[发明专利]适用于涂布饮用水管道的方法和组合物

说明书

背景技术

用于饮用水管道的结构改造的非开挖方法包括管中管法、爆管法、和聚乙烯薄壁内衬法。如美国专利No.7,189,429中所述，这些方法的缺点在于其不能处理管道中的多发性弯曲以及不得不断开至用户处所的侧面连接管并随后在实行改造过程后重新安置的事实。

美国专利No.7,189,429描述了一种在饮用水管道的内表面上形成涂层的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供液态的两部分涂料体系；b)将第一部分和第二部分混在一起以形成混合物，以及c)将该混合物作为涂料施加到所述表面从而在高固化速率下形成呈现出高强度和柔韧性的一体化内衬。优选通过受热无气喷雾设备施加所述体系的两部分。这类设备例如可以包括离心纺丝头或者自混合喷雾枪组件。

美国专利No.6,730,353描述了一种饮用水管道用涂料。两部分涂料体系包含含有任选与一种或多种胺反应性树脂和/或非反应性树脂共混的一种或多种脂族多异氰酸酯的第一部分，和含有任选与一种或多种低聚多胺共混的一种或多种芳族多胺的第二部分，使得该两部分在混在一起并被施加到管道的内表面时形成适用于与饮用水接触的快速定形的不透性涂层。

不同的自治地区对于饮用水管道具有不同的要求。例如，在英国，用于饮用水管道的涂层要求符合供水(水质量)法规的第31条法规(Regulation 31 of the Water Supply(Water Quality)Regulations)；而在美国，用于饮用水管道的涂层需要符合NSF/ANSI标准61。

发明内容

本发明描述了在(例如饮用水)管道的表面上形成涂层的方法和两部分涂料组合物。

在一个实施例中，所述方法包括以下步骤：a)提供涂料组合物，所述涂料组合物包含含有至少一种多异氰酸酯的第一部分和含有至少一种天冬氨酸酯的第二部分；b)合并第一部分和第二部分以形成液体混合物；c)将液体混合物施加到管道的内表面；以及d)使混合物定形从而形成固化的涂层。所述方法特别适合翻新饮用水管道，其中固化的涂层与饮用水接触。

在另一实施例中，描述了一种为(例如服役)管道的表面加内衬的方法。该方法包括：a)通过合并含有至少一种多异氰酸酯的第一部分和含有至少一种多胺的第二部分提供涂料组合物，其中涂料的定形时间为约3至6分钟；b)合并第一部分和第二部分以形成液体混合物；c)将该液体混合物施加到内径小于50mm的管道的内表面，且施加至少5米的长度；以及d)使混合物定形从而形成固化的连续内衬。在涂料定形之前优选将涂料施加至少10、15或20米的长度。优选的涂料包含至少一种天冬氨酸酯作为第二部分的组分。

在其它实施例中，描述了反应性的两部分涂料组合物，该涂料组合物包含含有至少一种多异氰酸酯的第一部分；以及含有至少一种天冬氨酸酯和在25℃下为固体的至少一种芳族胺的第二部分。一种合适的芳族胺为烷基苯胺例如4，4′-亚甲基双(2，6-二异丙基苯胺)。

适用于涂布饮用水管道的内表面的涂料组合物通常由一种或多种基本不含异氰酸酯单体的脂族多异氰酸酯聚合物(如六亚甲基二异氰酸酯的衍生物)制得。据信本文所述的两部分组合物符合NSF/ANSI标准61-2008的要求。

具体实施方式

本发明提供一种两部分涂料体系，其可以施加到管道内表面从而在高固化速率下形成适用于与饮用水接触的不透性内衬。由于本发明体系的快速定形特性和对水分的不敏感性，本发明体系特别用作现有饮用水管道翻新用的“原位”施加的内衬。

所述两部分涂料组合物的第一部分通常含有至少一种多异氰酸酯，而第二部分含有至少一种多胺。在施加和固化后，涂料组合物包含这种第一和第二组分的反应产物。经反应的涂层包含脲基团(-NR-C(O)-NR-)。含有脲基团的聚合物常常被称作聚脲。当两部分涂料组合物包含其它异氰酸酯反应性组分或胺反应性组分时，经反应的涂层也可包含其它基团。

所述两部分涂料的第一部分含有一种或多种多异氰酸酯。“多异氰酸酯”是指任何在单个分子中具有两个或更多个反应性异氰酸酯(--NCO)基团的有机化合物，例如二异氰酸酯、三异氰酸酯、四异氰酸酯等，以及它们的混合物。环状和/或线性多异氰酸酯可以有利地被采用。异氰酸酯组分的多异氰酸酯优选是脂族的。

合适的脂族多异氰酸酯包括六亚甲基-1，6-二异氰酸酯、2，2，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、异佛乐酮二异氰酸酯、和4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯的衍生物。或者，可以采用脂族多异氰酸酯的反应产物或预聚物。