一种高延伸率石油管道修补涂料环氧树脂组合物的制作方法

本申请涉及高分子材料，尤其是涉及一种高延伸率石油管道修补涂料环氧树脂组合物。

背景技术：

1、全球经济的快速发展，对能源需求不断攀升，石油天然气管道输送发展迅速。因环境和使用条件等因素的影响，管道在使用过程中，必然会出现腐蚀的问题。而涂料防腐，是保护管道的一种有效手段。当管道使用到一定年限，因为腐蚀破坏，失去有效保护作用时，就需进行涂层修补。

2、目前采用的涂层修补材料主要是环氧树脂材料，环氧树脂是一种热固性树脂，其具有优良的物理机械性能、电气绝缘性能、耐化学品性能和粘结性能，因此它常被用作管道修补的涂料。

3、但环氧树脂材料普遍存在脆性过高，易于开裂等问题。现有工艺为了获得高弹性环氧树脂体系，会通过添加长链活性稀释剂和弹性体(如聚氨酯弹性体或橡胶改性剂)，固化剂采用柔性的聚醚胺来实现，虽然可以获得高延伸率环氧树脂体系，但制备出的环氧树脂材料强度低，此外还存在固化速度偏慢、粘度偏高等缺点，不能满足管道修补涂料高强度、高延伸率的要求。

技术实现思路

1、为解决环氧树脂不能满足管道修补涂料高强度、高韧性、高延伸率的要求问题，本申请提供一种高延伸率石油管道修补涂料环氧树脂组合物，通过特殊的活性稀释剂改性技术，克服了现有弹性环氧树脂组合物，延伸率和强度不足的缺点。

2、第一方面，本申请提供一种高延伸率管道修补涂料环氧树脂组合物，环氧树脂组合物由a组分和b组分按照重量比3:1混合组成；

3、a组分包括以下重量份计的原料：

4、60-80份聚氨酯改性环氧树脂、5-15份聚醚改性环氧树脂、15-25份聚氨酯改性活性稀释剂；b组分包括以下质量百分比计的原料：10-90％聚醚胺和10-90％聚酰胺；

5、其中，聚氨酯改性活性稀释剂是通过对活性稀释剂进行噁唑烷酮改性制得，噁唑烷酮改性后的聚氨酯改性活性稀释剂为液体。

6、进一步地，上述聚氨酯改性活性稀释剂由以下方法制得：

7、将催化剂和氢化苯二亚甲基二异氰酸酯依次加入活性稀释剂中，在保护气氛下恒温搅拌，进行噁唑烷酮改性反应，制得反应液；

8、在恒温搅拌过程中，监测反应液的异氰酸酯基含量，当反应液的异氰酸酯基含量≤0.1％时，停止加热，冷却后制得聚氨酯改性活性稀释剂。

9、进一步地，上述氢化苯二亚甲基二异氰酸酯与活性稀释剂的摩尔比为1：(3-6)。

10、优选的，氢化苯二亚甲基二异氰酸酯与活性稀释剂的摩尔比为1：5。

11、进一步地，上述恒温搅拌的温度为130-180℃，时间为2-5h。

12、进一步地，上述活性稀释剂选自新戊二醇二缩水甘油醚、1，4丁二醇二缩水甘油醚和己二醇二缩水甘油醚中的任一种。

13、进一步地，上述催化剂选自1-甲基咪唑，2-甲基咪唑和2-乙基4-甲基咪唑中的任一种，催化剂占活性稀释剂和氢化苯二亚甲基二异氰酸酯总质量的0.01％-0.5％。

14、第二方面，本申请提供一种上述a组分的制备方法，a组分的制备方法包括：

15、将聚氨酯改性环氧树脂加热搅拌，再将聚醚改性环氧树脂和聚氨酯改性活性稀释剂依次加入聚氨酯改性环氧树脂中，搅拌、过滤后，得a组份。

16、进一步地，上述加热搅拌的温度为60-100℃，搅拌、过滤中搅拌的时间为20-40min。

17、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

18、1.本申请通过对活性稀释剂进行聚氨酯改性，克服了传统活性稀释剂，添加量超过一定范围，将大幅度降低固化物性能的缺点，使用改性后的活性稀释剂对聚醚改性环氧树脂进一步改性后，大大提高固化物的断裂伸长率，而不会显著降低拉伸强度，并能提高粘接强度，从而满足管道修补涂料对强度和延伸率、韧性的要求；

