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ep专题之防腐(八)钢管熔结1

材料腐蚀是全世界面临的严重问题。腐蚀不仅消耗了宝贵财富，而且破坏了生产、生活等许多活动的正常运行。腐蚀和环境污染的关系也越来越引起关注中国机械网okmao.com。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，目前全世界每年因腐蚀造成的经济损失，大约在10000亿美元水平左右，为地震、水灾、台风等自然灾害的6倍，占各国国民生产总值(GNP)2～4%。钢铁因腐蚀而报废的数量，则为当年产量的25%～30%。可见腐蚀的防护十分重要，研制高性能的防腐涂料刻不容缓。近年来在工业发达国家，重防腐涂料(Heavy-dutyCoating)产品，和产量已占涂料市场的7%左右。近几年国内防腐涂料也在快速发展，重防腐涂料配套体系得到较大发展。我国环氧富锌及无机富锌涂料、环氧防腐涂料、聚氨酯涂料(为防腐工程配套)、乙烯类防腐涂料约30kt，环氧粉末防腐涂料，齐头并进、共同发展。在防腐涂料体系中环氧涂料是主力军，具有极大的发展前景。重防腐涂料分为溶剂型、厚浆型、水分散型、粉末型4大类。其中常用主要是环氧树脂。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，环氧树脂有优良的附着力和低收缩率，对水、中等强度酸、碱和其他溶剂，有良好的耐蚀性和抗渗透性，拥有较多固化剂使其在各种施工条件下，均能具有良好的成膜性能，能同各种树脂、填料和助剂良好地混溶，易于配制成水性化、厚膜化(高固体化和无溶剂型)和粉末化等无公害重防腐涂料。通过物理改性和化学改性，其耐候性差、易粉化、高温下承受强腐蚀介质(如较强的酸、碱和溶剂)能力差的缺点正在逐步得到改善。这都奠定了其重防腐涂料的主导地位。

八、钢质管道防腐用熔结环氧粉末固化反应特性

(一)引言

作为一种新型、优异的热固性树脂涂料——钢质管道防腐用熔结环氧粉末涂料，在国内外长距离输送管道方面已有近40年的应用历史。目前世界上以熔结环氧粉末涂料，作底层的三层聚烯烃结构防腐层(3LPO)长距离输送管道，相继发生了多起投产运营三五年后，熔结环氧粉末涂层与钢管表面粘结性下降并完全失效的案例。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，要想获得良好的实际使用性能，必须保证管道熔结环氧粉末达到95%以上的固化转化率。应用示差扫描量热法(DSC)技术分析测试热固性树脂固化特性、固化转化率已经成为常用手段。本文应用此技术研究了埋地钢质管道建设专用，熔结环氧粉末的固化反应动力学模型方程，并在涂敷作业生产方面进行了初步应用。

(二)实验部分

1、原材料

LDP-513，200℃胶化时间15s，固化时间2.5min，河北廊坊立邦立东公司。

2、DSC分析

仪器：DSC822e示差扫描量热仪，Mettler-To-ledo公司。

实验方法：选择5，10，15，20，25℃/min5种升温速率，从25℃升温至285℃，由5条DSC过程曲线得到相应的固化反应，放热峰的峰始温度Tq、峰顶温度Tp和峰终温度Tg，试样用量(10±1)mg，放置于40μL标准铝坩埚内，密封。

(三)固化动力学方程式的表达

熔结环氧粉末的固化反应动力学过程，一般遵从n级反应固化机理，可通过Kissinger法获得反应过程的反应活化能和反应频率因子，采用Crane公式确定反应级数，最终得到公式1所表达的固化动力学方程式。

式中：da/dt为反应速率，α为固化转化率，E为反应活化能，T为温度，A为反应频率因子，R为普适气体常数A，E，n为反应级数。一经确定动力学3参数A，E，n，通过对反应速率方程的积分便能够直观的获得温度T、固化转化率α和固化时间t的对应关系。

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