天然气管道减阻内涂涂料

1．涂料组成及分类
1．1 涂料的基本组成
　　涂料的组成物质有很多，可分为成膜物、颜料、助剂和溶剂四种，其中成摸物是必不可少的，为了形成具有良好性能的覆盖层，涂料的组分必须选择得当，配比科学、合理。
　　(1)成膜物 成膜物是形成漆膜的主要物质，分为主要成膜物、次要和辅助成膜物，主要成膜物可以单独成膜，也可以黏结颜料等物质一起成膜，故也称为黏结剂。成膜物是组成涂料的基础，决定了涂料的主要性能。
　　能够作为涂料成膜物的物质报多，如原始的成膜物是植物油、天然树脂胶及虫胶、沥青等天然物质，现在的成膜物包含了现代聚合物工业的许多产品，如早期的醇酸树脂、乙烯树脂，到后来的环氧树脂、聚氨酯树脂，直至聚四氟乙烯、聚酰亚胺及聚苯硫醚等。成膜物按其化学行为可分为两类，一种是在形成漆膜时化学结构不产生变化，只产生从熔化到凝固，或从溶解到溶剂挥发后沉积的物理过程，称为非转化型成膜物；另一种在形成漆膜时化学结构发生变化，通常使成膜物线型分子聚合成网状结构的体型高聚物，漆膜不溶解、不熔化。
　　(2)颜料 涂料如果没有颜料则称之为清潦，加入颜料可制成色擦，包蛞磁漆、调合漆和底漆。颜料一艇为细微的粉末物质，分为着色颜料、体积颜料、防锈颜料和特种颜料，可以使漆膜具有装饰、保护作用，可以增强潦膜的机械性能和耐久性能，赋予漆膜耐腐蚀、导电、抗生物等性能。颜料按来源可分为天然颜料和合成颜料，按化学成分可分为有机颜料和无机颜料。无机颜料都有是以粉末固态存在于涂料和漆膜中，有机颜料则以溶解在涂料中、非常均匀地分布在漆膜中。
　　(3)助剂 助剂是涂料的组成部分，起改进涂料或漆膜某一特定性能的作用，包括多种无机物、有机物和聚合物。对不同的涂料、不同的性能要求，使用不同的助剂。
　　助剂目前分为四种类型：
　　①对涂料生产过程起作用的助剂：消泡剂、润滑剂、分散剂和乳化剂等；
　　②对涂料储存起作用的助剂：防结皮剂、防沉剂等；
　　③对涂料施工、成膜过程起作用的助剂：催干剂、固化剂、流平剂和防流挂剂等；
　　④对漆膜性能起作用的助剂：抗氧化剂、紫外线吸收剂、增塑剂等。
　　(4)溶剂 除无溶剂涂料之外，溶剂是所有液态涂料的一个基本组成部分。溶剂的作用是溶解或分散成膜物，使涂料成为液态、能够被涂布成为漆膜。涂料形成漆膜时，溶剂便挥发进入大气，不应有溶剂残留于漆膜之中。溶剂可分为能够溶解成膜物的溶剂(真溶剂)，能够稀释成膜物溶液及涂料的溶剂(稀释剂)，以及能够使成膜物均匀分散在涂料中的溶剂(分散剂)。
　　由于涂料工业大量使用的溶剂为有机溶剂，对人、对环境都有危害，所以应尽量少用有机溶剂。通常，乙烯类涂料、橡胶类涂料的固体分在20％～40％间，常规液态涂料的固体分在40％～60％左右，高性能、长寿命涂料大多为厚膜型，固体分高达70％以上，无溶剂涂料的固体分在90％以上。
1．2 涂料的分类
　　(1)按成膜物材料的种类分 我国化工行业制定了按涂料的主要成膜物对涂料进行分类的方法，并制订了系统的涂料产品的命名方法。目前，涂料产品共分为18大类，其中把辅助材料也归为一类，见表3-10
　　表3-1中涂料的分类基本是针对常规的液态涂料，从广义而盲，涂料是指形成覆盖层的材料，因此，涂料也常常采用下述几种方法分类。
 

　 (2)按覆盖层成型时巢否发生化学变化分类 按覆盖层成型时是否产生化学变化可将涂料分为反应型涂料和非反应型涂料。
　　常规的液态涂料大多数种类为反应型涂料，典型的如油漆、醇酸树脂漆、酚醛树脂漆、环氧树脂漆、聚氨酯漆等，环氧粉末涂料也属反应型涂料。沥青质涂料、聚乙烯粉末涂料、各种胶带、收缩带和防腐带、挤出成型材料等都是非反应型涂料。
