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管道防腐大修用聚脲涂料的研究与制备

张翔宇  
【摘要】:聚脲涂料是国外近十年来发展起来的一种新型无污染绿色涂料,已经在国外的工程上得到了大量的实际应用。本论文主要研究了聚脲涂料的关键组分——端氨基聚醚的实验室合成方法及聚脲涂料在管道防腐大修方面的应用,并针对管道防腐大修的要求对聚脲涂料与金属的附着力和聚脲涂料的阴极剥离性能进行了深入的研究,并最终制备了满足管道防腐大修用性能要求的可在工程上实际应用的聚脲涂料。本论文的主要研究内容如下: 本文首先在实验室合成了聚脲涂料的关键组分——端氨基聚醚。整个合成过程分为三个部分:端羟基聚醚的合成与表征,端羟基聚醚端基的酯化反应和端羟基聚醚酯化产物的氨化反应。第一步采用阴离子催化聚合方法,对小分子环氧丙烷在高温高压下进行均聚,合成了相对分子质量为2000的端羟基聚醚;第二步对端羟基聚醚的端基进行酯化改性;第三步对端羟基聚醚酯化产物进行了氨化改性;三个反应的产物均用红外光谱、核磁共振、元素分析对氨化产物进行了表征;最后探讨了在整个合成过程中影响端氨基聚醚色泽、粘度及转化率的主要因素。 对聚脲涂料的高压撞击混合喷涂设备进行了选购,并最终购买美国Gusmer公司的H20/35Pro型喷涂主机和GX-D71型喷枪。然后对聚脲涂料喷涂设备的各个重要部件进行了详细地了解,并在实际的喷涂实验中确定了喷涂设备的操作步骤。最后,确定了聚脲涂料的喷涂工艺:聚脲涂料的喷涂压力在2000-3500psi之间;喷涂温度在70-75℃;A、R组分的喷涂压力差应低于500psi。 阐述了聚脲涂料的化学反应原理和聚脲涂料的配方设计原理,对聚脲涂料的A、R组分中的各个化学成分进行筛选,在此基础上对聚脲涂料的防腐性能、耐冲击性能等基础性能进行了研究,并针对管道防腐大修的性能要求对聚脲涂料的附着力和阴极剥离性能进行了专门研究。分析了在附着力和阴极剥离测试实验中温度、水分子和电场对聚脲涂料性能的影响,通过对金属表面进行钢丝切球喷砂处理、改进聚脲涂料配方提高聚脲涂料的玻璃化转变温度和降低其的水汽通透率等方法制备了完全满足管道防腐大修用性能要求的聚脲涂料。


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