一種提高三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層粘結(jié)性的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層粘結(jié)性的方法，屬于埋地長(zhǎng)輸管道補(bǔ)口防腐【技術(shù)領(lǐng)域】。所述方法包括：先對(duì)三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行清潔和極化處理，然后均勻涂敷含有特定組成配比的硅烷偶聯(lián)劑處理液，待處理液完全揮發(fā)后，涂敷液體補(bǔ)口涂料并進(jìn)行加熱。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層之間以化學(xué)鍵粘結(jié)，從而不僅提高了管道補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層間的初始附著力，也使其具有了長(zhǎng)期防腐性能，滿足了埋地長(zhǎng)輸管道長(zhǎng)期服役的需求。
【專利說明】一種提高三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層粘結(jié)性的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及埋地長(zhǎng)輸管道防腐補(bǔ)口【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種提高三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層粘結(jié)性的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)距離油氣管道是通過多個(gè)管道連接而成，管道外設(shè)有防腐層，為了施工過程中焊接的方便，在管道連接處會(huì)有一定長(zhǎng)度不進(jìn)行防腐處理，需要進(jìn)行補(bǔ)口防腐處理。管道補(bǔ)口防腐質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響管道的整體防腐或保溫質(zhì)量，補(bǔ)口防腐技術(shù)是長(zhǎng)輸管道防腐質(zhì)量控制的關(guān)鍵。
[0003]目前輸油輸氣管道干支線防腐層大部分采用三層聚乙烯防腐層，在現(xiàn)有各種補(bǔ)口材料中，液體涂料補(bǔ)口技術(shù)因具有涂裝過程簡(jiǎn)單，修補(bǔ)容易，檢驗(yàn)結(jié)果可靠，沒有陰極保護(hù)電流屏蔽等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展迅速。
[0004]在使用液體涂料對(duì)三層聚乙烯防腐的管道進(jìn)行補(bǔ)口防腐處理時(shí)，存在以下問題:聚乙烯為典型的非極性材料，表面能低。而液體環(huán)氧補(bǔ)口涂料固化后的環(huán)氧涂層是含有醚鍵、羥基和氨基的高度交聯(lián)的極性材料，液體聚氨酯補(bǔ)口涂料固化后的涂層是含有醚鍵、和氨基甲酸酯基的交聯(lián)極性材料，環(huán)氧涂層和聚氨酯涂層的內(nèi)聚能和表面能遠(yuǎn)超過聚乙烯，導(dǎo)致補(bǔ)口搭接區(qū)的三層聚乙烯防腐層和液體涂層間形成的分子間作用力低，相互間的粘結(jié)力弱。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，采用聚乙烯表面粗糙化、極化處理或者兩種方式結(jié)合的方法，在三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層之間提供機(jī)械嵌合力、范德華力以及氫鍵作用等來增強(qiáng)補(bǔ)口搭接區(qū)涂層間的粘結(jié)力。
[0006]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:埋地長(zhǎng)輸鋼質(zhì)管道在服役期間會(huì)受到水分、溫度及土壤應(yīng)力等多種因素的共同作用，使補(bǔ)口防腐涂層遭到破壞，埋地長(zhǎng)輸鋼質(zhì)管道服役時(shí)間越長(zhǎng)，補(bǔ)口防腐涂層遭到破壞的可能性越大，因此，對(duì)于服役期長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的埋地長(zhǎng)輸鋼質(zhì)管道，補(bǔ)口搭接區(qū)的涂層需要具有長(zhǎng)期防腐的性能，才能確保補(bǔ)口處防腐的質(zhì)量。而現(xiàn)有技術(shù)雖然能夠增加聚乙烯層與液體補(bǔ)口涂層間的初始粘結(jié)力，但是不能確保其長(zhǎng)期防腐性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種提高三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層粘結(jié)性的方法，所述方法包括:
