一種管道外防腐層補口用防護材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種管道外防腐層補口用防護材料，包括覆蓋在管道外的防護層和防護層兩端的膩子體系，所述防護層包括樹脂體系和纖維增強體；所述樹脂體系包括：E51環(huán)氧樹脂、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚促進劑、聚醚胺D2000、聚硫醇、多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑；所述纖維增強體為超高分子量聚乙烯纖維、碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維及其制成的織物，所述織物為無緯布或單向布、平紋布、斜紋布、緞紋布；所述膩子體系包括E51環(huán)氧樹脂、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚促進劑、聚醚胺D2000、聚硫醇、多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑、硅烷偶聯(lián)劑、增韌劑和玻璃微珠。本發(fā)明具有固化時間短，耐劃傷性、抗彎曲強度、沖擊強度優(yōu)異以及便于施工的特點。
【專利說明】一種管道外防腐層補口用防護材料

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及管道系統(tǒng)【技術領域】，具體涉及一種管道外防腐層補口用防護材料。

【背景技術】
[0002] 長輸管道定向鉆穿越技術具有施工周期短、對環(huán)境擾動小的特點，適用于鐵路、公 路、河流等區(qū)域埋地管道的鋪設，是一種高效的非開挖埋地管道鋪設技術，目前已廣泛應用 于長輸管道建設。定向鉆穿越施工具有不會影響穿越段正常生活和工作秩序，解決了傳統(tǒng) 開挖施工對居民生活干擾以及對環(huán)境的破壞和影響。穿越管道外防腐以3PE、FBE及熱收縮 帶補口為主材料，具有良好的防腐和較強的抗沖擊性能，但其耐劃傷性能較差，常由于穿越 段土質(zhì)堅硬、石塊異物、穿越孔洞不圓滑、控向精度較低等原因使管道出現(xiàn)外防腐層劃傷、 劃透、補口刮翻等嚴重問題，損傷處的管體失去了防腐層保護，極易出現(xiàn)腐蝕甚至是穿孔。 隨著高鋼級管材（X60及以上）的大規(guī)模應用，管道的剛度逐漸增大，在經(jīng)過彈性彎曲段時， 更容易損壞防腐層造成腐蝕隱患。由于穿越管道位置的特殊性，后期防腐層修復難度極大， 因此，對穿越管道外防腐層的增強防護顯得尤為必要。
[0003] 目前，穿越管道外防腐層防護材料主要采用光固化套和玻璃纖維增強復合材料兩 種類型的防護材料。其中光固化套防護技術曾在中石油漠大線黑龍江穿越段中使用，該技 術使用光固化樹脂預浸漬玻璃纖維短氈，制成玻璃纖維預浸料。使用時，避光條件下纏繞在 管道防腐層外部，通過自然光或紫外光促使樹脂固化，形成具有較強抗劃傷性能的復合材 料防護層。但該技術存在材料造價高、與管道3PE防腐層無法實現(xiàn)有效粘接、纖維不連續(xù)、 材料需要避光保存、避光施工、增強效果有限等問題，在國內(nèi)管道建設中未得到廣泛應用。 玻璃纖維增強復合材料又稱環(huán)氧玻璃鋼，該技術常用于管道防腐和管體補強，但其應用于 管道外防腐層防護在國內(nèi)尚處于起步階段，對于復合材料的耐劃傷性以及與3PE外防腐層 的黏結性均有待提高。此外，該材料固化周期較長，實際應用過程中，將影響穿越施工進度。 上述兩種防護材料在實際的工程應用中，均因與防腐層的粘結力不強出現(xiàn)過防護層剝離和 脫落的情況。
[0004] 穿越段管道外防腐層防護材料大部分采用工廠預制的方式對管道進行防護，每根 管段距離約為12m，而穿越管道總長度視待穿越區(qū)域長度而定，一般在幾百米到幾千米之 間。因此，管道進行穿越時需對多根管段進行焊接，焊接完成后對焊接區(qū)域進行熱收縮帶防 腐處理，該位置稱為"補口"，在補口施工完成后才可進行防護處理。穿越管道現(xiàn)場施工特點 決定了對補口進行防護處理的時間不能過長，否則會極大的影響穿越施工進度。如采用常 用的環(huán)氧基復合材料類防護層作為補口處的防護材料，其固化周期一般在15-48h，將嚴重 影響穿越的整體施工進度。為此，需要開發(fā)出一種可在較短時間內(nèi)固化，并同時具備優(yōu)異耐 劃傷性能、抗彎曲強度和沖擊強度的補口處用防護材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種管道外防腐層補口用防護材料，所述防護材料固化時間 短、耐劃傷性、抗彎曲強度、沖擊強度優(yōu)異以及便于施工。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：
