專利名稱：：環(huán)氧改性聚乙烯雙組分粉末涂料的制作方法
技術領域：
：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：
：隨著石油、天然氣管道工程建設的發(fā)展，管道防腐新材料、新結構也在不斷推陳出新，目前使用較多的是3PE體系。3PE技術雖然具有良好的防腐性能，但是在生產和使用過程中仍存在很多問題-(1)生產控制復雜，易產生多種粘接力失效缺陷，不同材料層間粘接存在分層危險；因為采用3PE管道存在三個界面層，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度為三個界面層間剝離強度中的最小值，剝離強度在20士5'C時僅為35(N/cm)。(2)生產中加熱溫度過高影響管材性能；(3)管件與干線管防腐層無法一致，環(huán)向焊縫補口存在隱患；(4)不能與陰極保護協(xié)調工作，對保護電流構成屏蔽。
發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是針對背景中存在的問題，提供一種雙組分粉末涂料，使用該涂料對石油、天然氣管道進行防腐處理后，防腐層與金屬管道層的層間附著力大，不容易產生層間剝離。為實現上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術解決方案是A、B組分按照重量份計算如下表所示<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。由于聚乙烯是非極性材料，粘結性很差，所以用帶有極性官能團的單體對PE進行改性，通常用不飽和二元羧酸酐、丙烯酸羥丙酯等對PE進行接枝改性,優(yōu)選采用馬來酸酐。所述引發(fā)劑指一類容易受熱分解成自由基(即初級自由基)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。主要采用過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、過氧化二苯甲酰(BPO)等過氧化物類引發(fā)劑，優(yōu)選采用過氧化二異丙苯(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化合物在空氣中熱氧化的有機化合物。本申請使用的抗氧劑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。所述無機填料為了噴涂時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象。所述偶聯(lián)劑介于無機和有機界面之間，可形成有機基體-偶聯(lián)劑-無機基體結合層，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Si02粉末進行處理，形成聚乙烯基體-偶聯(lián)劑-Si02粉末結合層，以改善體系的力學性能及粘接性能。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和調節(jié)固化反應的助劑。環(huán)氧樹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、酚醛樹脂類固化劑。本發(fā)明優(yōu)選酸酐類固化劑，如馬來酸酐、鄰苯二甲酸酐等。所述環(huán)氧樹脂采用雙酚A型固體環(huán)氧樹脂。環(huán)氧基能與多種材料的表面形成化學鍵，因此涂層具有優(yōu)良的附著力。而雙酚A骨架給予樹脂極好的耐熱性和強韌性，使涂層有良好的機械性能和熱穩(wěn)定性。所采用的雙酚A型固體環(huán)氧樹脂主要為E-12(軟化點85-95。C，環(huán)氧值0.11-0.13)、E-03(軟化點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)劑在一定溫度下進行接枝反應；(2)無機填料的處理將無機填料用偶聯(lián)劑進行表面改性處理；(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中混合均勻，投入雙螺桿擠出機中熔融擠出；再低溫冷凍，制備粒徑為60100目的粉末，加入經過表面改性處理的無機填料攪拌均勻，并分別配制A、B組分。接枝反應按照配方中A、B組分配比關系，將全部聚乙烯與PE改性劑(5-30份)及引發(fā)劑(0.1-5份)在高速捏合機中進行混合，使各物料分散均勻。然后將混合后物料投入雙螺桿擠出機中在一定溫度下(螺桿各段溫度160170—170~180—160~180—150170°C)進行接枝反應。無機填料的處理硅垸偶聯(lián)劑溶液處理納米二氧化硅粒子時，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，在攪拌下泵入呈細霧狀的硅烷偶聯(lián)劑溶液，硅烷偶聯(lián)劑的用量約為二氧化硅粒子質量的0.1%-1%。處理20min即可結束，隨后用動態(tài)干燥法干燥。也可使用硅烷偶聯(lián)劑原液對二氧化硅粒子進行噴霧處理。該粉末涂料使用時采用常規(guī)的粉末涂料施工辦法進行即可。施工時先涂敷普通環(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PE進行改性處理的基礎上，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)氧樹脂等組成，A與B在適當條件下發(fā)生固化發(fā)應，形成互穿網絡結構，同時粉末中的部分環(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。