[發明專利]無溶劑噴涂型聚氨酯管道補口涂料的制備及應用

有效

• 申請號: 201310052675.6
• 申請日: 2013-02-19
• 公開（公告）號: CN103113818A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 陳酒姜;孫漢軍;趙君;崔云霞;孫愛華
• 申請（專利權）人: 海洋化工研究院有限公司
• 主分類號: C09D175/04
• 分類號: C09D175/04;C09D5/08;C08G18/61;F16L58/10
• 代理公司: 北京金富邦專利事務所有限責任公司 11014
• 代理人: 揭玉斌

技術領域

本發明屬于聚氨酯涂料技術領域，具體地說，涉及一種無溶劑噴涂型聚氨酯管道補口涂料的制備及應用。

背景技術

三層聚乙烯復合結構防腐層（3PE）是二十世紀80年代在世界范圍內迅速興起的新型管道防腐材料，隨著3PE的廣泛應用，3PE防腐層補口技術也得到了發展。

國內3PE防腐管道幾乎全部采用聚乙烯熱縮帶進行補口。聚乙烯熱收縮帶施工的難點，主要體現在烘烤過程中對溫度的控制難以達到施工要求，特別是在溫度較低的寒冷季節的施工質量更是難以得到保證。近年來，管道行業在聚乙烯熱縮帶補口技術方面，尤其是補口施工作業工具的研發投入大量人力物力，以期降低施工中人為因素對補口質量的影響因素，但這種努力的效果并不明顯。實際應用中，在管道安裝建設期間和投入運行使用中均發現了質量問題，開挖檢測也發現了補口失效的案例，對管道安全運行構成了潛在的威脅。另外，補口失效部位的大修成本高昂，以西一線為例，一般地段每道口平均要花6000元左右，特殊地段如水網地區，每道口可能要花費上萬元。

在國外，無溶劑聚氨酯涂料被認為是和3PE防腐管道匹配性較好的補口涂層之一，其優點如下：

①與傳統手工烘烤聚乙烯熱收縮套補口技術相比，全自動機械噴涂無溶劑聚氨酯涂料補口技術具有防腐層質量穩定、作業速度快、檢測方便可靠等優點，最大限度地消除了補口防腐層作業過程中人為因素的影響，保證補口防腐層的一致性和可靠性。?

②無溶劑聚氨酯涂料的物理化學性能可允許陰極保護電流滲透涂層，涂層對陰極保護完全沒有屏蔽作用，屬于“失效安全”涂層；

③無溶劑聚氨酯涂料和管道PE防腐層的物理性能接近，在PE搭接面有良好的附著力，能夠長期保持其在PE層上的附著形態，有良好的抗土壤剪切能力；

④無溶劑聚氨酯涂料具有優良的物理化學性能，和鋼管和環氧粉末涂料附著力好，能夠長期抵御土壤腐蝕介質的侵蝕；

⑤無溶劑聚氨酯涂料失效后可以采用現有地面檢測技術探測，這對以后的運行維護和修復至關重要。

無溶劑聚氨酯應用于3PE防腐管線補口已有20年以上的歷史，機械化補口至少有16年以上歷史。據粗略統計，無溶劑聚氨酯涂料用于管道防腐補口的用量已達到200萬個以上。

目前國外有多家公司從事無溶劑聚氨酯補口涂料的研究和應用工作，如美國3M公司、德國TIB公司、英國Spencer公司等。國內關于無溶劑聚氨酯補口涂料的研究工作剛剛開始。

發明內容

本發明公布了一種無溶劑噴涂型聚氨酯管道補口涂料的制備和施工方法，可以代替目前國內3PE管道補口領域廣泛應用的聚乙烯熱收縮帶。

本發明采用下述技術方案：

一種無溶劑噴涂型聚氨酯管道補口涂料，其特征在于：所述聚氨酯涂料由A、R兩組分組成，A組分是由65～90重量份異氰酸酯，10～35重量份氨基有機硅烷合成的半預聚物；R組分是由15～30重量份端羥基擴鏈劑或交聯劑，100～200重量份低聚物多元醇，120～260重量份填料，2～8重量份吸水劑，0.2～1.0重量份催化劑，2～10重量份的助劑等組成。所述A、R兩組分按照異氰酸酯指數為1.1、體積比為1:2.5配合使用。

在本發明的上述技術方案中，還具有以下技術特征：所述A組分半預聚物的自由異氰酸酯基含量在20%～30%。

在本發明的上述技術方案中，還具有以下技術特征：所述的半預聚物中的異氰酸酯為下列的一種或幾種：4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、碳化二亞胺-脲酮亞胺改性的4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、高2,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、多亞甲基多苯基異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、對四甲基苯亞甲基二異氰酸酯等。選取其中的一種或幾種。其官能度在2～2.7之間。

在本發明的上述技術方案中，還具有以下技術特征：

A組分半預聚物中的氨基有機硅烷為N-(ρ-氨乙基)-r-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(b-氨乙基)-g-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(b-氨乙基)-g-氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷等，選取其中的一種或幾種，其官能度為2。

在本發明的上述技術方案中，還具有以下技術特征：R組分中的擴鏈劑包括1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、乙二醇、一縮二乙二醇、1,6-己二醇等，交聯劑包括三羥甲基丙烷、丙三醇、二乙醇胺、三乙醇胺、雙-2-（羥丙基）苯胺等。選取其中的一種或幾種。其官能度在2到4之間。