各種涂料的干燥機(jī)理見圖3-1^[1]。
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圖3-1 涂料的干燥機(jī)理分類

2．減阻內(nèi)涂涂料性能的基本要求
　　減阻內(nèi)涂涂料的性能基本要求主要有：黏結(jié)力、滲透性、耐磨性、耐壓性、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和耐蝕性及光澤度等。
2．1 黏結(jié)力
　　黏結(jié)力是涂料的最重要的性能。水汽等腐蝕介質(zhì)要通過覆蓋層和被涂覆鋼表面之間的界面與鋼表面基體接觸，黏結(jié)力強(qiáng)可保持此界面的穩(wěn)定，避免水汽滲透到覆蓋層下面，防止膜下腐蝕介質(zhì)的富集，從而防止膜下腐蝕和漆膜起泡；黏結(jié)力強(qiáng)還可減少機(jī)械力的損傷。
2．2 滲透性
　　滲透性有兩個含義，一是對水的滲透、一是對氣的滲透，抗?jié)B水性對覆蓋層來說是很重要的；因為和覆蓋層接觸的環(huán)境或介質(zhì)都少不了有水，水的滲透將導(dǎo)致與鋼表面的直接接觸，發(fā)生腐蝕作用，剝離覆蓋層，尤其是當(dāng)鋼表面有鹽分存在時更為突出；透氣性低可以防止氧氣等介質(zhì)滲透到鋼表面，直接發(fā)生腐蝕作用。
2．3 耐磨性
　　由于減阻內(nèi)涂覆蓋層的工作條件是處在介質(zhì)的不斷摩擦之中，需承受住介質(zhì)和所含雜質(zhì)的摩擦損耗，且作為天然氣管道來說，正常的清管也會對內(nèi)壁造成磨損，因此耐磨性是減阻內(nèi)涂涂料的一項重要指標(biāo)。
2．4 耐壓力變化
　　管道輸送液體或氣體介質(zhì)都要有一定的壓力，減阻內(nèi)覆蓋層在這種狀況下工作，當(dāng)管道發(fā)生故障或異常泄漏時，因其突發(fā)的降壓可能造成覆蓋星的起泡，為此對減阻內(nèi)覆蓋層要有耐壓的性能要求。
2．5 耐熱性
　　耐熱性要求是出于兩方面的考慮，一是運(yùn)行過程中因介質(zhì)與管內(nèi)壁的摩擦產(chǎn)生的熱量造成管壁溫度升高，另一點(diǎn)是在管道防腐作業(yè)時，當(dāng)采用“先內(nèi)后外”工藝時，因為外防腐層施工過程中可能會有250℃的高溫，內(nèi)涂涂料應(yīng)能承受住這一短時的高溫作用。
2．6 化學(xué)穩(wěn)定性和耐蝕性
　　由于天然氣介質(zhì)可能混有汽油、醇類、潤滑油等雜質(zhì)，其凝聚物都有可能造成內(nèi)覆蓋層的破壞和腐蝕，所以內(nèi)涂的涂料必須具有化學(xué)穩(wěn)定性和耐蝕性，來抵御這些物質(zhì)的腐蝕與破壞。
　　雖然正常的天然氣中不肯腐蝕性物質(zhì)，但在管道施工過程中和運(yùn)行中仍有腐蝕的可能性，如空氣中水汽和介質(zhì)中的冷凝物等，在這種條件下內(nèi)涂涂料可起到防止腐蝕的作用。
2．7 覆蓋層的光澤度
　　用于減阻內(nèi)涂的覆蓋層要有一定的光澤度，光澤度反映出覆蓋層的光滑程度，表面越光滑，磨阻越小，減阻的效果也就越好。
　　除上述性能之外還有柔韌性、硬度、耐久性、易涂裝等也是內(nèi)涂涂料應(yīng)具有的性能。
3．減阻內(nèi)涂的壽命要求
　　在本節(jié)所要討論的壽命應(yīng)是覆蓋層的技術(shù)指標(biāo)，之所以在這里討論是因為覆蓋層的壽命與涂料性能有著千絲萬縷的聯(lián)系，好涂料形成的膜層壽命也長，反之，性能差的涂料膜層壽命就短。當(dāng)然影響覆蓋層壽命的因素還有運(yùn)行條件、施工質(zhì)量、設(shè)計是否正確、使用是否合理等。
3．1 覆蓋屋使用壽命的定義
　　覆蓋層的使用壽命(life of coating )可定義為：覆蓋層發(fā)生起泡和(或)剝離之前所經(jīng)歷的時間。對于減阻內(nèi)涂，當(dāng)內(nèi)覆蓋層發(fā)生惡化導(dǎo)致輸送效率大幅降低之前，都可作為覆蓋層的使用壽命來考慮。
3．2 影響壽命的涂料及施工因素
　　在上節(jié)所講的涂料性能中，許多性能是與覆蓋層韻壽命相關(guān)的，比如黏結(jié)力、耐磨、耐熱、耐壓、抗?jié)B透等。施工中的表面處理質(zhì)量、噴涂質(zhì)量、厚度等因素，也都會直接影響覆蓋層使用壽命。
3．3 影響壽命的條件因素
　　這里要講的是輸?shù)橘|(zhì)是否含有硫化氫，管道鋼表面是否含有超標(biāo)的鹽分。
