一種管道外防腐層補(bǔ)口用防護(hù)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(bǔ)口用防護(hù)材料，包括覆蓋在管道外的防護(hù)層和防護(hù)層兩端的膩?zhàn)芋w系，所述防護(hù)層包括樹脂體系和纖維增強(qiáng)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(jìn)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(qiáng)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?zhàn)芋w系包括E51環(huán)氧樹脂、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚促進(jìn)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(shí)間短，耐劃傷性、抗彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度優(yōu)異以及便于施工的特點(diǎn)。
【專利說明】一種管道外防腐層補(bǔ)口用防護(hù)材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及管道系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種管道外防腐層補(bǔ)口用防護(hù)材料。

【背景技術(shù)】
[0002] 長輸管道定向鉆穿越技術(shù)具有施工周期短、對環(huán)境擾動(dòng)小的特點(diǎn)，適用于鐵路、公 路、河流等區(qū)域埋地管道的鋪設(shè)，是一種高效的非開挖埋地管道鋪設(shè)技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用 于長輸管道建設(shè)。定向鉆穿越施工具有不會(huì)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(bǔ)口為主材料，具有良好的防腐和較強(qiáng)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(jiān)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(bǔ)口刮翻等嚴(yán)重問題，損傷處的管體失去了防腐層保護(hù)，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(yīng)用，管道的剛度逐漸增大，在經(jīng)過彈性彎曲段時(shí)， 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(fù)難度極大， 因此，對穿越管道外防腐層的增強(qiáng)防護(hù)顯得尤為必要。
[0003] 目前，穿越管道外防腐層防護(hù)材料主要采用光固化套和玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料兩 種類型的防護(hù)材料。其中光固化套防護(hù)技術(shù)曾在中石油漠大線黑龍江穿越段中使用，該技 術(shù)使用光固化樹脂預(yù)浸漬玻璃纖維短氈，制成玻璃纖維預(yù)浸料。使用時(shí)，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(qiáng)抗劃傷性能的復(fù)合材 料防護(hù)層。但該技術(shù)存在材料造價(jià)高、與管道3PE防腐層無法實(shí)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(qiáng)效果有限等問題，在國內(nèi)管道建設(shè)中未得到廣泛應(yīng)用。 玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料又稱環(huán)氧玻璃鋼，該技術(shù)常用于管道防腐和管體補(bǔ)強(qiáng)，但其應(yīng)用于 管道外防腐層防護(hù)在國內(nèi)尚處于起步階段，對于復(fù)合材料的耐劃傷性以及與3PE外防腐層 的黏結(jié)性均有待提高。此外，該材料固化周期較長，實(shí)際應(yīng)用過程中，將影響穿越施工進(jìn)度。 上述兩種防護(hù)材料在實(shí)際的工程應(yīng)用中，均因與防腐層的粘結(jié)力不強(qiáng)出現(xiàn)過防護(hù)層剝離和 脫落的情況。
[0004] 穿越段管道外防腐層防護(hù)材料大部分采用工廠預(yù)制的方式對管道進(jìn)行防護(hù)，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(jìn)行穿越時(shí)需對多根管段進(jìn)行焊接，焊接完成后對焊接區(qū)域進(jìn)行熱收縮帶防 腐處理，該位置稱為"補(bǔ)口"，在補(bǔ)口施工完成后才可進(jìn)行防護(hù)處理。穿越管道現(xiàn)場施工特點(diǎn) 決定了對補(bǔ)口進(jìn)行防護(hù)處理的時(shí)間不能過長，否則會(huì)極大的影響穿越施工進(jìn)度。如采用常 用的環(huán)氧基復(fù)合材料類防護(hù)層作為補(bǔ)口處的防護(hù)材料，其固化周期一般在15-48h，將嚴(yán)重 影響穿越的整體施工進(jìn)度。為此，需要開發(fā)出一種可在較短時(shí)間內(nèi)固化，并同時(shí)具備優(yōu)異耐 劃傷性能、抗彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度的補(bǔ)口處用防護(hù)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(bǔ)口用防護(hù)材料，所述防護(hù)材料固化時(shí)間 短、耐劃傷性、抗彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度優(yōu)異以及便于施工。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] -種管道外防腐層補(bǔ)口用防護(hù)材料，包括覆蓋在管道外的防護(hù)層和防護(hù)層兩端的 膩?zhàn)芋w系，所述防護(hù)層包括樹脂體系和纖維增強(qiáng)體；
[0008] 所述樹脂體系包括如下質(zhì)量百分?jǐn)?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(jìn)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(qiáng)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?zhàn)芋w系包括如下質(zhì)量百分?jǐn)?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(jìn)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(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0025] 本發(fā)明中防護(hù)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(hù)材料具有耐劃傷性、抗彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度優(yōu)異以及便于施工的特點(diǎn)；本發(fā)明中的膩 子體系涂敷在防護(hù)層兩端，使防護(hù)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(hù)層。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種管道外防腐層補(bǔ)口用防護(hù)材料，包括覆蓋在管道外的防護(hù) 層和防護(hù)層兩端的膩?zhàn)芋w系，所述防護(hù)層包括樹脂體系和纖維增強(qiáng)體。
