一种用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶、胶带及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶、胶带及其制备方法，属于管道防腐技术领域。粘弹体防霉防腐胶由以下质量份数的组分组成：聚合物粘弹性材料100～300份、增强胶1～10份、填料100～300份、抗氧剂1～10份、增塑剂1～10份、防霉剂1～5份、颜料0.1～0.5份。本发明在粘弹体防霉防腐胶中添加防霉剂，不仅能有效防止霉菌侵蚀，还能协同配方中其他组分增强胶层的剪切强度和体积电阻率，提高其对钢或PE材料的剥离强度，改善胶层的机械性能。对不同材质的埋地管道，均能实现良好粘接。对常见的黄曲霉、黑曲霉、萨氏曲霉、土曲霉、焦曲霉、黄青霉、芽枝霉、毛壳霉、木霉等霉菌有很好的抑制作用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶，以及该防霉防腐胶的制备方法， 同时还涉及一种用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带及其制备方法，属于管道防腐技术领 域。

背景技术

管道防腐(corrosion prevention of pipes)指的是为减缓或防止管道在内外介质的化学、 电化学作用下或由微生物的代谢活动而被侵蚀和变质的措施。在管线系统中，腐蚀的定义 是：基于特定的管线环境，在管线系统所有的金属和非金属材料中发生的化学反应、电化 学反应和微生物的侵蚀，该反应可以导致管线结构和其他材料的损坏和流失。除了腐蚀作 用对材料的直接破坏外，由腐蚀产物所引起的管道损坏也可视为腐蚀破坏。管道腐蚀是否 会扩散，扩散范围有多大主要取决于腐蚀介质的侵蚀力以及现有管道材料的耐腐蚀性能。 温度、腐蚀介质的浓度以及应力状况都会影响管道腐蚀的程度。

国内应用较多的钢质管道防腐层有石油沥青、PE夹克及PE泡沫夹克、环氧煤沥青、 煤焦油瓷漆、环氧粉末和三层复合结构、环氧煤沥青冷缠带(PF型)、橡塑型环氧煤沥青 冷缠带(RPC型)等，目前推广应用最广的几种管道防腐方式为三层PE复合结构、单层 粉末环氧、PF型冷缠带、RPC型冷缠带。

石油沥青，原料广泛，价格低。但劳动条件差，质量难以保证，环境污染严重。环氧 粉末的突出优点是对钢管的附着力强，因此具有很强的耐土壤应力、耐阴极剥离，并能与 阴极保护良好配合，而且温度适应性强、耐腐蚀。不足之处：一是涂层太薄，机械强度低； 二是耐紫外线差，易粉化；三是耐水性较差；四是施工要求极严格，补口补伤不便利；五 是费用较高。3PE热缩材料，管道防腐密封性强，机械强度高，防水性强，质量稳定，施 工方便，适用性好，不污染环境。但是，它也有不足之处，如与管体配套的现场焊缝处的 补口、补伤及异型管件的防腐很难做成三层PE结构，施工要求高，费用高等。

从1990年开始，在德国BASF公司的支持下，荷兰STOPAQ公司的科研部门开展了 粘弹体聚合物防腐材料研究，经过长期试验，最终选择将永不固化、脆化温度在-60℃以下 的高分子聚合物制成粘弹体防腐材料。2007年，STOPAQ粘弹体的各项技术指标列入壳牌 石油防腐补口及涂层修复企业标准，我国的石油行业也对部分指标进行沿用。但是，有关 防霉性粘弹体和粘弹体胶带，国内外专利及非专利文献均未有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶。

同时，本发明还提供一种用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶的制备方法。

再者，本发明提供一种用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带。

最后，本发明提供一种用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带的制备方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶，由以下质量份数的组分组成：聚合物粘弹性 材料100～300份、增强胶1～10份、填料100～300份、抗氧剂1～10份、增塑剂1～10 份、防霉剂1～5份、颜料0.1～0.5份。

