一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料及其制备涂刷方法
【专利摘要】本发明公开了一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料及其制备涂刷方法，该涂料由以下按照质量份数计量的原料组成：聚丙烯100份，弹性体5-10份，接枝物5-15份，废旧轮胎粉5-10份，抗氧剂0.2-0.4份，高效导热剂0-5份，分散润滑剂0-0.4份。其制备方法是将聚丙烯与其他成分进行混合搅拌，并通过挤出机挤出，挤出粒后进行磨粉，最后进行涂刷即可。本发明提供的复合涂料基础树脂为聚丙烯，与目前普遍采用的聚乙烯相比，涂层材料具有更优异的刚性和硬度，同时具有优异的韧性和抗蠕变性能，不会因为收缩而产生脱落和皲裂现象，同时可以有效地将涂料所受热量传导给金属管道，提高涂料的耐热性能。
【专利说明】一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料及其制备涂刷方法
[0001]
【技术领域】
[0002] 本发明涉及防腐涂料，特别涉及一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料的制备和涂刷 方法。
【背景技术】
[0003] 随着经济的发展，化工、石油、船舶、电厂、公用事业等各行业对管道、泵等防腐 要求日益迫切而且档次不断提高，对材料防腐性能也提出了越来越高的要求。中国专利 CN922397360. 9公布了一种钢塑整体粘合的防腐管道及容器的制备方法，该管道及容器由 钢体和热塑性塑料层组成，具有钢塑粘结牢固、防腐性能好的优点，可用于化工、冶金等领 域。然而，普通的单层热塑性防腐内衬在要求苛刻的应用领域(高温强碱腐蚀、卤系酸液腐 蚀）下，不能满足要求。在高腐蚀作业环境下，必须采用防腐性能更高的热固性材料。以 往这些材料一般采用熔结环氧粉末（FBE)、煤焦油瓷漆（CTE)及聚乙烯复合结构（三层 PE)。这些防腐材料总体防腐性能可满足油气管道腐蚀防护的要求，但仍有各自的缺陷，如 熔结环氧粉末防腐层较薄，抗机械损伤强度差；煤焦油瓷漆冷脆、热流淌及对环境可能造 成污染的缺点，使其应用面越来越窄；而且聚乙烯三层复合结构防腐施工工艺复杂。专利 CN101240134A公布了一种环氧改性聚乙烯双组分粉末涂料，该涂料在适当环境下发生交联 反应，形成互穿网络结构，具有优良的防腐性能，但该方法采用的原料粘度较大，特别是环 氧树脂，为了获得优良的机械性能，一般采用高粘度环氧，因此材料粘性大，不适合滚塑成 型工艺，而且，该材料的制备方法中，无机粒子的加入属于干混工艺，分散不均匀，用于滚塑 成型时，极易沉淀在金属管道和内衬材料之间，大大降低了内衬材料和金属之间的粘结力， 在负压环境下，易造成脱壳。专利CN87100920A公布了一种防腐耐磨粉末涂料及该涂料的 涂敷方法，该方法以环氧树脂，尼龙粉，双氰胺，铸石粉为原料制备了防腐涂料，该涂料兼有 防腐、耐磨、强化的功效，可用于金属管道在酸碱环境中的防腐，但同样由于材料粘性较大， 更适合喷涂工艺。专利 CN201120454406. 9、CN20052003516L 0 及 CN200910198529. 8 均采 用多层环氧树脂防腐涂层，该方法先在金属管道壁上涂覆上一层环氧粉末，然后再涂覆上 一层胶黏剂，最后包裹一层聚烯烃。该防腐管道采用多层防腐涂层，不仅有效地提高了管道 的防腐性能，而且赋予材料优良的粘结力。但该材料由于施工工艺繁琐，生产控制比较繁 琐，成本较高，且在焊缝处容易出现挤压减薄现象，造成覆盖层缺陷或产生空鼓，造成阴极 保护死区。主要用于管道外防腐，对于内防腐特别是口径较小的管道，并不适用。
[0004] 为了获得更高的生产效率，近年来旋塑(旋转淋涂）工艺在防腐行业得到了广泛的 应用，实现了管道内壁和小口径管道的重防腐。目前，国内旋塑原料当中线性低密度聚乙 烯所占的比例为93%。在上述高防腐领域中，由于线性低密度聚乙烯耐腐蚀，耐磨，防渗透， 耐热蠕变性方面的缺点，限制了线性低密度聚乙烯的应用。之后，交联聚乙烯开始被应用 到管道防腐领域。专利CN1039039A采用辐射的方法制备了辐射型交联聚乙烯，并将材料 用于油田集输钢制防腐保温管道的补口方面。然而，相对化学交联，辐射交联效率很低，材 料交联度低，无法满足防腐要求，且由于设备限制，很难实现小口径长管道的内防腐。专利 CN1524899A、CN1523052A以线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯复合配料为基础树脂，采用 过氧化物交联工艺制备交联聚乙烯滚塑专用料，该工艺制备的交联聚乙烯具有良好的抗冲 击和耐化学性能，但两种原料都是低密度聚乙烯，原料的热力学强度相对较差，经过交联以 后，密度进一步降低，虽然材料不会被溶解性腐蚀，但容易被溶胀性腐蚀，不适合用于对腐 蚀、阻隔性要求较高的管道，且这种方法制备的管道耐磨性能提高幅度不大，在对耐磨性能 要求较高的粉煤灰、泥沙、粮食输送领域，不建议使用。