开发新型熔结环氧树脂增韧技术(领域)粉末涂料| PCI杂志gydF4y2Ba

图1gydF4y2Ba

熔结环氧树脂粉末涂料(领域),首先由3 m公司,在世界范围内使用,长期腐蚀保护是至关重要的,如石油、天然气和水管道。然而,fb的性能要求是具有挑战性的,因为努力,高度交联涂料预计生存要求管制造工艺和installation1条件以及性能在高温领域。它可能会提高对管道防腐领域涂料的性能通过增加coating.2的韧性gydF4y2Ba

许多方法被用来强化环氧系统,通常在复合应用程序,增韧剂法案通过各种机制应用负载消散。3在液体橡胶增韧剂使用,4 - 7核壳粒子,8 - 10玻璃beads11-13和热塑性改性epoxies14-16 above.17的组合gydF4y2Ba

并发症与这些产品可能包括显著增加配方包含它们的粘度,固化动力学形态的依赖,剧烈的混合的必要性进一步分散的修饰符或添加添加剂,防止粒子聚集。例如,液体橡胶修饰符,比如carboxy-terminated丁二烯acrylo-nitrile(丁腈橡胶),最初是与未硫化的环氧树脂混相。他们在固化的环氧树脂配方相分离通常会形成球状夹杂物(图1)。夹杂物的大小和形状是依赖于固化动力学。此外,玻璃化转变温度(TgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba),这些材料通常会降低188金宝搏bet官网,因为一些的丁腈橡胶溶解在环氧矩阵和作为增塑剂。gydF4y2Ba

图2gydF4y2Ba

其他增韧方法涉及使用完全非混相或成品的修饰符,例如核壳橡胶或热塑性塑料。这些很难均匀分散在环氧树脂配方或能导致配方的粘度显著增加。然而,他们通常不降低TgydF4y2Ba _ggydF4y2Ba 治愈的产品。gydF4y2Ba

从之前的工作由贝茨et al .,成立18,使用少量的某些块copoly-mers环氧增韧剂可以减轻许多这样的处理问题。使用少量最小化潜在的不利影响粘度等性质以及损失TgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba。此外,在某些情况下,嵌段共聚物形态与未硫化的发现发展自发混合树脂(图1 b)。令人惊讶的是,形态维持治疗期间,使系统独立的治疗条件。最近,Leibler等人结合ABC triblock固化环氧共聚物,研究了产生有序形态的一部分,他们的努力使用triblock resistance.17共聚物提高的影响gydF4y2Ba

本文讨论了使用嵌段共聚物提高领域粉末涂料的性能的提高灵活性和耐冲击,同时仍然保持提供腐蚀保护的能力。gydF4y2Ba

重要的是要注意,嵌段共聚物功能通过创建第二阶段形态而不是FBE.19-23作为增容剂对各种组件gydF4y2Ba

图3gydF4y2Ba

熔结环氧树脂粉末涂料的增韧gydF4y2Ba

环氧树脂粉末涂料的标准防腐系统管道在石油、天然气和水行业多年,因为他们出色的附着力,耐化学性,耐温度、耐腐蚀保护。这些涂料工厂应用于管道段,然后管道段被运送到了字段和焊接到位。gydF4y2Ba

焊接接头保护特别现场应用粉末涂料过程或与其他系统如液体涂料或压缩的袖子。这些涂料预计将持续20到30年,而无需大量的监控或修复。为了达到这种层次的耐久性,涂料必须与字面上没有完全应用裸金属暴露于环境。gydF4y2Ba

然而,涂料可能是损坏在运输或安装过程中,特别是在偏远地区的管道安装与困难访问或岩石地形。为了克服这个问题,事情的多层涂层系统,涉及添加一层高密度聚乙烯(HDPE)或聚丙烯/环氧涂层。gydF4y2Ba

表1gydF4y2Ba

虽然这个系统是更大的伤害比单层环氧树脂涂层,耐成本增加30%的单位面积上的应用。如果一个厚和更严格的单一或双层环氧粉末涂料可以开发,性能接近三层系统可能提供一个低成本的选择到三层系统。gydF4y2Ba

展示领域的嵌段共聚物的增韧效果粉末涂料,一个标准的管道涂层配方被修改为表1中指出。这些混合物pre-ground在45秒的高强度混合机,混合在一个双螺杆挤出机、冷却和地面大约50微米粉末涂料的平均粒径。使用流化床粉末应用给350 - 400微米的厚度2.5 cm x 0.95 cm x 15.24 cm热轧钢筋,沙子抨击一个锚定的60至100微米。钢筋被加热到250°C。涂层post-cured 2分钟在250°C的酒吧就在水中淬火,直到他们达到环境温度。灵活性的酒吧进行四点弯曲装置常用的在这一领域。弯曲的过程是在零下的温度在10秒内完成的。裂缝形成涂层的数量统计后酒吧平衡在环境温度。没有艰难,表明涂层裂缝,因此,它不太可能失败。gydF4y2Ba