所述聚合物粘弹性材料为聚异丁烯，为市售商品，分高、中、低三种分子量。高分子 量聚异丁烯(分子量十万至一百万)如BASF公司的Oppanol B50、B80、B100等。中分 子量聚异丁烯(分子量一万至十万)如BASF公司的Oppanol B10N、B12N、B15N，或者 杭州顺达新材料股份有限公司的SDG-8350、8650、8950等。低分子量聚异丁烯(分子量 500至5000)如BASF公司的Glissopal1000、1300、2300，或者韩国大林公司的PB1300、 PB1400、PB2300等。

所述增强胶为丁基橡胶，为市售商品，如Exxon公司的Butyl268、Bayer公司的301， 或者北京燕山石油化工公司的IIR1751等。

所述填料为碳酸钙、钛白粉、二氧化硅、滑石粉、硫酸钡、分子筛活化粉(市售商品) 等中的一种或多种。

所述抗氧剂可采用受阻酚类、亚磷酸酯类、硫代类等中的一种或多种。如抗氧剂1010、 168、264、1076、1098等，均为市售商品。

所述增塑剂可采用邻苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、烷基磺酸酯类等中的一种或多种。 如DEP、DBP、氧化聚乙烯等，均为市售商品。

所述防霉剂为酚类(如苯酚)、氯酚类(如五氯酚)、有机汞盐(如油酸苯基汞)、有 机铜盐(如8-羟基喹啉铜)、有机锡盐(如氯化三乙或三丁基锡等)，以及无机盐硫酸铜、 氯化汞、氟化钠等中的一种或多种。如上海润河纳米材料的RHA-M-1、盐城市聚科化工的 JKCIDE-S99P、上海毅实橡塑的DIDP、南通博大生化有限公司的新科02及新科03、佛山 丽源化工75号OBPA、深圳至霸化工wasaouro等。

所述颜料为酞菁绿、酞菁蓝、钛白粉、炭黑、酞菁红、永固黄等常用颜料中的任一种。

一种用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶的制备方法，可采用下述方法一或方法二：

方法一：

按照质量份数准确取各组分，将聚合物粘弹性材料、增强胶、抗氧剂、增塑剂在抽真 空、120～150℃条件下捏合0.5～1小时；再加入填料和颜料，继续捏合0.5～1.5小时；降 温至80～100℃，加入防霉剂，继续捏合10～30分钟，即得；

方法二：

按照质量份数准确取各组分，将聚合物粘弹性材料、增强胶、抗氧剂、增塑剂在抽真 空、120～150℃条件下捏合0.5～1小时；再加入填料和颜料，继续捏合0.5～1.5小时后挤 出；在挤出的胶层表面涂刷防霉剂，即得。

一种用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带，包括基膜层，在基膜层上设有胶层，所述 基膜层采用聚乙烯材料，胶层采用粘弹体防霉防腐胶材料；在胶层的另一侧设有隔离层， 所述隔离层采用聚酯材料。

所述基膜层的厚度为20～100μm。

所述胶层的厚度为0.5～3mm，剪切强度为0.02～0.10MPa。

所述隔离层的厚度为20～100μm。

所述聚乙烯材料优选高密度聚乙烯(HDPE)。

所述聚酯材料优选PET，如采用PET离型膜作隔离层。

所述粘弹体防霉防腐胶带可卷绕在卷轴上，节省空间且便于运输。

一种用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带的制备方法，包括以下步骤：将基膜层、胶 层和隔离层依次叠放，压制，即得。

所述胶层的制备方法为：对于采用方法一制备的粘弹体防霉防腐胶，挤出即得胶层； 对于采用方法二制备的防霉防腐胶(优选的，防霉剂涂刷在与聚酯隔离层接触的胶层表 面)，可直接作为胶层使用。

本发明的有益效果：

本发明在粘弹体防霉防腐胶中添加防霉剂，不仅能有效防止霉菌侵蚀，还能协同配方 中其他组分增强胶层的剪切强度和体积电阻率，提高胶层对钢或PE材料的剥离强度，改 善胶层的机械性能。对不同材质的埋地管道，均能实现良好粘接。对常见的黄曲霉、黑曲 霉、萨氏曲霉、土曲霉、焦曲霉、黄青霉、芽枝霉、毛壳霉、木霉等霉菌有很好的抑制作 用。