[0007] -種管道外防腐層補口用防護材料，包括覆蓋在管道外的防護層和防護層兩端的 膩子體系，所述防護層包括樹脂體系和纖維增強體；
[0008] 所述樹脂體系包括如下質(zhì)量百分數(shù)的組分：
[0009]E51 環(huán)氧樹脂 55-60%，
[0010] 聚醚胺D2000 10-15%，
[0011] 聚硫醇 20-30%，
[0012] 2, 4, 6-三（二甲胺基甲基）苯酚促進劑1-3%，
[0013] 多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑3-10% ;
[0014] 所述纖維增強體為超高分子量聚乙烯纖維、碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維及其制 成的織物，所述織物為無煒布或單向布、平紋布、斜紋布、緞紋布；
[0015] 所述膩子體系包括如下質(zhì)量百分數(shù)的組分：
[0016] E51 環(huán)氧樹脂 45-50%，
[0017] 聚醚胺D2000 10-15%，
[0018]聚硫醇 15-25%，
[0019] 2, 4, 6-三（二甲胺基甲基）苯酚促進劑1-3%
[0020] 多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑3-10%，
[0021]硅烷偶聯(lián)劑KH550 1-2%，
[0022] 增韌劑CYH-277 2-5%，
[0023]玻璃微珠 10-20%。
[0024] 本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點及有益效果：
[0025] 本發(fā)明中防護層的樹脂體系可使纏繞在管道外腐蝕層的纖維布快速固化，固化后 的防護材料具有耐劃傷性、抗彎曲強度、沖擊強度優(yōu)異以及便于施工的特點；本發(fā)明中的膩 子體系涂敷在防護層兩端，使防護層平滑過渡到管道表面，以防止穿越過程中隧道土壤剪 切力、摩擦力等破壞防護層。

【具體實施方式】
[0026] 下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0027] 本發(fā)明實施例提供一種管道外防腐層補口用防護材料，包括覆蓋在管道外的防護 層和防護層兩端的膩子體系，所述防護層包括樹脂體系和纖維增強體。
[0028] 所述樹脂體系包括如下質(zhì)量百分數(shù)的組分：
[0029]E51 環(huán)氧樹脂 55-60%，
[0030] 聚醚胺D2000 10-15%，
[0031]聚硫醇 20-30%，
[0032] 2, 4, 6-三（二甲胺基甲基）苯酚促進劑1-3%，
[0033] 多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑3-10%。
[0034] 其中，聚醚胺D2000作為一種固化劑，可與E51環(huán)氧樹脂快速反應；聚硫醇作為一 種固化劑，可與E51環(huán)氧樹脂快速反應并使固化后樹脂具備一定的強度；2, 4, 6-三（二甲 胺基甲基）苯酚促進劑作為樹脂固化劑和促進劑與E51環(huán)氧樹脂反應，室溫條件下可通過 添加量調(diào)節(jié)樹脂固化率和固化速度；多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑作為一種稀釋劑調(diào)節(jié) 樹脂體系粘度。
[0035] 所述纖維增強體為超高分子量聚乙烯纖維、碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維及其制 成的織物，所述織物為無煒布或單向布、平紋布、斜紋布、緞紋布；
[0036] 所述膩子體系包括如下質(zhì)量百分數(shù)的組分：
[0037]E51 環(huán)氧樹脂 45-50%，
[0038]聚醚胺D2000 10-15%，
[0039]聚硫醇15-25%，