[0008]先對(duì)三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行清潔處理和極化處理，然后涂敷硅烷偶聯(lián)劑處理液，待硅烷偶聯(lián)劑處理液完全揮發(fā)后，在所述的三層聚乙烯涂層表面涂敷液體涂料，并進(jìn)行加熱，所述硅烷偶聯(lián)劑處理液包括硅烷偶聯(lián)劑、去離子水和醇。
[0009]進(jìn)一步的，所述硅烷偶聯(lián)劑處理液的重量配比為:硅烷偶聯(lián)劑0.2%~10%,去尚子水0.1 %~20%，醇溶劑70%~99.5%。
[0010]進(jìn)一步的，所述硅烷偶聯(lián)劑處理液的制備方法為:將所述硅烷偶聯(lián)劑加入到醇溶劑中，然后加入去離子水，攪拌10-20min,混合均勻，并放置1_5天。
[0011]優(yōu)選的，所述三層聚乙烯涂層表面涂敷液體涂料，并進(jìn)行加熱，具體為三層聚乙烯涂層表面涂敷液體環(huán)氧涂料，并加熱到70~260°C,保持30s~30min。
[0012]優(yōu)選的，所述液體環(huán)氧涂料為雙組份無溶劑液體環(huán)氧涂料。
[0013]優(yōu)選的，所述三層聚乙烯涂層表面涂敷液體聚氨酯涂料，并進(jìn)行加熱，具體為三層聚乙烯涂層表面涂敷液體聚氨酯涂料，并加熱到45~200°C，保持20s~20min。
[0014]優(yōu)選的，所述液體聚氨酯涂料為雙組份無溶劑液體聚氨酯涂料。
[0015]具體的，所述清潔處理包括表面灰塵清除、火焰拉毛或者機(jī)械噴砂中的一種或幾種。
[0016]具體的，所述極化處理包括火焰極化處理、介質(zhì)阻擋常壓電暈裝置極化處理或常壓低溫射流等離子裝置極化處理中的一種或幾種。
[0017]具體的，所述涂覆包括手工刷涂或者機(jī)械噴涂中的一種或兩種。
[0018]具體的，所述加熱包括火焰噴槍加熱、中頻加熱或紅外線加熱中的一種或幾種。
[0019]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0020]本發(fā)明經(jīng)過對(duì)三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行清潔和極化處理，然后涂敷含有特定組成配比的硅烷偶聯(lián)劑處理液和液體涂料，并對(duì)液體涂料進(jìn)行加熱，使三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層分別與硅烷偶聯(lián)劑處理液之間形成化學(xué)鍵，實(shí)現(xiàn)了三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層之間以化學(xué)鍵粘結(jié)，從而不僅提高了管道補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層間的初始附著力，也使其具有了長(zhǎng)期防腐性能，滿足了埋地長(zhǎng)輸管道長(zhǎng)期服役的需求。

【具體實(shí)施方式】
[0021]首先制備硅烷偶聯(lián)劑處理液，所述硅烷偶聯(lián)劑處理液的組成配比為:硅烷偶聯(lián)劑、去離子水和醇溶劑重量配比為硅烷偶聯(lián)劑0.2%~10%，去離子水0.1 %~20%，醇溶劑70%~99.5%。所述硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選Y - (2，3-環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)和Y-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)中的一種或兩種的混合物；所述醇為含有I~6C的伯醇或仲醇中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選無水乙醇；將所述硅烷偶聯(lián)劑加入到醇溶劑中，然后加入去離子水，攪拌10-20min，混合均勻，并放置1_5天。
[0022]其次將按照上述方法制備的硅烷偶聯(lián)劑處理液用于提高三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層粘結(jié)性，包括以下步驟:
[0023] 先對(duì)三層聚乙烯防腐涂層表面進(jìn)行清潔和極化處理，使聚乙烯表面產(chǎn)生羧基；所述清潔和極化處理可以采用現(xiàn)有技術(shù)完成。然后均勻涂敷所述硅烷偶聯(lián)劑處理液，硅烷偶聯(lián)劑處理液發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生硅醇基團(tuán)，硅醇基團(tuán)相互間發(fā)生縮聚反應(yīng)，形成化學(xué)鍵連接的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)硅醇基團(tuán)和三層聚乙烯防腐涂層表面的羧基發(fā)生硅醇縮合反應(yīng)，形成化學(xué)鍵；所述涂敷的方式和厚度可以采用現(xiàn)有技術(shù)完成。待處理液完全揮發(fā)后，涂敷液體環(huán)氧或者液體聚氨酯補(bǔ)口涂料，并進(jìn)行加熱；所述涂敷和加熱方式可以采用現(xiàn)有技術(shù)，如果三層聚乙烯防腐涂層表面涂敷液體環(huán)氧涂料，加熱溫度為70~260°C，加熱時(shí)間為30s~30min，環(huán)氧補(bǔ)口涂料中的環(huán)氧基和硅烷偶聯(lián)劑處理液中的胺基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵；如果三層聚乙烯防腐涂層表面涂敷液體聚氨酯涂料，加熱溫度為45~200°C，加熱時(shí)間為20s~20min，聚氨酯補(bǔ)口涂料中的異氰酸酯會(huì)和硅烷偶聯(lián)劑中的胺基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵。
