环氧树脂制剂、填充剂、管道修复材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种环氧树脂制剂、填充剂及其制备方法。以下按重量份数计：本发明专利技术提供的环氧树脂制剂包括环氧树脂30～50份、填充剂20～30份、流动改性剂20～40份、导热抗静电剂1～5份、热量缓释剂1～5份、消泡剂0.5～1份以及活性稀释剂1～5份。本发明专利技术提供的填充剂包括上述环氧树脂制剂以及固化剂制剂，质量比为(8～15):1，该固化剂制剂包括固化剂与固化促进剂，质量比为(9:1)～(7:3)。该填充剂固化温度范围广，流动性好，固化后的产品强度高、韧性高、导热导电性高、无内部气泡缺陷。

Epoxy resin preparation, filler, pipeline repair material and preparation method

【技术实现步骤摘要】
环氧树脂制剂、填充剂、管道修复材料及制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，具体涉及一种环氧树脂制剂、填充剂、管道修复材料及制备方法。
技术介绍
运输石油或天然气的管道可能常会发生穿孔、局部缺陷等问题。英国天然气公司BG、荷兰的Gasunie公司以及美国的Battelle公司等各自独立开发了一种环氧填充套筒技术，可实现对管道的带压修复，修复过程不影响油气的运输，灵活性强。环氧填充套筒技术的核心是环氧树脂填充剂，该填充剂包含环氧树脂和固化剂两个主体部分，外加多种功能助剂以实现支撑和粘接。上述环氧树脂填充剂仍然存在一些缺点。就环氧树脂部分来说，环氧树脂在常温下流动性差，导致产生填充不完全、成品中气泡缺陷多以及施工困难等问题；就固化剂部分来说，常用的芳香胺类固化剂在较低温度下难以固化，在室温或较高温度下固化又因为放热剧烈容易发生爆聚进而影响固化产品形貌和性能，限制了环氧树脂合适的固化温度范围。此外，现有的应用于管道修复的环氧树脂产品本身导热导电性差，又未考虑油气运输过程中的静电和散热问题。这些问题其实是潜在的危险因素。
技术实现思路
针对上述环氧树脂填充剂流动性差、常温或高温易爆聚、固化后产品导热导电性差的问题，有必要提供一种流动性好、不易发生爆聚、固化后产品导热导电性好的环氧树脂制剂，以及可用作管道修复材料的填充剂及其制备方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下。一种环氧树脂制剂，包括以下重量份数的各原料组分：在其中一个实施例中，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂和氢化双酚A型环氧树脂中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述填充剂选自钛白粉，碳酸钙、滑石粉、陶瓷粉、石英粉、硅酸盐和碳化硅中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述流动改性剂选自水泥和硅藻土中的一种或两种。在其中一个实施例中，所述消泡剂选自硬脂酸甘油酯和聚二甲基硅油中的一种或两种。在其中一个实施例中，所述活性稀释剂为单环氧活性稀释剂或多环氧活性稀释剂。更为具体地，所述活性稀释剂选自1,4～丁二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚和烷基缩水甘油醚中的一种或多种。在上述一些实施例中，所述导热抗静电剂选自石墨、炭黑、石墨烯、科琴黑、乙炔黑和铜粉中的一种或多种。在上述一些实施例中，所述热量缓释剂为相变材料，具体地，可选自石蜡、月桂酸和棕榈酸中的一种或多种。本专利技术还提供了一种填充剂，包括固化剂制剂和上述任一实施例所述的环氧树脂制剂，环氧树脂制剂与固化剂制剂的质量比为(8～15):1；所述固化剂制剂包括固化剂和固化促进剂，其质量比为(9:1)～(7:3)。在其中一个实施例中，所述固化剂制剂包括所述固化剂70～90份和所述固化促进剂10～30份。在其中一个实施例中，所述固化剂为芳香胺类固化剂和/或脂肪胺类固化剂，具体地，可选自对苯二甲胺、间苯二甲胺、对苯二胺和己二胺中的至少一种。在其中一个实施例中，所述促进剂为酚醛胺类固化促进剂。本专利技术还提供了一种填充剂的制备方法，包括下述步骤：按照以上任一实施例所述的环氧树脂制剂的各原料组分的配比备料，将其搅拌均匀，得到环氧树脂制剂；按照以上任一实施例所述的固化剂制剂的各原料组分的配比备料，将其搅拌均匀，得到固化剂制剂；所述环氧树脂填充剂包括制备的环氧树脂制剂和固化剂制剂。在使用环氧树脂填充剂之前，将两制剂分开储存，在需要使用时混合均匀后注入待填充的部位，等待其完全固化，即完成其使用过程。整个使用过程简单方便，易于操作。本专利技术还提供了一种包括上述填充剂的管道修复材料。本专利技术还提供了一种使用上述管道修复材料的管道修复方法。专利技术人在上述环氧树脂制剂中别出心裁地引入了热量缓释剂，热量缓释剂可作为暂时的储热材料，暂时吸收固化过程中放出的大量热，使固化过程更为缓和，进而抑制爆聚的发生。专利技术人还考虑到该填充剂可能应用于类似输油或输气管道的场景，需要面对静电聚集和热量聚集两大问题，从安全角度出发在环氧树脂制剂中同时引入导热抗静电剂，提高了环氧树脂制剂固化后的电导率以及导热系数，使得其安全性更佳。并且，引入的热量缓释剂还可以作为热量平衡材料与导热抗静电剂协同作用，在提高材料热导率的同时，还可以在高温时吸收热量，在低温时放出热量，给热量传导提供充足的时间，避免热量大量聚集，也避免局部过冷断裂。此外，包括上述环氧树脂制剂的填充剂还通过引入消泡剂及流动改性剂，使环氧树脂制剂和固化剂制剂混合后流动性能好，具备自流平性能，防止其固化后出现内部气泡缺陷以及填充不完全等情况；通过引入复配固化剂，改善其低温难以固化的问题。该填充剂具备原料成本低、应用温度范围广、流动性好、制备过程简单的优点，其固化后的材料具备韧性高、气泡缺陷少、抗静电、热量传导快等优点，是一种廉价、安全的填充剂和管道修复剂。附图说明图1为实施例1制备的环氧树脂填充剂固化制品平铺表面图。图2为实施例1和对比例5的环氧树脂固化样品压缩后图。其中，左图为实施例1环氧树脂固化样品压缩后的图，右图为对比例1环氧树脂固化样品压缩后的图。图3为实施例1和对比例5的环氧树脂固化样品侧面图。其中，左图为实施例1环氧树脂固化样品侧面图，右图为对比例5环氧树脂固化样品侧面图。图4为实施例1和对比例1～2、4～5的固化后环氧树脂样品在室温时的压缩性能测试图。图5为实施例1和对比例1～5、4～5的固化后环氧树脂样品在-50℃时的压缩性能测试图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关示例对本专利技术进行更全面的描述。示例中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文中所使用的“多”表示两个或两个以上的项目。本专利技术的一个实施例提供了一种环氧树脂制剂，按照重量份数，由包括如下重量份数的各原料组分制备而成。可选地，环氧树脂制剂还可以包括如下重量份数的各组分：作为一个具体示例，环氧树脂可以选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂中的一种或多种。环氧树脂为所述环氧树脂制剂的基体材料，成本低廉，在固化剂的作用下可以快速固化，形成的固体强度虽然高但是韧性差，质脆，在低温下尤其容易断裂。更具体地，环氧树脂可以是双酚A型环氧树脂。双酚A环氧树脂是环氧树脂中产量最大、使用最广的一种品种，因为它有很高的透明度，能与多种固化剂、催化剂及添加剂形成多种性能优异的固化物，几乎能满足各种使用要求。...