[0040]2, 4, 6-三（二甲胺基甲基）苯酚促進劑1-3%
[0041] 多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑3-10%，
[0042]硅烷偶聯(lián)劑KH550 1-2%，
[0043]增韌劑CYH-277 2-5%，
[0044]玻璃微珠10-20%。
[0045] 其中，硅烷偶聯(lián)劑KH550作為提高樹脂與玻璃微珠之間結合效果的促進劑；增韌 劑CYH-277作為一種添加劑提高膩子韌性，降低脆性；玻璃微珠作為一種填料，提高體系剛 度和粘度。
[0046] 本發(fā)明實施例的實施涉及一種粘結促進劑，所述粘結促進劑是一種液態(tài)有機促進 劑，涂覆在管道3PE防腐層與防護層之間，適用于管道外防腐層表層為聚乙烯（PE)的防腐 層和防護層為環(huán)氧基樹脂纖維復合材料之間的粘結，可提高防腐層表面張力，在防腐層嵌 入活性基團，提高PE表面與防護層成膜物功能基的反應能力，從而增強PE表面與防護層之 間的附著力。所述粘結促進劑包括有機溶劑、乳化劑、極性材料和去離子水；各組分的質(zhì)量 百分數(shù)如下：
[0047]有機溶劑25%，乳化劑15%，極性材料25%，去離子水35% ;
[0048] 其中，所述有機溶劑包括如下質(zhì)量百分數(shù)的組分：丙酮 15%，四氯乙烯50%，三 氯乙烷30%，二甲苯5%。
[0049] 所述乳化劑包括如下質(zhì)量百分數(shù)的組分：烷基酚聚氧乙烯醚 40%，脂肪醇聚氧 乙烯醚AE03 15%，脂肪醇聚氧乙烯醚AE07 45%。
[0050] 所述極性材料包括如下質(zhì)量百分數(shù)的組分：等規(guī)氯化PP(含氯量30% )30%，等規(guī) 氯化PE(含氯量25%) 70%。
[0051] 實施例1 :
[0052]本實施例提供一種管道外防腐層補口用防護材料，包括覆蓋在管道外的防護層和 防護層兩端的膩子體系，所述防護層包括樹脂體系和纖維增強體。所述樹脂體系包括如下 質(zhì)量百分數(shù)的組分：E51環(huán)氧樹脂55 %，聚醚胺D200010 %，聚硫醇30 %，2, 4, 6-三（二甲胺 基甲基）苯酚促進劑2%，多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑3%。所述纖維增強體為200g/ m2超高分子量聚乙烯纖維單向布。所述膩子體系包括如下質(zhì)量百分數(shù)的組分：E51環(huán)氧樹 脂45%，聚醚胺D2000 15%，聚硫醇20%，2, 4, 6-三（二甲胺基甲基）苯酚促進劑1%，多 聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑3%;硅烷偶聯(lián)劑KH550 1%;增韌劑CYH-277 5%;玻璃微珠 10%〇
[0053] 實施例2 :
[0054] 本實施例提供一種管道外防腐層補口用防護材料，包括覆蓋在管道外的防護層和 防護層兩端的膩子體系，所述防護層包括樹脂體系和纖維增強體。所述樹脂體系包括如下 質(zhì)量百分數(shù)的組分：E51環(huán)氧樹脂57%，聚醚胺D2000 13%，聚硫醇25%，2, 4, 6-三（二甲 胺基甲基）苯酚促進劑1 %，多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑4 %。所述纖維增強體為200g/ m2玻璃纖維緞紋布。所述膩子體系包括如下質(zhì)量百分數(shù)的組分：E51環(huán)氧樹脂48%，聚醚胺 D2000 12%，聚硫醇15%，2, 4, 6-三（二甲胺基甲基）苯酚促進劑2%，多聚環(huán)氧丙烷丁基 醚活性稀釋劑5% ;硅烷偶聯(lián)劑KH550 2% ;增韌劑CYH-277 2% ;玻璃微珠14%。
[0055] 實施例3 :
[0056] 本實施例提供一種管道外防腐層補口用防護材料，包括覆蓋在管道外的防護層和 防護層兩端的膩子體系，所述防護層包括樹脂體系和纖維增強體。所述樹脂體系包括如下 質(zhì)量百分數(shù)的組分：E51環(huán)氧樹脂60 %，聚醚胺D2000 12 %，聚硫醇20 %，2, 4, 6-三（二甲 胺基甲基）苯酚促進劑1 %，多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑7 %。所述纖維增強體為200g/ m2玄武巖纖維無煒布。所述膩子體系包括如下質(zhì)量百分數(shù)的組分：E51環(huán)氧樹脂50%，聚醚 胺02000 10%，聚硫醇15%，2,4,6-三（二甲胺基甲基）苯酚促進劑1%，多聚環(huán)氧丙烷丁 基醚活性稀釋劑3% ;硅烷偶聯(lián)劑KH550 1% ;增韌劑CYH-277 2% ;玻璃微珠18%。