本發(fā)明的技術效果是本發(fā)明的新型環(huán)氧/改性聚乙烯IPN粉末涂層綜合了熔結環(huán)氧和3PE防腐涂層結構的優(yōu)點，具有優(yōu)良的防腐性、抗耐陰極剝離性能強、抗機械損傷等性能，且與鋼材附著性能好，同時具有工序簡單，生產簡便，原料價廉易得，綜合成本低等優(yōu)點，可替代現有防腐涂層，能極大降低工程成本，提高油田防腐技術水平。具體實施例方式實施例1.本實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馬來酸酐51引發(fā)劑DCP0.50.5環(huán)氧樹脂E-1208其制備過程主要步驟如下(1)聚乙烯的改性處理將各種粉末聚乙烯共100g與5g馬來酸酐及DCP在高速捏合機中進行混合，使各物料分散均勻。然后將混合后物料投入雙螺桿擠出機中在一定溫度下(螺桿各段溫度160~170—170-180—160-180—150~170°C)進行接枝反應。(2)無機填料的處理將無機填料Si02用偶聯(lián)劑KH560進行表面改性處理；(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中混合均勻，投入雙螺桿擠出機中熔融擠出；再低溫冷凍，制備粒徑為IOO目的粉末，加入經過表面改性處理的無機填料攪拌均勻，并分別配制A、B組分，即可施工使用。將本實施例的粉末涂料產品進行噴涂作業(yè)，并測試相關性能見下表l。當噴涂于管道表面時，表面平整、色澤均勻、無氣泡無開裂無縮孔。符合外觀的質量要求。實施例2.本實施例的管道用粉末防腐涂料組分如下表所示。其制備過程同實施例1。物料實施例2A組份/gB組份/gHDPEa(高分子量)5050HDPEb(低分子量)4040IXDPE1010<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>將本實施例的粉末涂料產品進行噴涂作業(yè)，并測試該涂料及相應管道的相關性能，結果見下表l。當噴涂于管道表面時，表面平整、色澤均勻、無氣泡無開裂無縮孔。符合外觀質量要求。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調度明顯高于3PE管道中粘接層與外層聚乙烯層的剝離強度。權利要求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>納米二氧化硅無機填料</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納米二氧化硅無機填料110110硅烷偶聯(lián)劑0.110.11固化劑3100雙酚A型固體環(huán)氧樹脂05103、按照權利要求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改性劑為馬來酸酐。5、按照權利要求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)劑為過氧化二異丙苯(DCP)、過氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)或過氧化二苯甲酰(BP0)中的一種。6、按照權利要求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)劑為過氧化二異丙苯(DCP)。I7、按照權利要求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、咪哇類或酚醛樹脂類。9、按照權利要求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酸酐或鄰苯二甲酸酐中的一種。10、制備權利要求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)劑在高速捏合機中進行混合，使各物料分散均勻，然后將混合后物料投入雙螺桿擠出機中在一定溫度下(螺桿各段溫度160170—170180—160~180—150~170°C)進行接枝反應；(2)無機填料的處理將納米粒子置入高速混合器內，在攪拌下泵入呈細霧狀的硅垸偶聯(lián)劑溶液，處理15min20min即可結束，隨后用動態(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中混合均勻，投入雙螺桿擠出機中熔融擠出，再低溫冷凍，制備粒徑為80100目的粉末，加入經過表面改性處理的無機填料攪拌均勻，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)氧樹脂等組成，A與B在適當條件下發(fā)生固化發(fā)應，形成互穿網絡結構，同時粉末中的部分環(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，因此該涂層具有優(yōu)良的防腐性、抗耐陰極剝離性能、抗機械損傷等性能，且與鋼材附著性能好，同時具有工序簡單，生產簡便，原料價廉易得，綜合成本低等優(yōu)點，可替代現有防腐涂層，能極大降低工程成本，提高油田防腐技術水平。另外還公開了該粉末涂料的制備方法。文檔編號C09D5/03GK101240134SQ20081000806公開日2008年8月13日申請日期2008年3月6日優(yōu)先權日2008年3月6日發(fā)明者瓊周,峰徐,榮莫,陳守平申請人:大慶石油管理局