【技术保护点】
1.一种环氧树脂制剂，其特征在于，由包括如下重量份数的各原料组分制备而成：/n

【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂制剂，其特征在于，由包括如下重量份数的各原料组分制备而成：





2.根据权利要求1所述的环氧树脂制剂，其特征在于，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂和氢化双酚A型环氧树脂中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的环氧树脂制剂，其特征在于，所述填充剂选自钛白粉，碳酸钙、滑石粉、陶瓷粉、石英粉、硅酸盐和碳化硅中的一种或多种。


4.根据权利要求1所述的环氧树脂制剂，其特征在于，所述流动改性剂选自水泥和硅藻土中的一种或两种。


5.根据权利要求1所述的环氧树脂制剂，其特征在于，所述消泡剂选自硬脂酸甘油酯和聚二甲基硅油中的一种或两种。


6.根据权利要求1所述的环氧树脂制剂，其特征在于，所述活性稀释剂选自1,4～丁二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚和烷基缩水甘油醚中的一种或多种。


7.根据权利要求1～6任一项所述的环氧树脂制剂，其特征在于，所述导热抗静电剂选自石墨、炭黑、石墨烯、科琴黑、乙炔黑和铜粉中的一种或多种。


8.根据权利要求1～6任一项所述的环氧树脂制剂，其特征在于，所述热量缓释剂选自石...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中山，赖少川，许少新，招达明，徐烺，汪涛，刘军，张强，陈萌，罗政，付双梨，钱玉英，杨智韬，
申请(专利权)人：中国石化销售股份有限公司华南分公司，广州华新科智造技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44