[0057] 本發(fā)明實施例提供的管道外防腐層補口用防護材料的具體制備及施工流程如 下：
[0058] 1、將樹脂體系配方中E51環(huán)氧樹脂和多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑按照質(zhì) 量配比，通過攪拌器（30-40r/min)攪拌5分鐘后制成A組分，將樹脂體系配方中聚醚 胺D2000、聚硫醇和2, 4, 6-三（二甲胺基甲基）苯酚促進劑按照質(zhì)量配比，通過攪拌器 (20-30r/min)攪拌10分鐘后制成B組分。將用于封端的膩子體系配方中E51環(huán)氧樹脂、多 聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑、硅烷偶聯(lián)劑KH550、增韌劑CYH-277和玻璃微珠按照質(zhì)量配 比，通過攪拌器（30-40r/min)攪拌5分鐘后制成C組分，將膩子體系配方中聚醚胺D2000、 聚硫醇和2, 4, 6-三（二甲胺基甲基）苯酚促進劑按照質(zhì)量配比，通過攪拌器（20-30r/min) 攪拌10分鐘后制成D組分。A、B、C、D四組分分裝后待用。粘結促進劑按比例配置好后封 裝待用。
[0059] 2、使用時，將A、B組分按規(guī)定比例放入容器內(nèi)，用攪拌器攪拌2min?3min充分混 合后靜置Imin后方可使用。
[0060] 3、使用噴壺在清潔的管道外防腐層表面涂刷一層粘結促進劑，厚度不高于200um， 涂刷完成后，靜置2分鐘后，表面泛白后即可涂刷樹脂體系。
[0061] 4、在待修復管道表面上涂刷一層樹脂體系，厚度不低于100um，涂刷完畢后即可進 行纖維增強體纏繞。
[0062] 5、纏繞過程中確保纖維與管道軸向垂直，纖維垂直纏繞，施工中纖維布如需搭接， 搭接長度不應小于200mm。
[0063] 6、完成纏繞后，使用刷子或刮板，使用C、D組分混合好的封端膩子涂敷在防護層 兩端，使防護層平滑過渡到管道表面，以防止穿越過程中隧道土壤剪切力、摩擦力等破壞防 護層。
[0064] 本發(fā)明實施例在實驗室測試結果：環(huán)境溫度為23°C±2°C、濕度50% ±5%條件 下，樹脂固化30min后固化度可達95%，其綜合性能見下表：
[0065]

【權利要求】
1. 一種管道外防腐層補口用防護材料，其特征在于，包括覆蓋在管道外的防護層和防 護層兩端的膩子體系，所述防護層包括樹脂體系和纖維增強體； 所述樹脂體系包括如下質(zhì)量百分數(shù)的組分： E51環(huán)氧樹脂 55-60%， 聚醚胺 D2000 10-15%, 聚硫醇 20-30%， 2, 4, 6-三（二甲胺基甲基）苯酚促進劑 1-3%， 多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑 3-10% ; 所述纖維增強體為超高分子量聚乙烯纖維、碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維及其制成的 織物，所述織物為無煒布或單向布、平紋布、斜紋布、緞紋布； 所述膩子體系包括如下質(zhì)量百分數(shù)的組分： E51環(huán)氧樹脂 45-50%， 聚醚胺 D2000 10-15%, 聚硫醇 15-25%， 2, 4, 6-三（二甲胺基甲基）苯酚促進劑 1-3% 多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑 3-10%， 硅烷偶聯(lián)劑KH550 1-2%, 增韌劑 CYH-277 2-5%, 玻璃微珠 10-20%。
【文檔編號】B32B1/08GK104494213SQ201410776056
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權日:2014年12月15日
【發(fā)明者】李榮光, 趙國星, 馮少廣, 廉春雷, 劉國豪, 張鑫, 張巍, 杜娟, 張軒, 劉雯 申請人:中國石油天然氣股份有限公司