表2gydF4y2Ba

测试结果如表2所示。典型的管不能应用于粉末涂料厚度超过400微米,因为他们将失败测试的灵活性。裂缝控制提出了一些样品在375微米。钢化样品通过了灵活性测试在同一温度(-38°C) 500 +微米。同样,控制配方不能通过灵活性测试温度远低于-38°C。钢化涂料能够通过测试在-45°C,没有裂缝(图2)。TgydF4y2Ba _ggydF4y2Ba 涂料的年代,以DSC,几乎是相同的。这表明确实有增韧机制的行动,而不是简单地flexibilization,可以以不同的方式实现。gydF4y2Ba

图4gydF4y2Ba

为了进一步了解嵌段共聚物增韧剂的影响在其他关键领域涂层性能如流动性、玻璃化转变温度和耐冲击,进行了详细的评估使用统计实验设计(DoE)。以下三个独立变量选择进行研究。他们被纳入Box-Behnken DoE,要求15分或配方评估(包括三个复制)。gydF4y2Ba

量的增韧剂(%):2.5;5.0;和7.5重量百分比总数的配方。gydF4y2Ba
填料体积浓度(FVC %): 10;20;和30。gydF4y2Ba
DICY化学计量比(%):45;60;和75年。gydF4y2Ba

图5gydF4y2Ba

嵌段共聚物增韧剂影响涂层粉末流动性gydF4y2Ba

任何粉末涂料的一个重要属性是它的凝胶之前流的能力。大多数热塑性塑料或核壳粒子作为增韧剂增加环氧树脂的熔体粘度,因此涂层粉末的流动性降低,引起粘连问题由于穷人表面覆盖。gydF4y2Ba

药流是一个实验室测试,提供信息的流动性涂层之前凝胶。药流的直线距离测量和记录在毫米。样本一式三份。gydF4y2Ba

如图3所示,嵌段共聚物增韧剂不影响涂料的药流粉在很大程度上在测试范围。地块内的线路和标记说明预测值的变化当一个个体的当前值X(增韧剂、FVC和DICY)变量。预测值的95%置信区间由虚线显示周围的预测跟踪。gydF4y2Ba

图6gydF4y2Ba

粉末涂料的玻璃化转变温度gydF4y2Ba

提高灵活性和耐冲击的领域粉末涂料在不影响流动性和膜的玻璃化转变温度似乎是违反直觉的,但可以通过使用嵌段共聚物增韧剂。如图4所示,TgydF4y2Ba _ggydF4y2Ba 粉末涂料以免费电影放映的动态机械热分析(DMTA)仅略增韧剂的浓度测试的影响。另一方面,它是高度的影响固化剂(DICY)化学计量比。gydF4y2Ba

图7gydF4y2Ba

粉末涂料的耐冲击gydF4y2Ba

耐冲击测试是根据可以/ CSA-Z245.20标准执行。直径对涂层的影响从-30°C到-55°C是图5所示,6和7。gydF4y2Ba

控制粉末涂料不添加增韧剂和10% FVC显示清晰的损害,主要是通过分层。钢化粉末涂料在5%增韧剂的重量相同的FVC显示良好的抗冲击性影响直径小,没有证据表明分层的涂层从基体到-40°C。gydF4y2Ba

图8显示了嵌段共聚物增韧剂,结合高extender内容和一个最佳DICY化学计量比,可以显著提高领域涂层的耐冲击(图7)。相比之下,extender含量高的控制系统,没有增韧剂非常脆弱,不适合用于管道防腐。gydF4y2Ba

其他测试凝胶时间、阴极disbondment和热湿附着力CSA-Z245.20中描述的标准,没有不利影响进行了增韧剂对这些属性被检测到。gydF4y2Ba

图8gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

这个工作明确展示了小说的能力嵌段共聚物增韧技术显著提高灵活性和耐冲击的领域涂料在不影响其他关键属性,如TgydF4y2Ba _ggydF4y2Ba 、流动性和腐蚀保护。在这一过程中,这部小说技术打破了传统Viscosity-TgydF4y2Ba _ggydF4y2Ba 韧性范式,toughenability往往大点球粘度和TgydF4y2Ba _ggydF4y2Ba 治愈的产品。gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba

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