[发明专利]一种涂料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及管道涂料，尤其涉及一种涂料及其应用，具体涉及涂敷管道的方法以及沥青组合物作为管道涂料的用途。

背景技术

管道是一种对环境影响最小的、远距离或近距离输送气体、液体和淤浆物料的有效设施。长的和大直径管道通常是由耐腐蚀的碳钢基材料、铁基材料制成的。腐蚀过程是一种自然发生的过程，在该过程中铁通过水和来自空气中氧的作用而转变成为氧化物。这个过程几乎对所有地上、地下和水中的铁质结构件产生影响。可看得见的和地上的结构件可通过涂敷普通油漆或某种其它形态的涂料而得以保护。然而，管线很少是可见的，因此它们在整个使用期间必须采用适当的耐腐蚀涂料来防止环境对其侵蚀。一种常用的防腐蚀方法是采用以玻璃纤维或聚酯材料包裹而增强的厚沥青瓷漆以及任选地涂覆作为机械防护的混凝土涂层。为了进一步确保其防腐性能，需要采用阴极保护以获得高整体性涂层。

管道涂料还可具有有利的绝缘作用。

虽然沥青在许多方面自然地适用作管道涂料，但它在某些物理性能方面存在固有的、极需改进的缺点。

用作管道涂料的沥青必须满足一系列严格的要求，如优良的抗冲击性和柔韧性。由于管材及其涂层在经受运输、堆放或使用过程中会遭到意外的损坏，因此需要具有优良的抗冲击性。由于管材在堆放期间常会发生一定程度的弯曲，因此需要具有优良的柔韧性，使管道涂层不会产生龟裂是很重要的。

此外，当某些管道预期用来输送热的物料时，则用作管道涂料的沥青组合物具有优良的高温性能是有利的。在这种输送热物料的管道系统中，用作管道涂层的沥青组合物往往会发生熔垂或滑动现象。这会导致管道涂层产生变形，并导致性能变坏。

已对通过向沥青添加包括某些共轭二烯橡胶、含乙烯的塑料(如乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA))，氯丁二烯橡胶以及非晶态聚烯烃的聚合物来改进沥青性能进行了研究。苯乙烯嵌段共聚物(如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)已广泛用于这类沥青的改性。然而，这类嵌段共聚物特别是那些二烯嵌段已经氢化的嵌段共聚物有时是与沥青不相容的。这种不相容性最常见于较硬品级的沥青，这种不相容性已经限制了苯乙烯嵌段共聚物在管道涂料中，特别是用于高温的管道涂料中的应用。

WO92/06141已提供了一个包含苯乙烯嵌段共聚物的管道涂料的实例，该专利公开了一种采用聚合物改性的沥青瓷漆来保护材料如管材的方法。WO92/06141中公开的沥青瓷漆是以一种或多种选自乙烯基-丁二烯嵌段共聚物，任选地与聚烯烃相混合的聚合物改性的(见第7页，第24行至29行)，优选的乙烯基-丁二烯嵌段共聚物是线形和支化的乙烯基-丁二烯嵌段共聚物的混合物。在WO92/06141中用于沥青瓷漆的所有嵌段共聚物都涉及非氢化的嵌段共聚物。关于任选的聚烯烃已在第12页第7行-第8行作了说明，嵌段共聚物通常是与无规立构聚丙烯混合使用的。

事实上，WO92/06141中所述唯一的沥青瓷漆包含非氢化的线形苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，非氢化的支化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和非晶态聚烯烃(见第17页第15-19行和第18页第1-7行)。然而，业已发现，这种沥青瓷漆存在高温情况下性能常达不到要求的缺点。

WO96/07846介绍了以沥青组合物进行绝缘处理的海底管线。WO96/07846指出：聚合物改性剂可用于扩大沥青保持尺寸稳定的温度范围；无规立构聚丙烯能提高软化点而不提高脆化温度；当无规立构聚丙烯含量在18-30％(以组合物重量计)，软化点迅速提高(见第17页，第26-32行)。此文又指出：在并非没有无规聚丙烯的情况下，通过添加低分子量等规立构聚丙烯，还可进一步提高软化点；等规立构聚丙烯主要作为微粒填料；一种成本效率高的组合物含有77％沥青，18％无规立构聚丙烯和5％等规立构聚丙烯(见第17页第36行至第18页第8行)。

WO96/07846还提出可向组合物添加苯乙烯嵌段共聚物来补偿任何脆化。除了有节制地最好使用外，该专利没有提供苯乙烯嵌段共聚物的其它信息(见第18页第18-25行)。

因此，根据WO96/07846所述，技术熟练人员可得出：如果要提高沥青瓷漆的软化点，则必须添加相当于组合物重量的至少18重量％的无规立构聚丙烯；当采用很大量的无规立构聚丙烯时，可任选地包括低分子量等规立构聚丙烯；如果所得组合物太脆，可任选地添加非氢化苯乙烯嵌段共聚物。