[0024]采用本實(shí)施例所提供的提高三層聚乙烯防腐涂層補(bǔ)口粘結(jié)性的方法，采用拉拔法測(cè)試，在三層聚乙烯防腐涂層表面涂敷的液體補(bǔ)口涂料對(duì)聚乙烯基材的初始附著力一般大于14Mpa，并且均為環(huán)氧或者聚氨酯內(nèi)聚破壞。特別是在經(jīng)過90°C高溫?zé)崴?0天或45天后，補(bǔ)口涂層與PE基材的附著力仍舊在5Mpa以上，因此通過硅烷偶聯(lián)劑處理液分別與三層聚乙烯防腐涂層和液體補(bǔ)口涂層間形成化學(xué)鍵，提高了補(bǔ)口搭接區(qū)三層聚乙烯防腐涂層和液體補(bǔ)口涂層之間的粘結(jié)性能。
[0025]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，硅烷偶聯(lián)劑處理液的組成配比和制備參數(shù)如表1所示，硅烷偶聯(lián)劑處理液用于提高涂層補(bǔ)口搭接區(qū)的粘結(jié)性的操作條件和實(shí)施效果如表2所示。
[0026]表1硅烷偶聯(lián)劑處理液的組成配比和制備參數(shù)
[0027]

【權(quán)利要求】
1.一種提高三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層粘結(jié)性的方法，其特征在于，所述方法包括: 先對(duì)三層聚乙烯涂層表面進(jìn)行清潔處理和極化處理，然后涂敷硅烷偶聯(lián)劑處理液，待硅烷偶聯(lián)劑處理液完全揮發(fā)后，在所述的三層聚乙烯涂層表面涂敷液體涂料，并進(jìn)行加熱，所述硅烷偶聯(lián)劑處理液包括硅烷偶聯(lián)劑、去離子水和醇。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑處理液的重量配比為:硅烷偶聯(lián)劑0.2%~10%，去離子水0.1%~20%，醇溶劑70%~99.5%。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑處理液的制備方法為:將所述硅烷偶聯(lián)劑加入到醇溶劑中，然后加入去離子水，攪拌10-20min，混合均勻，并放置1_5天。
4.如權(quán)利要求1所述的提高三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層粘結(jié)性的方法，其特征在于，所述三層聚乙烯涂層表面涂敷液體涂料，并進(jìn)行加熱，具體為:三層聚乙烯涂層表面涂敷液體環(huán)氧涂料，并加熱到70~260°C,保持30s~30min。
5.如權(quán)利要求4所述的提高三層聚乙烯涂層和液體補(bǔ)口涂層粘結(jié)性的方法，其特征在于，所述液體環(huán)氧涂料為雙組份無溶劑液體環(huán)氧涂料。
6.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述三層聚乙烯涂層表面涂敷液體聚氨酯涂料，并進(jìn)行加熱， 具體為:三層聚乙烯涂層表面涂敷液體聚氨酯涂料，并加熱到45~200°C，保持20s~20min。
7.如權(quán)利要求6所述方法，其特征在于，所述液體聚氨酯涂料為雙組份無溶劑液體聚氣酷涂料。
8.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述清潔處理包括表面灰塵清除、火焰拉毛或者機(jī)械噴砂中的一種或幾種。
9.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述極化處理包括火焰極化處理、介質(zhì)阻擋常壓電暈裝置極化處理或常壓低溫射流等離子裝置極化處理中的一種或幾種。
10.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述涂覆包括手工刷涂或者機(jī)械噴涂中的一種或兩種。
11.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述加熱包括火焰噴槍加熱、中頻加熱或紅外線加熱中的一種或幾種。
【文檔編號(hào)】C09J5/02GK104073176SQ201310097418
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月25日
【發(fā)明者】劉強(qiáng), 孫玉偉, 徐昌學(xué), 白樹彬, 王成強(qiáng), 李建忠, 李會(huì), 劉廷俊, 王超 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油天然氣管道局