专利CN 1876706A公布了硅烷交联 聚乙烯塑料的制备方法，该方法广泛应用在抗开裂管材、电缆料方面，但该工艺成型的材料 必须经过水浴(或蒸气浴）后处理，交联所需的水分都是从处界扩散而来。水在聚乙烯等非 亲水性高聚物中的扩散速度慢，而且制品越厚，交联所需的时间越长，需要消耗大量能源， 给硅烷交联聚烯烃工业化带来了很大的不便，增加了工艺流程和成本。另外，无论是过氧 化物工艺还是硅烷工艺的交联聚乙烯，由于基础树脂聚乙烯的固有属性，使得防腐涂层在 高温下虽然不会熔融，但仍然会变软，甚至发生脱壳现象，不能应用在高温介质的防腐环境 中，而且交联工艺控制复杂，增加了设备成型的难度。
【发明内容】
[0005] 发明目的：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂 料的制作和涂刷方法，该复合涂料可使管道防腐层具有优异的刚性和硬度，同时具有优异 的耐化学腐蚀、高阻隔、高耐热，高粘结的性能。
[0006] 技术方案：本发明所述的一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料，该涂料由以下按照 质量份数计量的原料组成： 聚丙烯 100份 弹性体 5-10份 接枝物 5-15份 废旧轮胎粉 5-10份 抗氧剂 0. 2-0. 4份 高效导热剂 0-5份 分散润滑剂 〇-〇. 4份。
[0007] 作为优选，所述聚丙烯选择聚丙烯均聚物或聚丙烯共聚物中的一种或者两种组 合，选择其密度为0. 85-0. 95g/cm3,熔体流动速率为2-20g/10min。
[0008] 作为优选，所述接枝物选择无味聚乙烯接枝马来酸酐、无味乙烯辛烯共聚物接枝 马来酸酐中的一种或者两种的组合。
[0009] 作为优选，所述弹性体选择苯乙烯-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、聚氨酯弹性体、乙烯-丙 烯酸共聚物中的一种或者多种的组合。
[0010] 作为优选，所述废旧轮胎粉的目数不小于100目。
[0011] 作为优选，所述高效导热剂选择纳米级碳化硅、氮化铝、氮化硼、氧化镁、氧化铝及 石墨粉末中的一种或者多种的组合。
[0012] 作为优选，所述分散润滑剂选择乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、褐煤酸、硬脂酸钙、硬 脂酸中的一种或者多种的组合。
[0013] 作为优选，所述抗氧剂选择亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂组成的复合抗氧 齐IJ，其亚磷酸酯类抗氧剂与受阻酚类抗氧剂的重量比为1:0. 3-1:0. 7。
[0014] 同时本发明还公开了上述高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料的制备及涂刷方法，包括 如下步骤： (1) 将聚丙烯预先干燥处理至水分含量低于600ppm，并与弹性体、废旧轮胎粉、抗氧剂、 高效导热剂、分散润滑剂和接枝物按一定质量份数称重，在搅拌机中混合2-10分钟；而后 在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为230-250°C，螺杆转速为300-500rpm，经挤出造粒 后，磨粉50-100目，并将粉料干燥至水分含量低于600ppm ; (2) 用喷砂机对待喷涂的管道表面除锈、去油处理； (3) 将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中加热，待温度达到270-280°C 时，取出管道或设备并开始向管道内填满粉末涂料，放置1-2分钟后，除去管道或设备内 多余的、未熔化的粉料，再次将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中，加热至 240°C，并保温10-20分钟； (4) 停止加热，靠工件的自热将涂层流平，最后冷却至室温即可。
[0015] 有益效果：本发明提供的复合涂料基础树脂为聚丙烯，与目前普遍采用的聚乙烯 相比，涂层材料具有更优异的刚性和硬度，同时具有优异的韧性和抗蠕变性能。本发明提供 的涂料组分中含有极性弹性体，可赋予涂层卓越的粘弹性，使得材料不会因为收缩而产生 脱落和皲裂现象，甚至可实现材料的自愈合。本发明提供的涂料中含有高效导热剂，可以有 效地将涂料所受热量传导给金属管道，提高涂料的耐热性能。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明： 实施例1 一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料，该涂料由以下按照质量份数计量的原料组成： 聚丙烯 100份 乙烯-辛烯共聚物 5份 聚丙烯接枝马来酸酐 5份 100目废旧轮胎粉 5份 复合抗氧剂 0.2份。
