一种多功能焊缝防腐蚀涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能焊缝防腐蚀涂料及其制备方法，涉及功能涂料及其制备方法技术领域，涂料包括树脂载体、无溶剂石墨烯胶体、胶体型钛基金属软物质、辅助料、稀释制剂、固化助剂、增韧助剂。本发明专利技术提供的多功能焊缝防腐蚀涂料不但能够单独仅仅保护焊缝局部防腐蚀，而且能够成功应用于大型工业装置的焊缝。不仅适用碳钢，还适用于不锈钢、铝合金。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能焊缝防腐蚀涂料及其制备方法
本专利技术涉及功能涂料及其制备方法
，特别涉及一种多功能焊缝防腐蚀涂料及其制备方法。
技术介绍
上世纪80年代初，因为吉化公司大型高压高温不锈钢设备焊接处点蚀引发的应力腐蚀破坏事故，引起我们对焊缝腐蚀极大关注，我们也对此进行了深入研究，所有设备的优先腐蚀区都是在焊缝及其热影响区发生，从此，在解决重大装备腐蚀时，我们都会把解决焊缝腐蚀放在优先考虑的地位，在防腐涂层设计上，要确保焊缝处的耐蚀性达到或高于基材表面的耐蚀性。如酸性储罐的焊缝处应力腐蚀渗漏、油储罐焊缝处FeS自燃等，均因此而取得较理想的效果。我国大口径螺旋焊接管道制造技术已经达到世界先进水平,已成为我国油气输送的主要管道。但是随着原油、天然气含硫量的提高，对于输送管道的腐蚀威胁越来越大，尤其焊缝处的腐蚀更为突出，面对国家长输油气管道使用后检查表明，几乎所有漏点都发生在焊缝区，可见焊缝处的优先腐蚀仍然是输送管道泄漏的主要原因，为了降低泄漏率，延长输送管道的在役寿命，保证油气输送的安全，必须对焊缝的防护给与足够的重视。目前，消除焊缝及其热影响的优先腐蚀，普遍采用的方法有热处理、焊缝的钝化处理等。但是，这些方法对于大型设备来说是不具备实用性的。目前也有关焊缝涂料的报道，但未见到大工业装置应用的成功案例(如海洋钻井平台、舰船、石油化工的储罐、管道等的焊缝)，因为以往的焊缝涂料仅仅是一种加强型焊缝底漆，并不能单独仅仅保护焊缝局部，防腐蚀。
技术实现思路
为解决以往焊缝防腐蚀处理方法或焊缝涂料不能成功应用于大型工业装置焊缝防腐蚀的问题，本专利技术提供一种多功能焊缝防腐蚀涂料及其制备方法，该涂料不但能够单独仅仅保护焊缝局部防腐蚀，而且能够成功应用于大型工业装置的焊缝。首先，本专利技术提供一种多功能焊缝防腐蚀涂料，按质量份数计，包括以下组分：树脂载体3～12份；无溶剂石墨烯胶体1～5份；胶体型钛基金属软物质10～40份；辅助料5～10份；稀释制剂3～30份；固化助剂2～15份；增韧助剂1～18份。优选地，上述树脂载体为E型环氧树脂、多功能环氧树脂、F型环氧树脂中的一种或二种以上。优选地，上述辅助料为SiC、滑石粉、云母粉或金刚石粉中的一种或二种以上；稀释制剂为环氧树脂活性稀释剂L-102、501AGE、692中的一种或二种以上；固化助剂为芳香胺、脂肪族多胺、聚酰胺中的一种或二种以上；增韧助剂为低分子聚酰胺、液体硅橡胶、聚酰亚胺中的一种或二种以上。优选地，上述无溶剂石墨烯胶体的制备方法为：①取石墨烯、交联剂或偶联剂、载体混合均匀，②将①所得混合物加入到料罐中，研磨，获得石墨烯聚合物初聚物；③向②所得石墨烯聚合物初聚物中加入防絮凝剂、防沉淀剂，经高能研磨机研磨获得无溶剂石墨烯胶体。优选地，上述无溶剂石墨烯胶体的制备方法中，所述石墨烯为氧化石墨烯或物理法石墨烯；所述交联剂或偶联剂为2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷(双25)、钛酸酯或DCP；所述载体为环氧树脂、增塑剂或环氧树脂活性稀释剂，包括环氧树脂F51、E51、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛脂、磷酸酯、环氧树脂活性稀释剂501、600、692等；所述防絮凝剂为聚丙烯酰胺、EfkaLP-9009(埃弗卡化学公司添加剂，型号EfkaLP-9009)、BEVLOID6721(荣宏消泡剂，型号BEVLOID6721)等；所述防沉淀剂为聚乙烯蜡、聚酰胺蜡等，包括易分散聚乙烯蜡德谦202P、聚酰胺蜡6900-20X、聚酰胺蜡4400-20X等。优选地，上述无溶剂石墨烯胶体的制备方法中的各组分试剂的用量，按质量份数计为：石墨烯3～10份、交联剂或偶联剂0.1～0.5份、载体100～200份、防絮凝剂0.03～0.10份、防沉淀剂0.1～0.8份。优选地，上述无溶剂石墨烯胶体的制备方法中的各组分试剂的用量，按质量份数计为：石墨烯3～10份、载体100～200份、防絮凝剂0.03～0.10份、防沉淀剂0.1～0.8份；步骤①中交联剂或偶联剂的用量还可以通过以下方法计算得到：所述交联剂或偶联剂有利于物质中的羟基和氨基连接起来，增加反应接触面积，所述的交联剂或偶联剂根据实验中反应的速率快慢来增减用量，根据以下公式得到实验反应速率：公式中S为实验反应速率，c为反应生成物的量，Vt反应容器的体积，R为反应物的大小，T为反应时的温度，为对一个带有θ函数f(θ)做积分，且θ的取值为0到π为圆周率，lg是以10为底的对数，t为反应时间；在上述公式基础上，根据反应的速率判断反应的快慢，首先前期设定一个初始反应速率，当实验时的反应速率大于初始反应速率时，在其基础上减少交联剂或偶联剂的用量，当实验时的反应速率小于初始反应速率时，在其基础上增加交联剂或偶联剂的用量。优选地，上述无溶剂石墨烯胶体的制备方法中，所述料罐为石墨烯聚合物制备专用设备的料罐，在专利CN201821944605.6中公开。优选地，上述无溶剂石墨烯胶体的制备方法中，步骤②中所述研磨时间为1～4h；步骤③中所述研磨时间为2～5h。优选地，上述胶体型钛基金属软物质的制备方法为：1)将钛粉、粉碎剂、助粉碎剂、分散剂、软物质载体高速搅拌混合均匀，加入到粉碎机料罐中进行粉碎研磨，获得钛基软物质初聚物；2)向步骤1)所得钛基软物质初聚物中加入防絮凝剂、防析出剂和防沉淀剂，用卧式球磨机胶体化处理，获得胶体型钛基金属软物质。优选地，上述胶体型钛基金属软物质的制备方法中，高速搅拌为机械搅拌，速度为250～350rpm。优选地，上述胶体型钛基金属软物质的制备方法中，钛粉为海绵钛粉、氢化钛粉或合金钛粉，钛含量大于99.5wt％；所述粉碎剂质量为钛粉质量的5～10％，助粉碎剂质量为钛粉质量的5～10％，分散剂质量为钛粉质量的0.5～3％，软物质载体质量为钛粉质量的1～5倍；所述防絮凝剂质量为钛粉质量的0.1～0.2％，防析出剂质量为钛粉质量的0.2～0.3％，防沉淀剂质量为钛粉质量的2.5～4％。优选地，上述胶体型钛基金属软物质的制备方法中，所述粉碎剂为低分子量环氧树脂、低分子量含硫橡胶中的一种或二种以上；助粉碎剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂一种或二种以上；分散剂为HT-A10、HT-5168、HT-508中的一种或二种以上；软物质载体为溶剂、环氧活性稀释制剂、交联剂或偶联剂中的一种或二种以上，包括甲苯、二甲苯、甲醇、丁醇、环氧活性稀释制剂AGE、501、692、L-102、钛酸酯偶联剂LK-Ti501；防絮凝剂为聚丙烯酰胺或油性磺酸胺；防析出剂为硬脂酸；防沉淀剂为BYK410或R972中的一种或二种的混合物。优选地，上述胶体型钛基金属软物质的制备方法中，步骤1)所述高速搅拌时间为10～40min，粉碎研磨时间为3～6h。优选地，上述胶体型钛基金属软物质的制备方法中，步骤2)所述胶体化处理时间为3～4h。第二，本专利技术还提供上述多功能焊缝防腐蚀涂料的制备方法，包括以下步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能焊缝防腐蚀涂料，其特征在于：按质量份数计，包括以下组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能焊缝防腐蚀涂料，其特征在于：按质量份数计，包括以下组分：





