CN102250525A - 一种用于输送原油和石油制品的油管内壁涂料及其制备方法 - Google Patents
一种用于输送原油和石油制品的油管内壁涂料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及涉及一种用于输送原油和石油制品的油管内壁涂料及其制备方法。该油管内壁涂料以环氧树脂为基料，其重量份组成包括：环氧树脂100份，腰果酚胺固化剂90～110份，颜填料120～180份，增稠剂12～16份，有机溶剂100～160份。制备方法包括腰果酚胺固化剂制备，漆浆制备和环氧树脂溶液制备。使用时，漆浆与环氧树脂溶液按比例混合，搅拌均匀后作油管内壁涂料涂装。它是一种能耐高温含油污水，可复涂，具有全面耐化学品性能的环氧防腐蚀涂料。
Description
技术领域
本发明涉及化学领域中的涂料制造，具体地说，涉及一种用于输送原油和石油制品的油管内壁涂料及其制备方法。
背景技术
在油田内及长距离输送的原油和各种介质，主要是应用钢质管道。油田输送的原油含有污水，一般会加热，但不会超过80℃。输油管线在安装及维修时要对损坏和焊缝处进行修补。
因此油管内壁涂料应具有耐高温，耐原油，耐含油污水性能。及全面的耐化学品性：长期耐10％氢氧化钠、10％硫酸、盐水、甲醇等化学品。可复涂。
目前，在钢管内壁涂敷的防腐蚀涂料是环氧涂料，双组份，厚浆型，胺固化。耐高温含油污水性能差，充分固化后，再涂附着力差。
发明内容
本发明是为了克服上述环氧防腐蚀涂料的缺陷，提供一种能耐高温含油污水，可复涂，具有全面耐化学品性能的环氧防腐蚀涂料。
本发明是这样实现的，它以环氧树脂为基料，其特征是，其重量份组成包括：
环氧树脂 100份，
腰果酚胺固化剂 90～110份，
颜填料 120～180份，
增稠剂 12～16份，
有机溶剂 100～160份。
本发明中的环氧树脂环选自环氧当量为0.44～0.55的一种或几种构成：分子量在380～450之间，其环氧值高，粘度小，适宜用于配制高固体低粘度厚浆型涂料。本发明中所述的环氧树脂选自环氧树脂E-44、E-51、E-55中的一种或几种组成。
所述的腰果酚胺固化剂是本发明涂料中的关键组分，腰果酚的结构是，苯环上接有一个酚羟基，和一个有不饱和双键的长链烷基。可视作长链(不饱和)烷基酚。具有较高的反应活性(酚羟基)，较低的粘度(不饱和)，较好的抗水性，可复涂性(烷基长链)。分子量为300，密度为0.92，粘度为60(厘泊)，色度为8。
腰果酚与脂肪胺、甲醛(CAS：50-00-0)通过加成反应，可合成腰果酚胺固化剂(类似酚醛胺)。与酚醛胺比较，腰果酚胺性能具有更低粘度，柔韧，可复涂性，较低成本，抗水性好。
固化剂腰果酚胺合成，可选用的胺有乙二胺，己二胺，二乙烯三胺，间苯二甲胺，聚醚二胺。二乙烯三胺(CAS：111-40-0)在综合性能，如粘度，干性，硬度，气味，表面状态等方面较好些。
在100℃高温下，腰果酚胺—环氧树脂组合强度会下降。导致样板在试验早期就软化，融解，破坏。解决方法是提高树脂交联度，用苯酚(CAS：108-95-2)改性腰果酚胺，调整酚/胺比值，使固化剂树脂化，增加交联点，提高树脂耐热强度。本发明中的腰果酚胺固化剂是在反应温度40～80℃下，由腰果酚、苯酚、脂肪族多元胺和甲醛按如下重量份配比缩合反应而成；
腰果酚 300份，
脂肪族多元胺 260～380份，
甲醛37wt％ 240～480份，
苯酚 144～288份。
本发明中所述的腰果酚是从天然腰果壳中提炼而成，其分子量为300，密度为0.92，粘度为60厘泊。