　　天然氣中含有的硫化氧，盡管濃度很低，也會明顯地加速覆蓋層損壞。由于減阻內(nèi)涂多采用環(huán)氧樹脂、氧化鐵紅、防腐顏料、聚酰胺固化劑等組成，其中氧化鐵紅及其它顏料可與硫化氫起反應(yīng)，形成亞硫酸鹽，亞硫酸鹽提高了覆蓋層對硫化氫的可溶性，并增強(qiáng)硫化氫的滲透性，使覆蓋層的附著力降低。
　　鋼管內(nèi)表面若有鹽分，可把覆蓋層視作為一種半透膜，在某些運(yùn)行條件下；介質(zhì)中的水分便會穿透覆蓋層到達(dá)鋼表面，這些鹽分遇水后，便會造成鋼的腐蝕，剝離覆蓋層導(dǎo)致滲透起泡。當(dāng)輸送介質(zhì)中古有微量的鹽分時，有水分存在，則會滲透到鋼表面，造成滲透起泡。
　　另外，在管道安裝前的運(yùn)輸和存放期間，管子受到大氣中水汽和氧的作用，也會造成覆蓋層的損壞，故做完內(nèi)涂的管子不宜在空氣中存放過長時間。
3．4 影響壽命的運(yùn)行因素
　　運(yùn)行因素中主要的是清管器的機(jī)械破壞，雖然在選用涂料時考慮了耐磨，但當(dāng)清管程序不合理、選用清管器不當(dāng)時仍會造成內(nèi)涂漆膜的損壞。
3．5 環(huán)氧樹脂的熱降解
　　一般的內(nèi)覆蓋層材料，主要包括環(huán)氧樹脂和胺加成物，或聚酰胺，如果未經(jīng)改性，只有在施加外覆蓋層后才可以涂覆，也就是說只適用于“先外后內(nèi)”工藝，否則在涂覆外覆蓋層時管道的預(yù)熱致使內(nèi)覆蓋層損壞。這就要求內(nèi)涂涂料在管道預(yù)熱溫度高達(dá)250℃時，解決內(nèi)覆蓋層的抗熱解問題。
　　固化環(huán)氧樹脂的熱降解被認(rèn)為是由自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)引起的。固化環(huán)氧樹脂主要的分子結(jié)構(gòu)由R′OCH₂CH(OH)CH₂OR″表示，在這個結(jié)構(gòu)中，具有活性的氫原子連接到叔碳原于上，這種活潑氫原子很容易被(R′)自由基拉過去，同時產(chǎn)生新的自由基(見式3-1)。這些自由基與氧反應(yīng)生成了過氧化物自由基(式3-2)。這些過氧化物自由基瞬間分解成酮類，同時產(chǎn)生了過氧化氫自由基(式3-3)。酮化合物中的醚健斷裂而形成的自由基再分解成為更小分子量的產(chǎn)物，如甲醛以及通過多級分裂反應(yīng)形成的其他醛類(式3-4和式3-5)。由這些分解反應(yīng)產(chǎn)生的自由基團(tuán)，如R'和HOO'又與固化環(huán)氧樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的自由基(式3-6和式3-7)，這些新的自由基又按照式(3-2)和式(3-5)所示的同樣方式分解。
　　由于固化環(huán)氧樹脂的分解是在自由基的鏈上進(jìn)行的，涂料中如果含有能阻止或延緩自由基鏈上化學(xué)反應(yīng)的某些組分就能夠有效地改善耐熱性能。
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　　國外文獻(xiàn)[3]報道了對胺加成物、聚酰胺、酸酐和硫醇加合物四種不同的環(huán)氧樹脂進(jìn)行了耐熱性試驗，研究加熱烘箱內(nèi)板條在260℃加熱30min后，熱解溫度與涂覆過的實驗板條之間的行為特性關(guān)系。結(jié)果表明，硫醇加合物固化涂料，在四種涂料中保留光澤面是最好的，并保持了很好的彎曲能力和柔韌性。胺加合物與聚酰胺固化涂料保持的光澤面均較差，這是由于它們的熱解溫度低，而酸酐不論熱解溫度有多么高，其固化涂料的光澤面保留都很差，其原因尚未明了。
　　硫醇加合物固化涂層舶韌性也比其它涂料好；當(dāng)熱解溫度在245～280℃范圍內(nèi)時其韌性是最好的。其原因可解釋為在硫醇加合物固化環(huán)氧樹脂中硫醇基(—SH)和硫醚(一S—)的穩(wěn)定效應(yīng)，阻止了氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)充當(dāng)中間體的過氧化物自由基。表3-2所示為硫醇加合物固化涂料在加熱前后的性能實驗結(jié)果與典型的常用內(nèi)涂料的比較(此處常用涂料被稱為參照涂料)。從這些實驗結(jié)果來看，熱解溫度為266℃試驗涂料6#在所有被檢測涂料中是最好的。表3-3和表3-4分射列出了試驗涂料6#的組成及基本性質(zhì)與參照涂料的對比(以下試驗涂料6#被稱為EPX-8)。EPX-8適用期在4h以上，能滿足熱穩(wěn)定性的要求。