无溶剂环氧输油气管内低表面处理防腐减阻涂料的研制

data-full-width-responsive="true"> 0 前言天然气具有绿色环保、安全可靠、使用方便、经济实惠等特点受到广大用户的青睐。我国拥有10 000多千米天然气输气管线，天然气中含有H2S、CO2、油、水、固体小颗粒等腐蚀因子，这些腐蚀因子不但会对管内壁造成点腐蚀、电化学腐蚀、多相流体腐蚀，同时也增加界面阻力，降低使用寿命和输气效率。为了提高输气管内壁的防腐性能和输送效率，需要涂敷防腐减阻涂料。目前使用的防腐减阻涂料多为溶剂型涂料，其不但浪费能源，而且还会污染环境、伤害人身健康，存在安全隐患。因此，无溶剂型、水性、粉末等环保型涂料逐步代替溶剂型涂料已成趋势。本研究以液态环氧树脂、稀释剂为基体树脂，以腰果壳液改性酚醛胺为固化剂，以复合铁钛粉、磷酸锌、氧化铁红、聚四氟乙烯、沉淀硫酸钡、陶瓷微珠等为填料，在多种功能助剂的配合下制备成无溶剂环氧输油气管内低表面处理防腐减阻涂料。该涂料集带锈带油、带湿涂装为一体，具有防腐、减阻、耐磨等特性。1 试验部分11 原材料成膜树脂：液态环氧树脂DER 351(双酚A/双酚F=50/50，环氧当量169-181，DOW)；固化剂：腰果壳液改性酚醛胺NX2007(卡德莱)；活性稀释剂：苯基缩水甘油醚、腰果酚缩水甘油醚(美东)；非活性稀释剂NX2020(卡德莱)；颜填料：复合铁钛粉(无锡万达)、磷酸锌、氧化铁红、沉淀硫酸钡(市售)、聚四氟乙烯(大金)、陶瓷微珠(3M)等；助剂：分散剂、消泡剂、偶联剂、流平剂、防沉剂、铁锈稳定剂、防锈渗透剂、表面活性剂等(市售)。12 参考配方无溶剂环氧输油气管内低表面处理防腐减阻涂料参考配方见表1。13 制备方法A组分：将环氧树脂、活性稀释剂、润湿分散剂、消泡剂、偶联剂等按比例称重，加入分散罐中于300 r/min下分散30 min，加入颜填料、铁锈稳定剂、防锈渗透剂，在800 r/min下分散60 min，再降低搅拌速度到300 r/min加入表面活性剂、流平剂和防尘剂，搅拌90min后用80目滤网过滤、包装。B组分搅拌均匀、装桶。14 涂膜试片的制备试片基材的选择：以符合GB 912的普通低碳钢为基材，尺寸为750 mm500 mm250 mm；以符合GB 2520的马口铁为基材(测柔韧性)，尺寸为1000 mm500 mm02 mm；选用低碳钢底材按GB927188进行前处理，置于柴油中浸泡5 d后取出，用脱脂棉擦拭除去过多的油脂，使其表面留有一层薄薄的油膜，作为带油涂装试片；再选用表面留有一层氧化膜的低碳钢，用砂纸打磨平整，使表面明显保留锈层，以作为带锈涂装试片。涂装：根据GB 172792于25 ℃、湿度在60%左右之下进行涂装，涂膜厚70～80 m，在(252) ℃下放置7 d后，测试其性能。15 性能测试按照相关标准对无溶剂环氧输油气管内低表面处理防腐减阻涂料进行测试，其结果见表2。2 结果与讨论21 基料树脂的选择输油气管内低表面处理防腐减阻涂料应该具有以下特性：涂膜致密性好，防腐性能优良；耐压性良好，涂装施工方便，耐温性能良好，附着力强，化学结构稳定，耐磨性好，具有一定硬度，光滑阻力小，同时具有可带锈、带油、带湿涂刷特点。环氧树脂的开环反应受水影响较小，环氧树脂分子含有大量的极性基团，较容易置换掉被涂物表面水分子，对各种底材附着力好，且固化物体积收缩率低，仅2%左右。环氧树脂具有力学性能好、黏结强度高、综合性能优异的特点，广泛应用于防腐蚀涂料领域。制备无溶剂环氧防腐涂料时，必须选择低相对分子质量、低黏度液态环氧树脂，如国产618或E51、壳牌EPOIN828、陶氏DER331、南亚128等液态环氧树脂，这些树脂制备的无溶剂环氧涂料一般黏度偏高、交联密度偏低；DER351环氧树脂由50%双酚A与50%双酚F构成，环氧当量为169～181，综合了双酚F型和双酚A型环氧树脂的优点，且价格适中，适宜作无溶剂环氧防腐涂料的基料树脂。DER351环氧树脂黏度低，固化收缩率低，较强的金属附着力，较好的耐化学品性和耐油性，极强的耐碱性以及综合性能优异，相对分子质量小，固化物交联密大，分子链中羟基含量较少，耐水抗渗性较好，且施工使用期较长，各种性能较好，适宜作无溶剂型环氧涂料的基料。