[發明專利]快速凝固的環氧樹脂系統和使用所述環氧樹脂系統涂布管道的方法

有效

• 申請號: 201580067951.3
• 申請日: 2015-12-05
• 公開（公告）號: CN107001591B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: A·科爾森;A·沃特金斯;Z·卡瓦迪亞;K·昌
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司
• 主分類號: C08G59/50
• 分類號: C08G59/50;C08G59/66
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務所 11494
• 代理人: 吳培善;王國祥

快速膠凝環氧樹脂系統包括環氧樹脂、某些丙烯酸酯官能化合物以及包括硫醇固化劑和胺固化劑的固化劑混合物。可以獲得遠小于1分鐘的膠凝時間。可以改變丙烯酸酯官能化合物與硫醇固化劑的比率以將所述膠凝時間調節到介于較廣范圍內的精確值。

本發明涉及一種環氧樹脂系統和其使用方法，包括一種使用環氧樹脂配制品涂布管道的方法。

環氧樹脂系統用于多種多樣的應用中。作為基于低分子量原材料的熱固性材料，其適用于許多就地固化應用，其中在所需位置沉積未固化的環氧樹脂系統并且隨后固化。

環氧樹脂系統的局限性在于其反應性。其固化并沒有快速到足以用于某些應用。舉例來說，如果將其沉積在襯底的豎直面或水平襯底的下表面上，那么環氧樹脂系統往往會在其固化到足以承受其自身重量之前滴落或流掉。可以通過提高固化溫度在有限程度上解決此問題，但此途徑不適于大量應用，因為即使施加熱量，固化仍過于緩慢，或者因為沒有實用的方式來供應進行快速固化所需的熱量。

管道修復是所述應用的實例。舉例來說，水管通常埋在地下并且可能保留在地下數十年。在此時間內，管道腐蝕并衰退，使其滲漏并且將腐蝕副產物(如鐵銹粒子)引入水中。如果起初有襯里，那么襯里可能同樣隨時間推移而退化。替換退化的管道需要將其挖出并去除。尤其在城市環境中，此做法的成本幾乎高昂得難以承受。

因此，希望通過實地更換襯里來修復這些老舊管道。這樣做的一種方式是用熱固性樹脂組合物噴涂管道的內表面，所述樹脂組合物隨后就地固化形成新的襯里。固化環氧樹脂具有非常有利的特征，所述特征將使其非常適于此應用。然而，其緩慢的固化速率使其不合格，因為其在膠凝之前從管道頂部和豎直表面流掉。

實際上用于管道修復的噴涂系統通常是聚脲系統，其基于異氰酸酯與胺的反應。異氰酸酯-胺反應非常快，因此那些系統在幾秒內膠凝。已經研發出一些含有環氧樹脂、聚異氰酸酯和胺的混合式系統。異氰酸酯-胺反應提供快速膠凝，其使系統產生足夠物理強度以保持在原地，直到環氧樹脂完全固化。用于修復管道的環氧樹脂和混合式系統的實例描述于(例如)US 5,216,170、US 6,730,353、US 2004-0258836、US 2011-0070387、EP936235A、EP 2495271A、WO 2007/006656、WO 2010/120617、WO 2012/010528和WO 2012/134662中。

聚脲和混合式系統具有一些顯著缺點。一是使用異氰酸酯化合物，其在固化不充分的情況下引發工人接觸和供水系統污染的潛在問題。二是起泡。異氰酸酯化合物與水反應產生二氧化碳。難以在現場，尤其在管道襯里應用中避免此反應，因為水可以來自大氣水分或管道中的殘余水和其它地方。釋放的二氧化碳形成氣泡，其弱化涂層并且可以形成在該處可能出現滲漏的瑕疵。避免這些問題同時保持聚脲和混合式系統的良好膠凝剖面的替代系統將是非常合乎需要的。

EP 502611描述包括環氧樹脂、丙烯酸酯化合物、硫醇固化劑和(在一些情況下)胺固化劑的環氧樹脂系統。丙烯酸酯和硫醇固化劑是具有約400或更大當量的聚合材料，并且胺固化劑(Ancamine^TM 1618)也具有偏高當量。EP 502611中報導膠凝時間低至兩分鐘，但僅在丙烯酸酯化合物含量非常高的情況下出現。

在一個方面，本發明是一種環氧樹脂系統，其包含A面和B面，A面包括：

A-1)環氧樹脂，其每分子平均具有1.8到6個環氧基并且環氧當量是150到300；

A-2)每100重量份的組分A-1)，3到20重量份的聚丙烯酸酯，其每分子平均具有2到8個丙烯酸酯基并且每丙烯酸酯基的當量是80到250；和

A-3)每100重量份的組分A-1)，0到10重量份的聚甲基丙烯酸酯，其每分子平均具有2到8個甲基丙烯酸酯基并且每甲基丙烯酸酯基的當量是95到265；

并且B面包括：

B-1)胺固化劑，其每分子平均具有2到8個胺氫并且胺氫當量是15到100，和