本发明中粘弹体防霉防腐胶带能有效解决普通胶带起泡、渗入水分、霉菌侵蚀等问题， 其中胶层采用剪切强度0.02～0.10MPa的粘弹体防霉防腐胶，能够阻隔水汽对管道的侵蚀， 高温不易流淌，低温粘附效果好，对酸、碱、盐的耐受力强，并且能够抑制土壤中常见霉 菌的生长，可延长管道的使用寿命，降低维修成本。

本发明中粘弹体防霉防腐胶带施工简单、防霉防腐性能优异，防腐施工及质量不受底 漆性能限制及影响，生产加工工艺自动化程度高、产品稳定性好。适用于石油、天然气工 业、电力、饮用水及污水工业等的管道防腐。

附图说明

图1为本发明实施例1中粘弹体防霉防腐胶带的结构示意图；

图2为防霉试验中实施例1制备胶带的防霉效果图；

图3为实施例2制备胶带的防霉效果图；

图4为实施例3制备胶带的防霉效果图；

图5为实施例4制备胶带的防霉效果图；

图6为实施例5制备胶带的防霉效果图；

图7为实施例6制备胶带的防霉效果图；

图8为实施例7制备胶带的防霉效果图；

图9为实施例8制备胶带的防霉效果图；

图10为对比例1制备胶带的防霉效果图；

图11为对比例2国外胶带的防霉效果图。

具体实施方式

下述实施例仅对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

实施例1

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶，由以下质量份数的组分组成：

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照质量份数准确取各组分，将聚合物粘弹性材料、增强胶、抗氧剂、增塑剂 加入捏合机中，在抽真空、150℃条件下捏合1小时；

(2)加入填料和颜料，在抽真空、130℃条件下继续捏合1小时；

(3)降温至100℃，加入防霉剂，在抽真空条件下继续捏合20分钟，即得。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带(结构示意图如图1所示)，包括基 膜层1，在基膜层1上设有胶层2，所述基膜层1采用高密度聚乙烯材料，厚度为20μm， 胶层2采用上述粘弹体防霉防腐胶材料，厚度为3mm；在胶层2的另一侧设有隔离层3， 所述隔离层3采用PET离型膜，厚度为100μm。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带的制备方法，包括以下步骤：将上述 制备的防霉防腐胶输送至胶膜薄片生产线，通过平狭缝口模挤出，挤出温度为60℃，高密 度聚乙烯基膜和PET离型膜分别通过上、下卷辊输送，挤出速度与输送速度一致，经终端 压辊压制，得到粘弹体防霉防腐胶带。

实施例2

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶，由以下质量份数的组分组成：

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶的制备方法同实施例1。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带(结构同实施例1)，包括基膜层，在 基膜层上设有胶层，所述基膜层采用高密度聚乙烯材料，厚度为50μm，胶层采用上述粘 弹体防霉防腐胶材料，厚度为0.5mm；在胶层的另一侧设有隔离层，所述隔离层采用PET 离型膜，厚度为50μm。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带的制备方法同实施例1。

实施例3

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶，由以下质量份数的组分组成：

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶的制备方法同实施例1。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带(结构同实施例1)，包括基膜层，在 基膜层上设有胶层，所述基膜层采用高密度聚乙烯材料，厚度为50μm，胶层采用上述粘 弹体防霉防腐胶材料，厚度为2mm；在胶层的另一侧设有隔离层，所述隔离层采用PET 离型膜，厚度为80μm。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带的制备方法同实施例1。

实施例4

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶，由以下质量份数的组分组成：

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶的制备方法同实施例1。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带(结构同实施例1)，包括基膜层，在 基膜层上设有胶层，所述基膜层采用高密度聚乙烯材料，厚度为50μm，胶层采用上述粘 弹体防霉防腐胶材料，厚度为2mm；在胶层的另一侧设有隔离层，所述隔离层采用PET 离型膜，厚度为50μm。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带的制备方法同实施例1。

实施例5

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶，由以下质量份数的组分组成：

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照质量份数准确取各组分，将聚合物粘弹性材料、增强胶、抗氧剂、增塑剂 加入捏合机中，在抽真空、140℃条件下捏合1小时；

