水性防腐涂料在燃气管补口防腐中的应用研究

来源：SCI期刊网 分类：建筑论文 时间：2021-12-27 09:53 热度：

摘 要：[摘 要]针对燃气管补口防腐的挥发性有机物质(VOC)污染问题，以自制水性防腐涂料进行应用研究;测试了涂料粘度、分散相粒径及其分布、固化后结构等，并将防腐处理后样品与现有产品在耐腐

　　[摘 要]针对燃气管补口防腐的挥发性有机物质(VOC)污染问题，以自制水性防腐涂料进行应用研究;测试了涂料粘度、分散相粒径及其分布、固化后结构等，并将防腐处理后样品与现有产品在耐腐蚀性和耐候性方面进行了对比;结果表明：水性防腐涂料便于施工，其补口防腐后样品的耐腐蚀性和耐候性均优于现有产品，该涂料具备了在燃气管补口防腐中进行推广应用的基本条件。

　　[关键词]补口;防腐;水性涂料;应用

　　在天然气管网建设中，补口一般是指末端燃气管线的焊接、防腐等一系列操作。为防止燃气管的腐蚀及机械损伤等，燃气管外一般由专业厂家进行加工、包覆一层防腐材料[1-4]，而这层防腐材料会影响后续补口的焊接，因而专业厂家一般会对燃气管端口保留 10 cm 左右的裸管，不包覆防腐材料。这个裸露的端口由施工方在管网铺设现场焊接后用防腐涂料进行处理。现有防腐涂料一般为溶剂型涂料，挥发性有机物质(VOC)含量高，污染较大，而水性涂料基本不含 VOC，可从根本上消除溶剂型涂料的 VOC 污染(不是常规的将已排放 VOC 进行亡羊补牢式的处理)，应用前景十分看好。本文尝试以水性防腐涂料进行燃气管补口的操作，效果良好。

　　1 实验部分

　　1.1 原材料

　　规格为 32 的燃气管，长度为 100 cm，端口裸管长度为 10 cm，为广汉华气防腐工程有限公司自行加工;水性防腐涂料，为西华大学涂料课题组自制[5]。

　　1.2 仪器设备

　　数显增力电动搅拌器，JC-JJ-WS 型，金坛诚致电器设备有限公司;真空干燥箱，9006 型，上海一恒科学仪器有限公司;涂-4 杯，QND-4C 型，成都科信仪器有限公司;Vector-22 型红外光谱仪，德国 Bruker 公司;STA449-F3 型热失重分析仪，德国耐驰公司;JEM-200CX 型透射式电子显微镜，日本电子株式会社;盐雾腐蚀试验箱，YWX-150 型，无锡优联测控技术有限公司;氙灯耐气候试验箱，HD-E711 型，东莞海达仪器有限公司;粒度分析仪，Nano-ZS90 型，英国马尔文仪器公司。

　　1.3 补口防腐

　　将燃气管端口焊接、打磨，之后将水性防腐涂料喷涂于裸管处，表干后再喷涂第二层，如此反复，至达到符合要求的厚度[4,6]，常温下自然干燥后进行后续测试。

　　1.4 涂料及应用性能分析、测试、表征

　　将自制水性防腐涂料用涂-4 杯测试粘度;用粒度分析仪测试分散相粒径;涂覆于聚四氟乙烯薄板上，固化成膜，揭下，进行红外光谱表征;将涂料稀释、染色，铜网制膜，在透射式电子显微镜上进行表征;焊接好的燃气管端头部位用水性防腐涂料进行补口操作后，切下长度约 10 cm 的一段，分别进行盐雾试验和耐候试验。

　　2 结果与讨论

　　2.1 粘度测试

　　所制备水性防腐涂料用涂-4 杯在 28 ℃下测试粘度，结果为 22 s，粘度适中，基本不流挂，方便进行刷涂、喷涂操作，工艺性良好。

　　2.2 粒径及其分布分析自制水性涂料产品中分散相粒径及其分布如图 1 所示，表明涂料粒径分布较窄，平均粒径为 102.82 nm，说明涂料中分散相粒径小且粒径分布均匀(与透射电镜观察结果相符合)。

　　2.3 红外光谱分析

　　涂料固化后的红外光谱图如图 2 所示。从图中可以看出， 2952 cm-1处为亚甲基的特征吸收峰;3430 cm-1为固化剂反应后的特征吸收峰，而 913 cm-1处涂料中原有的环氧基消失，说明涂料中发生了交联反应，1400 cm-1处的伯羟基特征吸收峰消失、 955 cm-1处的羧基特征吸收峰消失，说明固化剂与水性涂料中的亲水基团及活性基团进行了交联固化反应，有效提高了涂料的耐腐蚀性能[7-9]。

　　2.4 透射电镜表征

　　由图 3 可以看出自制水性耐腐蚀涂料分散相粒径分布均匀，为较规整的球形，呈现出一种稳定分散液的状态。可能是因为涂料树脂中含有羧基、醚键等亲水性基团，树脂乳化过程中疏水链段聚集一起，形成集聚微粒，内部为疏水链段，外部为亲水链段，在静电力以及表面张力的作用下表现为球状，微粒间互相排斥，使得微粒稳定地分散于水中，从而形成分散粒径较小的稳定的分散液[10-11]。

　　2.5 盐雾试验及耐候性试验

　　将使用水性耐腐蚀涂料补口后的燃气管样品及现场取回的按现有标准工艺制备的补口产品，分别置于盐雾腐蚀试验箱和氙灯耐气候试验箱中，按相应标准测试[12-13]，经过 55 天试验后，水性耐腐蚀涂料补口样品及现有补口产品外观均呈现一定的劣化，但前者尚优于后者。说明水性耐腐蚀涂料补口的燃气管耐腐蚀和耐候性均优于现有标准工艺补口生产的燃气管产品，水性耐腐蚀涂料可应用于燃气管补口中。

　　3 结论

　　水性耐腐蚀涂料具有 VOC 含量低，环保性能好，近乎无气味，不易燃、不易爆等优势，是涂料行业的重要发展方向之一。本文尝试以合作单位自制水性防腐涂料对自产常规燃气管进行补口操作，得到了如下初步结论：

　　(1)水性防腐涂料工艺性能良好，应用于燃气管补口不需要改变现有补口工艺;

　　(2)水性防腐涂料补口燃气管产品，其耐腐蚀和耐候性能不低于现有标准产品。

　　(3)水性防腐涂料应用于燃气管补口，环保性能好，操作方便，安全性高，具有较大的推广应用价值。——论文作者：文国松 1 ，赵兵 1 ，衡廷阳 1 ，赵利斌 2 ，马素德 3*

　　参考文献

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　　[12]GB/T 1771-1991，中华人民共和国国家标准，色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定[S].

　　[13]GB 1767-1979，中华人民共和国国家标准，漆膜耐候性测定法[S].

文章名称：水性防腐涂料在燃气管补口防腐中的应用研究

文章地址：http://www.sciqk.com/lwfw/jzlw/12534.html