[0028] 所述樹脂體系包括如下質(zhì)量百分?jǐn)?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(jìn)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(yīng)；聚硫醇作為一 種固化劑，可與E51環(huán)氧樹脂快速反應(yīng)并使固化后樹脂具備一定的強(qiáng)度；2, 4, 6-三（二甲 胺基甲基）苯酚促進(jìn)劑作為樹脂固化劑和促進(jìn)劑與E51環(huán)氧樹脂反應(yīng)，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(qiáng)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?zhàn)芋w系包括如下質(zhì)量百分?jǐn)?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(jìn)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(jié)合效果的促進(jìn)劑；增韌 劑CYH-277作為一種添加劑提高膩?zhàn)禹g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(shí)施例的實(shí)施涉及一種粘結(jié)促進(jìn)劑，所述粘結(jié)促進(jìn)劑是一種液態(tài)有機(jī)促進(jìn) 劑，涂覆在管道3PE防腐層與防護(hù)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(hù)層為環(huán)氧基樹脂纖維復(fù)合材料之間的粘結(jié)，可提高防腐層表面張力，在防腐層嵌 入活性基團(tuán)，提高PE表面與防護(hù)層成膜物功能基的反應(yīng)能力，從而增強(qiáng)PE表面與防護(hù)層之 間的附著力。所述粘結(jié)促進(jìn)劑包括有機(jī)溶劑、乳化劑、極性材料和去離子水；各組分的質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)如下：
[0047]有機(jī)溶劑25%，乳化劑15%，極性材料25%，去離子水35% ;
[0048] 其中，所述有機(jī)溶劑包括如下質(zhì)量百分?jǐn)?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?jǐn)?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?jǐn)?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(shí)施例1 :
[0052]本實(shí)施例提供一種管道外防腐層補(bǔ)口用防護(hù)材料，包括覆蓋在管道外的防護(hù)層和 防護(hù)層兩端的膩?zhàn)芋w系，所述防護(hù)層包括樹脂體系和纖維增強(qiáng)體。所述樹脂體系包括如下 質(zhì)量百分?jǐn)?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(jìn)劑2%，多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑3%。所述纖維增強(qiáng)體為200g/ m2超高分子量聚乙烯纖維單向布。所述膩?zhàn)芋w系包括如下質(zhì)量百分?jǐn)?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(jìn)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(shí)施例2 :
[0054] 本實(shí)施例提供一種管道外防腐層補(bǔ)口用防護(hù)材料，包括覆蓋在管道外的防護(hù)層和 防護(hù)層兩端的膩?zhàn)芋w系，所述防護(hù)層包括樹脂體系和纖維增強(qiáng)體。所述樹脂體系包括如下 質(zhì)量百分?jǐn)?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(jìn)劑1 %，多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑4 %。所述纖維增強(qiáng)體為200g/ m2玻璃纖維緞紋布。所述膩?zhàn)芋w系包括如下質(zhì)量百分?jǐn)?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(jìn)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(shí)施例3 :
[0056] 本實(shí)施例提供一種管道外防腐層補(bǔ)口用防護(hù)材料，包括覆蓋在管道外的防護(hù)層和 防護(hù)層兩端的膩?zhàn)芋w系，所述防護(hù)層包括樹脂體系和纖維增強(qiáng)體。所述樹脂體系包括如下 質(zhì)量百分?jǐn)?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(jìn)劑1 %，多聚環(huán)氧丙烷丁基醚活性稀釋劑7 %。所述纖維增強(qiáng)體為200g/ m2玄武巖纖維無煒布。所述膩?zhàn)芋w系包括如下質(zhì)量百分?jǐn)?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(jìn)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(shí)施例提供的管道外防腐層補(bǔ)口用防護(hù)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(jìn)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?zhàn)芋w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?zhàn)芋w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(jìn)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(jié)促進(jìn)劑按比例配置好后封 裝待用。
[0059] 2、使用時(shí)，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(jié)促進(jìn)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(fù)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(jìn) 行纖維增強(qiáng)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(yīng)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?zhàn)油糠笤诜雷o(hù)層 兩端，使防護(hù)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(hù)層。
[0064] 本發(fā)明實(shí)施例在實(shí)驗(yàn)室測試結(jié)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(dá)95%，其綜合性能見下表：
[0065]

【權(quán)利要求】
1. 一種管道外防腐層補(bǔ)口用防護(hù)材料，其特征在于，包括覆蓋在管道外的防護(hù)層和防 護(hù)層兩端的膩?zhàn)芋w系，所述防護(hù)層包括樹脂體系和纖維增強(qiáng)體； 所述樹脂體系包括如下質(zhì)量百分?jǐn)?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(jìn)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(qiáng)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?zhàn)芋w系包括如下質(zhì)量百分?jǐn)?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(jìn)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(quán)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