本发明中所述的脂肪族多元胺选自乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、间苯二甲胺和聚醚二胺中的一种或几种组成。
本发明中所述的颜填料选自钛白粉，炭黑，铁红，煅烧高岭土，微晶粉和硅微粉中的一种或几种组成。
本发明中所述的有机溶剂是二甲苯有机溶剂，增稠剂是高粘剂凹土；有机溶剂用量包括溶解环氧树脂用和制备漆浆用，以环氧树脂为100重量份计算，有机溶剂用量为100～160重量份。
本发明中腰果酚胺固化剂的用量以环氧树脂为100重量份计算，宜掌握在70～110重量份范围间。用量低，固化不完全，耐热性差。用量高，有过量胺存在，耐酸性能下降。
本发明中所述的颜填料选自钛白粉，炭黑，铁红，煅烧高岭土，微晶粉和硅微粉中的一种或几种组成。
与其他涂料相同，本发明涂料也应视其用途加入适当顔填料，但应选择对酸，碱等化学品稳定的类型，如钛白粉，炭黑，铁红，煅烧高岭土(上海振江化工有限公司)，微晶粉(上海格润亚纳米材料有限公司)，硅微粉(上海盈杰建筑材料有限公司)等。他们可以是一种单用或几种并用。总用量以环氧树脂为100重量份计，顔填料在120～180重量份范围内。
本发明涂料使用的有机溶剂是二甲苯(CAS：1330-20-7)，增稠剂是高粘剂凹土(安徽 明美矿物有限公司)。为制备高固体低粘度厚浆型涂料，有机溶剂用量以环氧树脂为100重量份计算，宜掌握在100～160重量份范围内，增稠剂用量宜掌握在12～16重量份范围内。
本发明用于输送原油和石油制品的油管内壁涂料涂装在经过除锈的钢板上，测试防腐蚀性能：
盐雾： 小时＞2000
10％硫酸： 天＞180
10％氢氧化钠： 天＞180
3％氯化钠： 天＞180
100℃含油污水： 小时＞1000
原油： 天＞180
对照，常用的管道环氧树脂防腐蚀涂料耐含油污水(100度)：＜48小时，耐盐雾：＜1000小时，耐10％硫酸：90天。10％氢氧化钠：90天，3％氯化钠：90天，原油：30天。
可复涂性能
在钢板上涂装第一层，然后以一，三，七，十五，三十天，不同时间间隔涂装第二层。充分固化后，用拉开法测附着力。单位：mPa
| 涂装间隔 | 附着力测定值 | 平均值 | 破坏区域 |
| 一天 | 3.4 3.8 3.6 | 3.6 | 粘接层 |
| 三天 | 3.7 3.6 3.5 | 3.6 | 粘接层 |
| 七天 | 3.4 3.3 3.5 | 3.4 | 粘接层 |
| 十五天 | 3.5 3.7 3.9 | 3.7 | 粘接层 |
| 三十天 | 3.7 3.6 3.9 | 3.7 | 粘接层 |
破坏区域：粘接层。是指破坏发生在拉模与表层涂料之间。表内所列数据只是拉模与表层涂料间的粘接状态。涂料对底材附着及层间附着力应大于此数值。
对照，常用的管道环氧树脂防腐蚀涂料涂装间隔一天，附着力测定值3.6，间隔七天，附着力测定值3.4，间隔十五天，附着力测定值0.6，间隔三十天，附着力测定值0.4。
试验说明本发明内壁涂料的可复涂性(可修补性)良好。
具体实施方式
下面列举实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不局限于这些实施例。
实施例1
(1)腰果酚胺固化剂制备
原料组成以重量份计为：腰果酚300份，二乙烯三胺260份，甲醛(37wt％)400份，苯酚188份，二甲苯350份。
制造工艺
腰果酚，苯酚，二乙烯三胺投入反应釜，在40℃，滴加甲醛(37wt％)溶液，滴加完毕后，40℃保温1小时，升温至80℃，继续保温1小时，升温至100℃，减压脱水降温至40℃，用二甲苯稀释至70wt％，得70wt％腰果酚胺固化剂；
(2)漆浆制备