[0017] 其中的复合抗氧剂由亚磷酸酯类抗氧剂168与受阻酚类抗氧剂1010按重量比 1:0. 3混合而成。
[0018] 上述高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料的制备及涂刷方法，包括如下步骤： (1) 将聚丙烯预先干燥处理至水分含量低于600ppm，并与弹性体、废旧轮胎粉、抗氧剂、 接枝物按上述质量份数称重，在搅拌机中混合2分钟；而后在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤 出温度为230°C，螺杆转速为350rpm，经挤出造粒后，磨粉50目，并将粉料干燥至水分含量 低于 600ppm ; (2) 用喷砂机对待喷涂的管道表面除锈、去油处理； (3) 将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中加热，待温度达到270°C时，取 出管道或设备并开始向管道内填满粉末涂料，放置1分钟后，除去管道或设备内多余的、未 熔化的粉料，再次将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中，加热至240°C，并保 温15分钟； (4) 停止加热，靠工件的自热将涂层流平，最后冷却至室温即可。
[0019] 实施例2 一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料，该涂料由以下按照质量份数计量的原料组成： 聚丙烯 100份 乙烯-丙烯共聚物 8份 乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐10份 100目废旧轮胎粉 7份 纳米级氮化铝(细度10000目）2份 硬脂酸钙 〇. 2份 复合抗氧剂 〇. 3份 其中的复合抗氧剂由亚磷酸酯类抗氧剂168与受阻酚类抗氧剂1010按重量比1:0. 3 混合而成。
[0020] 上述高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料的制备及涂刷方法，包括如下步骤： (1) 将聚丙烯预先干燥处理至水分含量低于600ppm，并与弹性体、废旧轮胎粉、抗氧剂、 高效导热剂、分散润滑剂和接枝物按上述质量份数称重，在搅拌机中混合5分钟；而后在双 螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为240°C，螺杆转速为400rpm，经挤出造粒后，磨粉60目， 并将粉料干燥至水分含量低于600ppm ; (2) 用喷砂机对待喷涂的管道表面除锈、去油处理； (3) 将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中加热，待温度达到280°C时，取 出管道或设备并开始向管道内填满粉末涂料，放置2分钟后，除去管道或设备内多余的、未 熔化的粉料，再次将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中，加热至240°C，并保 温10分钟； (4) 停止加热，靠工件的自热将涂层流平，最后冷却至室温即可。
[0021] 实施例3 一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料，该涂料由以下按照质量份数计量的原料组成： 聚丙烯 100份 苯乙烯-丁二烯共聚物 10份 聚丙烯接枝马来酸酐 15份 100目废旧轮胎粉 10份 纳米级碳化硅(细度10000目）5份 硬脂酸 〇. 4份 复合抗氧剂 〇. 4份 其中的复合抗氧剂由亚磷酸酯类抗氧剂168与受阻酚类抗氧剂1010按重量比1:0. 3 混合而成。
[0022] 上述高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料的制备及涂刷方法，包括如下步骤： (1) 将聚丙烯预先干燥处理至水分含量低于600ppm，并与弹性体、废旧轮胎粉、抗氧剂、 高效导热剂、分散润滑剂和接枝物按上述质量份数称重，在搅拌机中混合10分钟；而后在 双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为240°c，螺杆转速为450rpm，经挤出造粒后，磨粉80 目，并将粉料干燥至水分含量低于600ppm ; (2) 用喷砂机对待喷涂的管道表面除锈、去油处理； (3) 将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中加热，待温度达到280°C时，取 出管道或设备并开始向管道内填满粉末涂料，放置2分钟后，除去管道或设备内多余的、未 熔化的粉料，再次将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中，加热至240°C，并保 温15分钟； (4) 停止加热，靠工件的自热将涂层流平，最后冷却至室温即可。