2.根据权利要求1所述的多功能焊缝防腐蚀涂料，其特征在于：所述树脂载体为E型环氧树脂、多功能环氧树脂、F型环氧树脂中的一种或二种以上。


3.根据权利要求1所述的多功能焊缝防腐蚀涂料，其特征在于：所述辅助料为SiC、滑石粉、云母粉或金刚石粉中的一种或二种以上；稀释制剂为环氧树脂活性稀释剂L-102、501AGE、692中的一种或二种以上；固化助剂为芳香胺、脂肪族多胺、聚酰胺中的一种或二种以上；增韧助剂为低分子聚酰胺、液体硅橡胶、聚酰亚胺中的一种或二种以上。


4.根据权利要求1所述的多功能焊缝防腐蚀涂料，其特征在于：所述无溶剂石墨烯胶体的制备方法为：①取石墨烯、交联剂或偶联剂、载体混合均匀，②将①所得混合物加入到料罐中，研磨，获得石墨烯聚合物初聚物；③向②所得石墨烯聚合物初聚物中加入防絮凝剂、防沉淀剂，经高能研磨机研磨获得无溶剂石墨烯胶体。


5.根据权利要求4所述的多功能焊缝防腐蚀涂料，其特征在于：所述无溶剂石墨烯胶体的制备方法中的各组分试剂的用量，按质量份数计为：石墨烯3～10份、交联剂或偶联剂0.1～0.5份、载体100～200份、防絮凝剂0.03～0.10份、防沉淀剂0.1～0.8份。


6.根据权利要求4所述的多功能焊缝防腐蚀涂料，其特征在于：所述无溶剂石墨烯胶体的制备方法中的各组分试剂的用量，按质量份数计为：石墨烯3～10份、载体100～200份、防絮凝剂0.03～0.10份、防沉淀剂0.1～0.8份；步骤①中交联剂或偶联剂的用量通过以下方法计算得到：
所述的交联剂或偶联剂根据实验中反应的速率快慢来增减用量，根据以下公式得到实验反应速率：



公式中S为实验反应速率，c为反应生成物的量，Vt反应容器的体积，R为反应物的大小，T为反应时的温度，为对一个带有θ函数f(θ)做积分，且θ的取值为0到π为圆周率，lg是以10为底的对数，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱兰芬，
申请(专利权)人：哈尔滨鑫科纳米科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23