燥處理至水分含量低于600ppm，并與彈性體、廢舊輪胎粉、抗氧劑、 高效導熱劑、分散潤滑劑和接枝物按一定質量份數稱重，在攪拌機中混合2-10分鐘；而后 在雙螺桿擠出機中擠出造粒，擠出溫度為230-250°C，螺桿轉速為300-500rpm，經擠出造粒 后，磨粉50-100目，并將粉料干燥至水分含量低于600ppm ; (2) 用噴砂機對待噴涂的管道表面除銹、去油處理； (3) 將管道或設備至于水平旋轉或雙向旋轉的的裝置中加熱，待溫度達到270-280°C 時，取出管道或設備并開始向管道內填滿粉末涂料，放置1-2分鐘后，除去管道或設備內 多余的、未熔化的粉料，再次將管道或設備至于水平旋轉或雙向旋轉的的裝置中，加熱至 240°C，并保溫10-20分鐘； (4)停止加熱，靠工件的自熱將涂層流平，最后冷卻至室溫即可。
【文檔編號】C09D123/10GK104387853SQ201410647241
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】李云巖, 瞿海德 申請人:南通好的防腐裝備有限公司