(2)加入填料和颜料，在抽真空、130℃条件下继续捏合1小时，输送至胶膜薄片生 产线，通过平狭缝口模挤出，挤出温度为60℃；

(3)在步骤(2)挤出的胶层上表面涂刷经PB1400稀释100倍的防霉剂，得到粘弹 体防霉防腐胶层。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带(结构同实施例1)，包括基膜层，在 基膜层上设有胶层，所述基膜层采用高密度聚乙烯材料，厚度为30μm，胶层采用上述粘 弹体防霉防腐胶材料，厚度为2.5mm；在胶层的另一侧设有隔离层，所述隔离层采用PET 离型膜，厚度为60μm。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带的制备方法，包括以下步骤：PET离 型膜和高密度聚乙烯基膜分别通过上、下卷辊输送，与粘弹体防霉防腐胶层的挤出速度一 致，经终端压辊压制，得到粘弹体防霉防腐胶带。

实施例6

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶，由以下质量份数的组分组成：

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照质量份数准确取各组分，将聚合物粘弹性材料、增强胶、抗氧剂、增塑剂 加入捏合机中，在抽真空、120℃条件下捏合1小时；

(2)加入填料和颜料，在抽真空、120℃条件下继续捏合1.5小时，输送至胶膜薄片 生产线，通过平狭缝口模挤出，挤出温度为50℃；

(3)在步骤(2)挤出的胶层上表面涂刷经Glissopal1000稀释100倍的防霉剂，得 到粘弹体防霉防腐胶层。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带(结构同实施例1)，包括基膜层，在 基膜层上设有胶层，所述基膜层采用高密度聚乙烯材料，厚度为50μm，胶层采用上述粘 弹体防霉防腐胶材料，厚度为2mm；在胶层的另一侧设有隔离层，所述隔离层采用PET 离型膜，厚度为50μm。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带的制备方法同实施例5。

实施例7

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶，由以下质量份数的组分组成：

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照质量份数准确取各组分，将聚合物粘弹性材料、增强胶、抗氧剂、增塑剂 加入捏合机中，在抽真空、150℃条件下捏合0.5小时；

(2)加入填料和颜料，在抽真空、150℃条件下继续捏合0.5小时，输送至胶膜薄片 生产线，通过平狭缝口模挤出，挤出温度为80℃；

(3)在步骤(2)挤出的胶层上表面涂刷经Glissopal1300稀释100倍的防霉剂，得 到粘弹体防霉防腐胶层。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带(结构同实施例1)，包括基膜层，在 基膜层上设有胶层，所述基膜层采用高密度聚乙烯材料，厚度为50μm，胶层采用上述粘 弹体防霉防腐胶材料，厚度为2mm；在胶层的另一侧设有隔离层，所述隔离层采用PET 离型膜，厚度为50μm。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带的制备方法同实施例5。

实施例8

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶，由以下质量份数的组分组成：

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照质量份数准确取各组分，将聚合物粘弹性材料、增强胶、抗氧剂、增塑剂 加入捏合机中，在抽真空、135℃条件下捏合1小时；

(2)加入填料和颜料，在抽真空、135℃条件下继续捏合1小时，输送至胶膜薄片生 产线，通过平狭缝口模挤出，挤出温度为65℃；

(3)在步骤(2)挤出的胶层上表面涂刷经PB2300稀释100倍的防霉剂，得到粘弹 体防霉防腐胶层。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带(结构同实施例1)，包括基膜层，在 基膜层上设有胶层，所述基膜层采用高密度聚乙烯材料，厚度为50μm，胶层采用上述粘 弹体防霉防腐胶材料，厚度为2mm；在胶层的另一侧设有隔离层，所述隔离层采用PET 离型膜，厚度为50μm。

本实施例中用于埋地管道的粘弹体防霉防腐胶带的制备方法同实施例5。

对比例1

本对比例中用于埋地管道的粘弹体防腐胶，由以下质量份数的组分组成：

本对比例中用于埋地管道的粘弹体防腐胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照质量份数准确取各组分，将聚合物粘弹性材料、增强胶、抗氧剂、增塑剂 加入捏合机中，在抽真空、150℃条件下捏合1小时；

