管材涂料制造技术

一种包括沥青组合物的管材涂料，该沥青组合物通过混合沥青与一种预混合添加剂获得，该预混合添加剂包括ｉ）２０－９０ｗｔ％以添加剂总量为基础的一种或多种乙烯基芳香烃和共轭二烯烃的嵌段共聚物；ｉｉ）１－２０ｗｔ％以添加剂重量为基础的炭黑；ｉｉｉ）１０－７０ｗｔ％以添加剂总量为基础的混合助剂，其中所述沥青组合物可选地含有纤维。本发明专利技术还涉及经涂覆的管材和制备该涂覆管材的方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及管材涂料和制备该涂覆管材的方法。管线是对环境影响最小的长或短距离运输气体、液体和浆液物质的有效工具。通常长和大直径的管线由碳钢制造，它是容易被腐蚀的铁基材料。腐蚀过程是自然发生的，其中铁作为最具反应性的元素之一，由于空气中水和氧的影响会转化为其氧化物形式。该过程几乎对所有的铁质结构有影响，无论其在地上、地下和水中。对于容易接近或位于地面上的铁质结构可通过常规涂覆和其他形式的涂覆来维护。然而通常管线难以接近并必须通过在其上涂覆合适的防腐涂料，以使其在整个运行使用中能免受环境的干扰和破坏。一种常用的防腐保护方法是使用一厚厚的被玻璃纤维、聚酯或混凝土包裹物非必须增强的沥青装饰涂料涂覆。作为进一步抵抗腐蚀的措施，可通过使用阴极保护来使这种高度整体化的涂料得到进一步的支撑。管材涂料可进一步用于制备防水、绝缘或防止压痕破坏的管子。虽然，沥青自身在许多方面表现出是适合用做管材涂料的，但其在物理性能方面仍存在一些固有的缺陷，而十分有待改进。用于管材涂料的沥青必须特别满足一套十分严格的要求。尤其是，如果用于管材涂料的沥青组合物具有良好的高温性能，则是有利的，其使得管材(偶尔)可运送热的物质。此时，沥青组合物有从管子上垂挂或滑脱的趋势。当沥青组合物不具有足够高的抗流动性时，就会发生垂挂和滑脱，这将使管材涂料变形且失去其功能。如WO92/06141所述，用于管材涂料的沥青组合物通常含有非-氢化的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物添加剂。这些添加剂的缺点是组合物的抗流动性一直处于不足。另人惊讶的是，已发现通过沥青与由包含嵌段共聚物、炭黑和混合助剂的预混合添加剂混合可得到沥青组合物，该组合物在高温下具有高抗流动性和高的软化点。US5,036,119公开了将炭黑与一种嵌段共聚物共混和将该炭黑共聚物混合物与沥青结合的技术。但该文件既没有公开也没有教导可将这种沥青组合物用做管材涂料的优点。本专利技术提供了一种包含沥青组合物的管材涂料，该沥青组合物通过混合沥青和一预混合添加剂获得，该预混合添加剂包括i)20-90wt％以添加剂总量为基础的一种或多种乙烯基芳香烃和共轭二烯烃的嵌段共聚物；ii)1-20wt％以添加剂重量为基础的炭黑；以及iii)10-70wt％以添加剂总量为基础的混合助剂；其中所述沥青组合物可选地包括一种填料。本专利技术进一步涉及一种用于制备涂覆管材的方法，其包括a)混合i)1-20wt％的炭黑，ii)20-90wt％的一种或多种乙烯基芳香烃和共轭二烯烃的嵌段共聚物，以及iii)10-70wt％的混合助剂；b)将由a)获得的预混合添加剂与沥青和任选的填料混合；以及c)将步骤b)的沥青组合物用于涂覆管材。此外，本专利技术还涉及被本专利技术的涂料涂覆的管材。在根据本专利技术的组合物中，所述沥青可以是天然沥青或由矿物油中获得的沥青。同样，通过裂解工艺获得的石油衍生物——柏油和煤焦油也可被用做本专利技术的沥青和与不同的沥青共混。适合的沥青的例子包括蒸馏或“直馏”沥青、沉淀沥青，例如丙烷沥青、吹制沥青及其混合物。其他合适的沥青包括一种或多种这些沥青与例如石油提取物(如芳香族提取物、蒸馏物或残渣)的增体剂或与油的混合物。优选的沥青为具有5-100dmm针入度(根据ASTM D5-94测定)的沥青，更优选具有10-90dmm针入度的沥青，最优选具有15-50dmm针入度的沥青。用于本专利技术的嵌段共聚物可通过使用阴离子引发剂或聚合催化剂来制备。这些聚合物可通过本体、溶液或乳液技术制备。这些聚合物具有多种商业用途。通常，当采用溶液阴离子技术时，共轭二烯烃和乙烯基芳香烃的嵌段共聚物可通过使聚合单体顺序与阴离子聚合引发剂接触来制备，该阴离子聚合引发剂如第IA族金属、其烷基、其酰胺、其硅烷醇盐、其萘基金属、其联苯或蒽基衍生物。