石油天然氣管道運(yùn)輸已有 100多年的歷史，管道腐蝕一直是制約其發(fā)展的主要問題。熱熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料(FBE)因其附著力高、防腐性能強(qiáng)、機(jī)械性能優(yōu)異的特點(diǎn)，已成為最重要的管道防腐涂料。
熱熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料主要由環(huán)氧樹脂、固化劑、助劑、填料等組成，不含溶劑，以粉末狀態(tài)涂裝并熱熔結(jié)固化成膜。成膜之后，涂層與基體界面結(jié)合力高,涂層致密度高，防腐性能優(yōu)異。上世紀(jì)60年代，美國朗士巴格公司率先將熱熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料用于管道防腐，并且不斷發(fā)展成為管道防腐涂料之首。我國對(duì)環(huán)氧粉末涂料的開發(fā)和應(yīng)用起步相對(duì)較晚，而在石油天然氣管道上應(yīng)用更是只有數(shù)十年的時(shí)間。但是在近幾年中其發(fā)展迅速，一些新產(chǎn)品、新技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
石油天然氣管道運(yùn)輸已有 100多年的歷史，管道腐蝕一直是制約其發(fā)展的主要問題。熱熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料(FBE)因其附著力高、防腐性能強(qiáng)、機(jī)械性能優(yōu)異的特點(diǎn)，已成為最重要的管道防腐涂料。
熱熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料主要由環(huán)氧樹脂、固化劑、助劑、填料等組成，不含溶劑，以粉末狀態(tài)涂裝并熱熔結(jié)固化成膜。成膜之后，涂層與基體界面結(jié)合力高,涂層致密度高，防腐性能優(yōu)異。上世紀(jì)60年代，美國朗士巴格公司率先將熱熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料用于管道防腐，并且不斷發(fā)展成為管道防腐涂料之首。我國對(duì)環(huán)氧粉末涂料的開發(fā)和應(yīng)用起步相對(duì)較晚，而在石油天然氣管道上應(yīng)用更是只有數(shù)十年的時(shí)間。但是在近幾年中其發(fā)展迅速，一些新產(chǎn)品、新技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
低溫固化也是近年來環(huán)氧粉末涂料的熱門研究內(nèi)容。環(huán)氧粉末涂料的固化溫度通常在160C以上，固化時(shí)間也需要超過10min，這不僅能耗較高，也使涂裝工藝繁瑣，同時(shí)較高的固化溫度也限制了粉末涂料在熱敏感材料上的使用。因此，必須對(duì)環(huán)氧粉末涂料的低溫固化技術(shù)進(jìn)行研究。研究表明，采用官能團(tuán)活性更高的樹脂和固化劑，或加入固化促進(jìn)劑等方式都能有利于低溫固化。
需要注意的是，原料、配方設(shè)計(jì)以及涂裝工藝，是決定環(huán)氧粉末涂料性能的主要因素。合肥工業(yè)大學(xué) 巴旭民 通過對(duì)基體樹脂、固化劑、改性劑、填料、助劑等組分進(jìn)行性能分析和篩選，設(shè)計(jì)了一種防腐性能優(yōu)異的環(huán)氧粉末涂料配方并制定了合適的粉末制備及涂裝工藝。主要內(nèi)容如下:
（1）分析了純環(huán)氧體系、環(huán)氧/聚體系、純聚體系粉末涂料的防腐性能，發(fā)現(xiàn)環(huán)氧粉末涂料對(duì)管道的防腐蝕作用優(yōu)良。與傳統(tǒng)雙酚A型環(huán)氧脂相比，酚醛改性環(huán)氧樹脂具有更多的環(huán)氧基團(tuán)，涂層交聯(lián)密度更高，防腐性能更加優(yōu)異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示酚醛改性樹脂會(huì)降低涂層柔韌性，因此，在雙層熱熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料涂裝時(shí)面層應(yīng)采用不含酚醛改性樹脂的純環(huán)氧粉末涂料。
（2）分析了固化劑對(duì)純環(huán)氧粉末涂料性能的影響，發(fā)現(xiàn)與酚類固化劑相比雙氰胺作為固化劑時(shí)，涂層交聯(lián)密度高、致密性好、防腐性能更強(qiáng)。雙氰胺固化劑N-H鍵難以打開，反應(yīng)速率較慢，需加入催化劑提高固化速率。
（3）研究了填料對(duì)涂層性能的影響。硅灰石、云母粉等硅酸鹽類填料比硫酸鋇、碳酸鈣填料具有更好的防腐性能，最佳添加量為3035%。添加高密度聚乙烯蠟粉可以有效改善環(huán)氧粉末涂層的抗劃傷性能，且對(duì)其它性能幾乎沒有影響，最佳添加量為2%。
（4）探討了涂料制備與涂裝工藝。應(yīng)控制物料在擠出機(jī)中的停留時(shí)間與溫度底材涂裝前應(yīng)進(jìn)行噴砂處理，并預(yù)熱至230~240C;單層FBE 涂裝時(shí)，適宜的涂層厚度為300-400um，雙層FBE涂裝時(shí)，底層、面層適宜厚度分別為300-400um400-500um。
（5）制備的粉末涂料應(yīng)用于澳大利亞石油管道項(xiàng)目，性能良好。
總結(jié)：
自石油天然氣工業(yè)快速發(fā)展以來，石油天然氣管道的防腐問題一直是研究的熱門內(nèi)容，并由此開發(fā)出了眾多用于石油天然氣管道防腐用涂料。在眾多防腐涂料中，熱熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料因其防腐性能強(qiáng)、附著力高的優(yōu)點(diǎn)，已成為石油天然氣管道的主要防腐涂料。然而，不同成分、不同配方的環(huán)氧粉末涂料通常具有較大的性能差異。例如，樹脂的結(jié)構(gòu)、固化劑的類型、填料的種類等最終都會(huì)影響粉末涂料的使用性能。因此，選擇合適的原材料以及配方設(shè)計(jì)是決定環(huán)氧粉末涂料性能的重要內(nèi)容。