(2)加入填料和颜料，在抽真空、130℃条件下继续捏合1小时，即得。

本对比例中用于埋地管道的粘弹体防腐胶带(结构示意图如图1所示)，包括基膜层， 在基膜层上设有胶层，所述基膜层采用高密度聚乙烯材料，厚度为20μm，胶层采用上述 粘弹体防腐胶材料，厚度为3mm；在胶层的另一侧设有隔离层，所述隔离层采用PET离 型膜，厚度为100μm。

本对比例中用于埋地管道的粘弹体防腐胶带的制备方法，包括以下步骤：将上述制备 的防腐胶输送至胶膜薄片生产线，通过平狭缝口模挤出，挤出温度为60℃，高密度聚乙烯 基膜和PET离型膜分别通过上、下卷辊输送，挤出速度与输送速度一致，经终端压辊压制， 得到粘弹体防霉防腐胶带。

对比例2

选取荷兰粘弹体防腐胶带(型号：STOPAQ CZH)作为对比例2。

试验例

(1)机械性能检测

根据下表1中检测项目及指标，对实施例1～8及对比例中胶带性能进行检测。

表1  检测项目及指标

试验结果见下表2。

表2  胶带性能检测结果

(2)耐化学介质试验

选取平整无锈的低碳钢条(规格：200mm×25mm×6mm)，分别包覆上述胶带(实施例 1～8及对比例1～2)浸泡于3种化学介质中(见下表3)，100mm暴露于空气中，120d后 观察其表面变化，每种胶带做三条平行。

表3  胶带耐化学介质试验结果

项目 10％HCl 3％NaCl 10％NaOH 实施例1 无变化 无变化 无变化 实施例2 无变化 无变化 无变化 实施例3 无变化 无变化 无变化 实施例4 无变化 无变化 无变化 实施例5 无变化 无变化 无变化 实施例6 无变化 无变化 无变化 实施例7 无变化 无变化 无变化 实施例8 无变化 无变化 无变化 对比例1 无变化 无变化 无变化 对比例2 无变化 无变化 粘弹体严重老化，开裂，NaOH析出

(3)耐高温试验

根据粘弹体胶带施工规范，选取直径为90mm的钢管，经过抛光除锈，顺时针缠绕实 施例1～8及对比例1～2中胶带(宽度：50mm，厚度：2mm)，然后竖直放置于90℃烘箱 中，100d后观察其变化。从试验结果来看，实施例1～8及对比例1的试验胶带均未出现 瘫软、变形的现象，而对比例2的胶带出现瘫软现象，钢管上的胶带向下堆垛。

(4)热水浸泡试验

取实施例1～8及对比例1～2中胶带，按照要求裁成胶片(规格：100mm×50mm； 数量：三片)，同种胶带有三片做平行实验，将样片浸泡于70℃热水中，120d后，观察其 表面是否鼓泡，老化，分解现象。从试验结果来看，所有试验胶带均未出现鼓泡、老化、 分解现象。

(5)防霉试验

粘弹体胶带均未提到过防霉实验，因此暂无行业标准。目前，参照国家标准GB/T1741 漆膜耐霉菌测定方法，将实施例1～8及对比例1～2中胶带制成样片，在培养箱中养护14d 后，观察霉菌的生长情况，详见图2～11。并按照下表4中评级标准进行评价。

表4  防霉效果评级标准

各胶带防霉效果评级结果见下表5。

表5  胶带防霉效果评级结果

项目 防霉效果评级 备注 实施例1 0 图2 实施例2 1 图3 实施例3 0 图4 实施例4 0 图5 实施例5 0 图6 实施例6 0 图7 实施例7 0 图8 实施例8 1 图9 对比例1 4 图10 对比例2 4 图11

从图10和图11可以看出，对比例1～2中胶带均无防霉效果，整个胶带表面布满菌丝。 添加防霉剂的图2至图9，防霉效果显著，胶带表面几乎没有菌丝出现。实施例1和实施 例2中胶带所用防霉剂相同，但用量略减之后，防霉效果略有降低，其他各项性能也明显 不同。因此，加入防霉剂不仅能改变胶带的防霉效果，也会对胶带的力学、电学性能产生 影响。

从以上试验例来看，防霉剂的加入对整个胶带的性能提升有关键作用，对管道防腐的 意义是显而易见的，它能够抑制土壤中常见霉菌的生长，延长管道的使用寿命，并降低维 修成本。