　　(3)按涂料的防护作用分 按涂料的防护作用可将涂料分为防锈、防蚀和减阻三大类。防锈涂料是指防止钢铁曼自然因素作用产生锈蚀的涂料，在涂料分类命名法中称为底漆及防锈漆，在防腐层中作为底层或独立成为防腐层；防蚀涂料是指防止金属受化学介质(含气体介质)产生腐蚀的涂料；由于管道带有压力、介质流动过程中有摩擦，以减少摩擦阻力为目的，在管道内壁涂覆的涂料则称为减阻涂料，这是一种专用涂料。在实际应用中，防锈漆、防蚀漆常常结合使用，使用范围也相互交错，但作为减阻型涂料虽然也有一定的防蚀功能，但因它的特殊应用条件和特定的施工工艺，使得它具有专用性。
　　①防锈涂料 防锈涂料具有良好的防锈性能，其主要原因为是有防锈颜料。防锈颜料有两种，即物理防锈颜料和化学防锈颜料。
　　物理防锈颜料本身没有防锈能力，当和成腆物等涂料组分合理配用时，就能够起到阻止水分及腐蚀性介质渗透的作用，从而增强漆膜的防锈能力。这类涂料主要有铁红防锈底漆、云母氧化铁防锈底漆、氧化锌防锈底漆、铝粉防锈底漆及石墨防锈底漆等。
　　化学防锈颜料是借助化学作用抑制锈蚀反应的一类颜料，如虹丹含有一氧化铅，能够将随水分一起渗透进入漆膜的酸性物质中和；红丹还含有过氧化铅，可以将低价铁离子氧化为高价铁氧化物，在钢铁表面生成牢固的高价铁氧化物。
　　②防蚀涂料 防蚀用涂料具有很好的耐蚀性、透气性，且渗水性低、附着力强，并有一定机械强度。这类涂料主要有：生漆和滦酚树脂漆、酚醛树脂涂料、沥青涂料、乙烯树脂涂料、环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、橡胶类涂料、无机富锌涂料等。
　　③减阻涂料 上述的防蚀涂料原则上均可作为减阻涂料用。只不过由于减阻涂料均用于管道内壁，无法更换和维护，因此除了机械强度、附着力要求之外还应有耐磨性和耐介质性的要求。目前国内外大量使用的减阻内涂涂料多为双组分环氧树脂，也有少量使用环氧粉末的报道。
　　(4)按涂料的物理形态分
　　按涂料的物理形态可分为液态涂料和固态涂料。
　　液态涂料通常由成膜物、颜料、助剂和溶剂4个成分组成，在涂装前和涂装期间保持液态，在涂装后经干燥形成固态漆膜。
　　固态涂料有粉末涂料、沥青质涂料、挤出成形塑料、挤出成形橡胶和塑料的共混物，以及防腐胶带等。粉末涂料是由常温下呈固态的成膜物、颜料和助剂经加工处理而得到的粉末状涂料。沥青质涂料包括石油沥青及石抽沥青磁潦、煤焦油沥青及煤焦油磁漆，磁漆是由沥青与粉末状矿物填料及起增塑作用的物质等加热熬制而得。聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃和橡胶的共聚物等涂料为颗粒状，需要采用挤出机械将其在受热状态下以黏漉态挤出，包缠到被涂表面，冷却定型面得到覆盖层。
1．3 潦料的干燥机理
　　涂料的干燥机理有物理干燥和化学干燥两大类。物理干燥是涂料依靠其中的溶剂挥发面干燥成膜，这类涂料的特点是：干燥迅速、层间互溶、不存在层间附着力差的问题，即设有最长涂装间隔时间的限制，可以在较低的沮度下施工。但缺点是不耐溶剂，通常也不耐各种植物油和动物油。氧化橡胶涂料、乙烯树脂涂料、沥青涂料等均属此类。
　　化学干燥是徐料依靠其主要成膜物质与空气中的氧或水蒸气反应，或是与固化剂进行化学反应，变成高分子聚合物或缩合物而固化成膜。这些涂料中，领先与空气中氧或水蒸气反应成膜的涂料通常是单一组分罐装，领先氧化成膜的涂料有以干性油为原料的油性涂料和油改性醇酸树脂涂料、酚醛树脂涂料等。而领先与固化剂反应固化成膜的涂料通常是双组分两罐装。固化剂固化的涂料的特点是漆膜坚韧、附着力强、耐机械冲击和磨损、耐油、耐溶剂、耐化学品腐蚀，缺点是由于化学反应的速度与温度有密切关系，这类涂料低温固化缓慢，而高温固化较快，造成施工困难。另外这类涂料完全固化以后溶剂不易渗透，易引起层间附着不牢，因此有一个最长涂装间隔时间的问题。这类涂料有环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、聚酯树脂涂料等。