优选在-150-300℃的温度下于合适的溶剂中使用有机碱金属(如钠或钾)化合物，优选的温度为0-100℃。特别有效的阴离子聚合引发剂为具有如下通式的有机锂化合物RLin其中R为脂肪族、环脂族、芳香族或烷基取代的芳香烃自由基，其具有1-20个碳原子，n为1-4的整数。可被阴离子聚合的共轭二烯烃包括那些含有4-24个碳原子的共轭二烯烃，例如1，3-丁二烯、异戊二烯、戊间二烯、甲基戊二烯、苯基-丁二烯、3，4-二甲基-1，3-己二烯和4，5-二乙基-1，3-辛二烯。优选的共轭二烯烃包括那些含有4-8个碳原子的共轭二烯烃，这些共轭二烯烃单体的例子包括1，3-丁二烯(丁二烯)、2-甲基-1，3-丁二烯(异戊二烯)、2，3-二甲基-1，3-丁二烯、1，3-戊二烯(戊间二烯)和1，3-己二烯。在本专利技术中，异戊二烯和丁二烯是最优选的共轭二烯烃单体，因为它们成本低和容易得到。可被共聚合的乙烯基芳香烃包括乙烯基芳基化合物，如苯乙烯、C1-C4烷基取代的苯乙烯、C1-C4二烷基取代的苯乙烯、C1-C4烷氧基取代的苯乙烯、乙烯基萘和C1-C4烷基取代的乙烯基萘。所述嵌段共聚物可通过任何公知的嵌段聚合和共聚工艺来制备，包括公知的顺序添加单体技术、渐增添加单体技术或偶联技术。正如嵌段共聚领域所公知的，组成递变共聚物嵌段可通过利用共轭二烯烃和乙烯基芳香烃单体的不同共聚反应竞聚率，通过它们的共聚反应中而被引入多嵌段共聚物中。本专利技术的嵌段共聚物可被氢化或非氢化。用于本专利技术的嵌段共聚物可以是线形或径向辐射形，其典型的结构式为A-B-A或(A-B)nY，其中n为2-100的整数，优选2-20的整数、更优选2-6的整数，Y为偶联剂残余物；其中A为聚(乙烯基芳香烃)嵌段，B为聚(共轭二烯烃)嵌段。可用于本专利技术的线形嵌段共聚物可用下列的通式表示Az-(B-A)y-Bxn-C；和n’-C-n”其中A为乙烯基芳香烃嵌段；B为共轭二烯烃或其氢化衍生物嵌段；x和z独立地为0或1；并且n为2，n’和n”都为1；y为1-约15的整数；C为用双官能偶联剂形成的线形聚合物的核心；以及B’为共轭二烯烃嵌段，其中B’可与B相同或不同；如果v为1，z则也优选为1。可用于本专利技术的径向辐射形聚合物可有如下的通式表示n-C；和n’-C-n”其中A、B、x、y和z的定义如上所述；z优选为0；n为3-30的数；C为用多官能偶联剂形成的径向辐射形聚合物的核心；B’为共轭二烯烃嵌段，其中B’可与B相同或不同；且n’和n”为代表每一类型臂数的整数，且n’与n”之和为3-30。优选的是，每个A嵌段的表观重均分子量为3000-70000，同时每个B嵌段优选的表观重均分子量为10000-300000；更优选的是，每一A嵌段的表观重均分子量为5000-50000，每一B嵌段的表观重均分子量为15000-200000；最优选的是，每一A嵌段的表观重均分子量为7000-30000，每一B嵌段的表观重均分子量为45000-120000。嵌段A和B可以是均聚物、无规或组成递变共聚物嵌段，只要每一嵌段中以赋予嵌段特性的单体为主。例如所述嵌段共聚物可含有为苯乙烯/α-甲基苯乙烯共聚物嵌段或苯乙烯/丁二烯无规或组成递变共聚物嵌段的A嵌段，只要该嵌段中各自以乙烯基芳香烃为主。所述嵌段优选单乙烯基单环芳烃，如苯乙烯和α-甲基苯乙烯，且特别优选苯乙烯。以赋予嵌段特性的单体为主意味着大于75wt％的A嵌段为乙烯基芳香烃单体单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括沥青组合物的管材涂料，该沥青组合物通过混合沥青和预混合添加剂获得，该预混合物添加剂包括： ｉ）２０－９０ｗｔ％的以添加剂总量为基础的一种或多种乙烯基芳香烃和共轭二烯烃的嵌段共聚物； ｉｉ）１－２０ｗｔ％的以添加剂总量为基础的炭黑； ｉｉｉ）１０－７０ｗｔ％的以添加剂总量为基础的混合助剂； 其中所述沥青组合物任选地包括填料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GWJ黑莫里科斯，TC德科宁，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]