[发明专利]一种海洋油气管道填充用环氧砂浆的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚合物砂浆应用技术领域，具体涉及一种海洋油气管道填充用环氧砂浆及其制备方法，该环氧砂浆具有优良的抗压、抗冲、抗渗、抗海水腐蚀等性能，可应用于海洋油气管道特殊结构尤其是管道阳极保护防腐结构的填充及加固。

背景技术

海洋油气管道长期浸泡在海底特殊环境中，管道牺牲阳极周围极易被海水腐蚀，而且很容易受海水的高强度的冲击，从而导致严重的后果，存在安全隐患，这就需要在管道下海之前进行加固修补。但是，要对这些结构按照传统方法加固是不能满足特殊环境要求的，必须满足快速固化和高抗压抗冲强度以及高粘结性的要求，普通的混凝土固化时间太久，或者不能满足与海洋油气管道特殊涂层的粘结强度和抗压抗冲的要求，并且该环氧混凝土无法满足抗海水腐蚀性的要求。目前CN101624271A公开了一种水下环氧混凝土、砂浆添加剂及其制备方法，适合混凝土薄层破损的修补，但不适合海底管道的特殊使用环境，如抗压强度达不到要求，本发明弥补了这一缺陷，满足在海洋快速固化并且达到所要求的高强度及优良的抗海水腐蚀性。

发明内容

本发明旨在克服现有的技术缺陷，针对目前砂浆拌合物在海底的特殊环境中容易被腐蚀，粘结强度以及抗压抗冲强度较低，初凝时间较长，难以进行管道接口的及时粘结和管道阳极处的填充等问题，提出一种新型海洋油气管道用填充型高性能环氧砂浆及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明的环氧砂浆，由A、B、C三种组分组成，组分A：6.5％～8.7％双酚A环氧树脂E44，6.5％～8.7％双酚A环氧树脂E51，1.3％～3.6％活性稀释剂，1.3％～1.8％的增塑剂，0.6％～0.9％促进剂，0％～1％色素的混合液，组分B：6.5％～8.6％T-31-3型固化剂，剩下的为组分C，占69.0％～77.4％，其组成是水泥与石英砂按1∶(0.5～3)的比例混配的，A、B、C三组分总重量百分比为100％，以上比例均为质量百分比。

本发明中采用了双酚A环氧树脂：环氧树脂E-51和环氧树脂E-44，二者以一定的比例混配。环氧树脂分子中含有极性高且不易水解的脂肪族烃基和醚键，使其在潮湿状态下对各种底材有较高的附着力，而且耐腐蚀性能也很高。另外双酚A型环氧树脂又因其结构为刚性的苯核和柔性的烃链交替排列，从而赋予固化物较好的物理机械性能。环氧树脂E-51树脂分子量低一些，粘度小，利于水下浇筑，且与溶剂的相容性较好，其环氧值高，与固化剂反应交联度大，形成的固化物强度大，但其脆性较大，影响固化物的抗剪性能。环氧树脂E-44粘度较大，分子量较高，分子的韧性较好，能有效改善固化物的韧性，所以本发明中采用两种树脂配合使用，达到相互改性的效果。

本发明中采用的稀释剂为含有环氧基的碳十二至十四烷基缩水甘油醚(AGE)。由于环氧树脂的粘度很高，25℃达10Pa.s～14Pa.s，冬季更高，如果不加稀释剂，配合成混凝土或砂浆将无法正常施工，为此在使用过程中要加入一定量的稀释剂来降低环氧树脂体系的粘度，改进施工工艺。活性稀释剂AGE不仅能稀释环氧树脂，而且能参与环氧树脂的固化反应，并且对固化物的性能无太大影响，同时还起到增韧的作用。

本发明采用的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。未经改性的环氧树脂固化物较脆，当承受内应力或外应力时，会产生缺陷或裂缝。当加入邻苯二甲酸二丁酯后，在固化物内部形成多相的海岛结构，固化物韧性提高，抗冲击能力增强。同时，它又是非活性稀释剂，对环氧体系也有一定的稀释作用。

本发明中采用的固化剂为改性酚醛胺类(T31-3)固化剂，为了适应水下固化的要求，我们选用水下专用固化剂——酚醛胺类固化剂，我们选择的是第三代酚醛胺类固化剂，该类固化剂是脂环胺(例如甲基戊环二胺，即TAC)与苯酚、甲醛进行曼尼希反应改性制得的。该固化剂比之前同类固化剂有较低粘度，较低毒性和刺激性，也综合了脂肪胺和芳香胺改性固化剂的优良性能，该固化剂与环氧树脂配比范围宽、应用范围广、固化物耐热性好、性价比最高，其能与环氧树脂所形成的固化产物强度更大。