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该环氧粉末涂料耐酸碱,耐高温,抗腐蚀,高附着力、高耐酸碱能力

发表时间:2021-08-25 17:43

环氧树脂因为具备与金属材料板材粘合力好、耐腐蚀性能、耐高温性能出色等优势普遍适用于金属复合材料的防腐蚀行业。传统式的环氧粉末涂料涂层的服现役溫度基本上在100℃下列,伴随着燃气、原油等管路铺装深层的提高及其沿路自然环境的强烈转变,对防腐蚀粉末状涂层的耐高温性能的需求也变得越来越高。特别是在原油的采掘行业中的采用的输油管、防水套管及钻具、特殊行业高溫物质的运输管路及其供暖设备的内防腐蚀等行业中,耐热环氧粉末涂料的要求会更加普遍。

  非晶态聚合物都是有一个玻璃化温度。说白了玻璃化温度,就是指聚合物从玻璃态变化为弹力棉态的溫度,在该溫度下列,聚合物展现玻璃态,在该溫度之上聚合物展现弹力棉态。处在弹力棉态的涂层的紧密性减少,各种各样化学物质如水分、O2等非常容易渗入涂层內部造成涂层出泡乃至掉下来状况。因而要想涂层具备优良的耐腐蚀、耐腐蚀等性能务必是处在玻璃态。因此提升涂层的耐热性能,最先必须提升防腐蚀环氧粉末涂料的玻璃化温度,即Tg值。因此,针对高Tg值的环氧粉末涂料的探讨愈来愈多,各有关专业技术人员也都进行了不一样层面的工作中

1 耐热环氧粉末涂料的配制及环氧树脂的改性材料

  1.1耐热环氧粉末涂料的构成及制取

  环氧粉末涂料的构成包含:环氧树脂、环氧固化剂、颜填充料、流平剂等。环氧粉末涂料的制取全过程如下图所显示:

在其中环氧树脂和环氧固化剂都能危害涂料的玻璃化温度,可是环氧树脂危害的更高。基本的环氧粉末涂料一般用的是一般双酚A环氧树脂,其化学结构式如下图所示。


从图上双酚A环氧树脂的化学结构式得知,该环氧树脂的化学交联反映官能团只坐落于化学式两边,分子结构的聚合度为2,干固化学交联后的涂层相对密度相对性稍低,干固后的玻璃化温度基本上在100℃上下。为了更好地提升涂料的玻璃化温度,能够利用提升环氧树脂分子结构的聚合度提升涂层的交联密度进而提升涂层的玻璃化温度。

1.2环氧树脂的改性材料

  近几年来,大家在环氧树脂的改善层面进行了很多的工作中。Wenjing Zhou[4] 等,以溴化环氧树脂为成胶化学物质,制取了玻璃化温度超过120℃的粉末状涂料。还有酚醛树脂改性材料环氧树脂,则是在一般环氧树脂的生成全过程中引进脲醛树脂开展的改性材料,可以在一定水平上提升涂层的耐高温性能。选用酚醛树脂改性材料环氧树脂制取的涂料的玻璃化温度能够做到130℃之上。酚醛树脂环氧树脂从分子式上提升了环氧树脂的聚合度,进而增强了干固后的交联密度和玻璃化温度。常见的酚醛树脂环氧树脂为邻甲酚酚醛树脂环氧树脂、线形甲酸酚醛树脂环氧树脂和双酚A型酚醛树脂环氧树脂。其化学结构式如下图所显示。选用酚醛树脂环氧树脂的干固玻璃化温度能够做到185℃

在我国国内US9169417[6]和US8937114[7]中各自讲解了一种带有二甲基丙烯酸酯对二甲苯二氧化物的环氧粉末涂料和一种带有双酚环烃化学物质的环氧树脂,干固后的玻璃化温度可以做到196℃和202℃。双丁二烯苯基二氧化物和双酚环十二酮的化学结构式如下图所显示。


自然单纯性提升涂层的Tg值并不可以做为一个真真正正的设备开展运用,环氧树脂聚合度提升可以提升涂层的紧密性,提升涂层的Tg值,相对应的产生涂层全过程中形成的热应力也会提升,进而使涂层对材料的粘合力有一定的危害,再再加上涂层延性的扩大,导致涂层的耐冲击性能的减少。因而在商品运用上需要考虑到应用自然环境选用适度的商品[8],并并不是Tg值越高越好。