[0023] 卜沭各窀施例涮试结里如下表所示：
【权利要求】
1. 一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料，其特征在于：该涂料由以下按照质量份数计量 的原料组成： 聚丙烯 100份 弹性体 5-10份 接枝物 5-15份 废旧轮胎粉 5-10份 抗氧剂 0. 2-0. 4份 高效导热剂 0-5份 分散润滑剂 〇-〇. 4份。
2. 根据权利要求1所述的一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料，其特征在于：所述聚丙 烯选择聚丙烯均聚物或聚丙烯共聚物中的一种或者两种组合，选择其密度为〇. 85-0. 95g/ cm3,烙体流动速率为2-20g/10min。
3. 根据权利要求1所述的一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料，其特征在于：所述接枝 物选择无味聚乙烯接枝马来酸酐、无味乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐中的一种或者两种的 组合。
4. 根据权利要求1所述的一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料，其特征在于：所述弹性 体选择苯乙烯-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、聚氨酯弹性体、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或者多种 的组合。
5. 根据权利要求1所述的一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料，其特征在于：所述废旧 轮胎粉的目数不小于100目。
6. 根据权利要求1所述的一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料，其特征在于：所述高效 导热剂选择纳米级碳化硅、氮化铝、氮化硼、氧化镁、氧化铝及石墨粉末中的一种或者多种 的组合。
7. 根据权利要求1所述的一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料，其特征在于：所述分散 润滑剂选择乙撑双硬脂酰胺、聚乙烯蜡、褐煤酸、硬脂酸钙、硬脂酸中的一种或者多种的组 合。
8. 根据权利要求1所述的一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料，其特征在于：所述抗氧 剂选择亚磷酸酯类抗氧剂和受阻酚类抗氧剂组成的复合抗氧剂，其亚磷酸酯类抗氧剂与受 阻酚类抗氧剂的重量比为1: 〇. 3-1:0. 7。
9. 根据权利要求1-8任意一项所述的一种高粘结高耐温聚丙烯防腐涂料的制备及涂 刷方法，其特征在于：包括如下步骤： (1) 将聚丙烯预先干燥处理至水分含量低于600ppm，并与弹性体、废旧轮胎粉、抗氧剂、 高效导热剂、分散润滑剂和接枝物按一定质量份数称重，在搅拌机中混合2-10分钟；而后 在双螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度为230-250°C，螺杆转速为300-500rpm，经挤出造粒 后，磨粉50-100目，并将粉料干燥至水分含量低于600ppm ; (2) 用喷砂机对待喷涂的管道表面除锈、去油处理； (3) 将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中加热，待温度达到270-280°C 时，取出管道或设备并开始向管道内填满粉末涂料，放置1-2分钟后，除去管道或设备内 多余的、未熔化的粉料，再次将管道或设备至于水平旋转或双向旋转的的装置中，加热至 240°C，并保温10-20分钟； (4)停止加热，靠工件的自热将涂层流平，最后冷却至室温即可。
【文档编号】C09D123/10GK104387853SQ201410647241
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】李云岩, 瞿海德 申请人:南通好的防腐装备有限公司