19、2.本申请制备的环氧树脂树脂组合物粘度低，粘度≤5000cps@25℃，制备成管道修补涂料时，不需要额外添加稀释剂稀释，减少制备成本，且能够有效避免添加稀释剂导致强度、延伸率等性能降低的情况发生；

20、3.本申请制备的环氧树脂树脂组合物在用于石油管道修补涂料时，具有优异的粘接性能，且有效克服了常规修补涂料需要重复多次修补的弊端，对被修补管道具有优异的界面铺展性，噁唑啉酮环与被粘接处的活泼氢等可以形成氢键键合作用，粘接密封性高，强度高，因此可以大大延长输油管道寿命，有效降低施工频率；

21、4.本申请制备的环氧树脂组合物具有低粘度，引入的噁唑啉酮改性稀释剂树脂，具有增韧的作用，同时粘度低，克服常规增韧剂如橡胶、核壳粉等增韧剂加入带来的粘度增加的弊端；5.同时还发现，噁唑啉酮改性稀释剂，具有良好的反应活性，使得本申请组合物具有较快的反应速度，克服聚醚型树脂等的引入导致反应活性降低的技术问题，提高施工效率。

22、6.此外由于管道被腐蚀处胶层胶薄、易出现缝隙裂纹、管道内壁的涂层表面极性改变等问题，修补胶还需要对变薄的胶层以及裂纹缝隙处的管道内壁兼具有优异的粘接密封性，得益于本申请环氧树脂的特性，可有效减少修补频次，提高施工效率。

技术特征：

1.一种高延伸率石油管道修补涂料环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂组合物由a组分和b组分按照重量比3:1混合组成；

2.根据权利要求1所述的高延伸率石油管道修补涂料环氧树脂组合物，其特征在于，所述聚氨酯改性活性稀释剂由以下方法制得：

3.根据权利要求2所述的高延伸率石油管道修补涂料环氧树脂组合物，其特征在于：所述氢化苯二亚甲基二异氰酸酯与所述活性稀释剂的摩尔比为1：（3-6）。

4.根据权利要求2所述的高延伸率石油管道修补涂料环氧树脂组合物，其特征在于：所述恒温搅拌的温度为130-180℃，时间为2-5h。

5.根据权利要求2所述的高延伸率石油管道修补涂料环氧树脂组合物，其特征在于：所述活性稀释剂选自新戊二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、1，4丁二醇二缩水甘油醚和己二醇二缩水甘油醚中的任一种。

6.根据权利要求2所述的高延伸率石油管道修补涂料环氧树脂组合物，其特征在于：所述催化剂选自1-甲基咪唑，2-甲基咪唑，2-乙基4-甲基咪唑，三苯基膦系、叔胺类中的任一种，所述催化剂占所述活性稀释剂和所述氢化苯二亚甲基二异氰酸酯总质量的0.01%-0.5%。

7.根据权利要求1-6任一项所述的高延伸率石油管道修补涂料环氧树脂组合物，其特征在于，所述a组分的制备方法包括：

8.根据权利要求7所述的高延伸率石油管道修补涂料环氧树脂组合物，其特征在于：所述加热搅拌的温度为60-100℃，所述搅拌、过滤中搅拌的时间为20-40min。

技术总结本申请涉及一种高延伸率石油管道修补涂料环氧树脂组合物，涉及高分子材料技术领域，环氧树脂组合物由A组分和B组分按照重量比3:1混合组成；A组分包括按以下重量份计的原料：60‑80份聚氨酯改性环氧树脂、5‑15份聚醚改性环氧树脂、15‑25份聚氨酯改性活性稀释剂；B组分包括按以下质量百分比计的原料：10‑90%聚醚胺和10‑90%聚酰胺；其中，聚氨酯改性活性稀释剂是通过对活性稀释剂进行噁唑烷酮改性制得。本申请通过对活性稀释剂进行聚氨酯改性，再用聚氨酯改性活性稀释剂对聚醚改性环氧树脂进行改性，能提高固化物的断裂伸长率，但不会显著降低拉伸强度，还能提高粘接强度，从而满足管道修补涂料对强度和延伸率的要求。技术研发人员：王瑞亮,王仲群受保护的技术使用者：络合高新材料（上海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11