2 耐热环氧粉末涂料在石油开采行业的运用

  2.1在我国石油开采用钻具及油防水套管内涂层技术标准

  石油开采环节中采用的钻具、输油管及防水套管。ISO11961-2018《石油和天然气工业-钻杆》,和ISO11960-2014《石油和天然气工业-井下用油管或套管》,中明文规定了钻具和油、防水套管都需要开展內外防腐蚀解决。在我国对用以石油开采的钻头和油、防水套管的质量管理层面拟定了两种国家标准,各自为SY/T0544-2016《原油钻具内涂层技术性标准》和SY/T6717-2016《输油管和防水套管内涂层技术性标准》。实际性能指标以下表所显示。

伴随着地底深层的提升,溫度工作压力都是会相对提升,地球上的均值温度场为3℃/100m,工作压力受各种各样自然环境的危害较为复杂,例如液体密度,液体流动速度、溶岩构成这些,但整体而言,矿井工作压力会在几十Mpa,因此涂层的耐温髙压性能十分关键。从规范的检验新项目还可以看得出,规范上关键要求了在一定自然环境下的耐温髙压性能的检测,在其中偏碱自然环境的检测规定在148℃,70MPa下涂层无其他转变。事实上这一规定仅仅一个基本上标准,针对石油开采,矿井的自然环境会更为繁杂,矿井不仅超高压高温并且还带有各种各样浸蚀物质如O2、H2S,CO2及其沙浆添加物(包含有机化学的和无机物的等化学物质)都是会增强对涂层的毁坏。

  2.2耐热环氧粉末涂料的品质点评

  针对高玻璃化温度的环氧粉末涂料的质量管理,现阶段尚未确立的标准规范做为根据。现阶段国内在此项工作上仅有前边提及的二项规范能够参照。可是地底自然环境具备多元性、恶劣性的特性,针对涂层的安全防护功能和服现役使用寿命的判断是专业人士都十分关注的难题。如今世界各国或是各大企业的科学研究机构也都对该工作中完成了科学研究。对涂层开展耐热髙压检测是一项较为立即的反映涂层性能的测试标准,科学研究工作人员一致觉得“JO Wafra”检测标准[9]为最严格的超高压高温检测,该标准列于表3中。检测后涂层不出泡、不澎涨、对板材具备不错的粘合力做为衡量规范。

此外,增加超高压高温的检测時间,可以高效地评定涂层的性能。有学者提到将超高压高温检测时长增加至六十天,理论上,超高压高温检测的时间段越长,测定結果的稳定性越强。可是该方式检测时间长,并且检测花费很高。据Traylor[10]统计分析,检测花费以下表所显示。


从以上中的信息看得出,超高压高温检测六十天必须25000美金的花费。在中国,超高压高温检测花费也很高,检测24小时的超高压高温花费大约三万元上下。時间和花费全是必须考虑到的难题,因此世界各国研发人员也在充分勤奋地找到好的评定对策,来合理地对高Tg环氧粉末涂料的产品质量完成检测与点评。Traylor[10] 报导了一种迅速经济发展的检验涂层耐腐蚀功能的方式 。依据当场工作经验和试验室研究表明,具备优良隔绝性能的高安全防护涂层具备高的电阻器。因此选用光电催化特性阻抗(EIS)的方式 ,检测高玻璃化温度的涂层的耐腐蚀工作能力,发觉LogZ值在9-11范畴内,觉得该涂层具备良好的耐腐蚀工作能力。

  3 耐热环氧粉末涂料的发展趋向

  环氧粉末涂料在防腐蚀行业尤其是重防腐行业中的使用早已60很多年了,60年前铺装的管路如今仍在服现役,表明了环氧树脂涂层耐腐蚀性能的出色。耐热环氧粉末涂料综合性了环氧粉末涂料的对金属材料板材高粘合力、高耐腐蚀工作能力和耐热的优势。与此同时,伴随着市场的需求和技术实力的持续提升 ,耐热环氧粉末涂料的要求将越来越大,运用范畴也会更加普遍。不但在石油开采与勘查行业,在其它行业的高溫物质的输送管道路的内、外防腐蚀层面运用也在持续升高,针对耐热环氧粉末涂料的质量管理方式也会愈来愈科学规范。

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