原料组成以重量份计为：70wt％腰果酚胺固化剂105kg，煅烧高岭土140kg，氧化铁红17.5kg，高粘剂凹土14kg，二甲苯73.5kg；把原料依次投入高速分散机，搅拌混合均匀，过滤，出料得漆浆。
(3)环氧树脂溶液制备
100kg环氧树脂E-55和35kg二甲苯混合溶解得环氧树脂溶液。
漆浆与环氧树脂溶液按重量比100∶40混合，搅拌均匀后作油管内壁涂料涂装使用。
实施例2
(1)腰果酚胺固化剂制备
原料组成以重量份计为：腰果酚300份，二乙烯三胺312份，苯酚235份，甲醛(37wt％)480份，二甲苯390份。
制造工艺同实施例1，得70wt％腰果酚胺固化剂。
(2)漆浆制备
原料组成以重量份计为：70wt％固化剂105kg，煅烧高岭土70kg，微晶粉70kg，氧化铁红17.5kg，高粘剂凹土14kg，二甲苯73.5kg，把原料依次投入高速分散机，搅拌混合均匀，过滤、出料得漆浆。
(3)环氧树脂溶液制备
115kg环氧E-55和25kg二甲苯混合溶解得环氧树脂溶液。
漆浆与环氧树脂溶液按重量比100∶40混合，搅拌均匀后作油管内壁涂料涂装使用。
实施例3
(1)腰果酚胺固化剂制备
原料组成以重量份计为：腰果酚300份，二乙烯三胺364份，苯酚288份，甲醛(37wt％)480份，二甲苯400份。
制造工艺同实施例1，得70wt％腰果酚胺固化剂。
(2)漆浆制备
原料组成以重量份计为：70％固化剂105kg，煅烧高岭土105kg，钛白粉52.5kg，高粘剂凹土14kg，二甲苯73.5kg。
把原料依次投入高速分散机，搅拌混合均匀，过滤，出料得漆浆。
(3)环氧树脂溶液制备
100kg环氧E-55和二甲苯40kg混合溶解得环氧树脂溶液。
漆浆与环氧树脂溶液按重量比例100∶40混合，搅拌均匀后作油管内壁涂料涂装使用。
实施例1-3得到的油管内壁涂料具有如上发明效果中所描述的防腐蚀、耐高温含油污水、可复涂的性能。
Claims (10)
1.一种用于输送原油和石油制品的油管内壁涂料，其特征在于：其重量份组成包括：
环氧树脂 100份，
腰果酚胺固化剂 90～110份，
颜填料 120～180份，
增稠剂 12～16份，
有机溶剂 100～160份；
所述的环氧树脂为环氧当量为0.44～0.55的环氧树脂的一种或几种构成，其分子量在380～450之间；
所述的腰果酚胺固化剂是由腰果酚，苯酚，脂肪族多元胺，甲醛缩合反应而成。
2.根据权利要求1所述的油管内壁涂料，其特征在于所述的环氧树脂选自环氧树脂E-44、E-51、E-55中的一种或几种组成。
3.根据权利要求1所述的油管内壁涂料，其特征在于所述的腰果酚胺固化剂是在反应温度40～80℃下，由腰果酚，苯酚，脂肪族多元胺，甲醛按如下重量份配比缩合反应而成；
腰果酚 300份，
脂肪族多元胺 260～380份，
甲醛37wt％ 240～480份，
苯酚 144～288份。
4.根据权利要求1或3所述的油管内壁涂料，其特征在于所述的腰果酚是从天然腰果壳中提炼而成，其分子量为300，密度为0.92，粘度为60厘泊。
5.根据权利要求3所述的油管内壁涂料，其特征在于所述的脂肪族多元胺选自乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、间苯二甲胺和聚醚二胺中的一种或几种组成。
6.根据权利要求3所述的油管内壁涂料，其特征在于所述的脂肪族多元胺是二乙烯三胺。
7.根据权利要求1所述的油管内壁涂料，其特征在于所述的颜填料选自钛白粉，炭黑，铁红，煅烧高岭土，微晶粉和硅微粉中的一种或几种组成。
8.根据权利要求1或2或3所述的油管内壁涂料，其特征在于所述的有机溶剂是二甲苯有机溶剂，增稠剂是高粘剂凹土；有机溶剂用量包括溶解环氧树脂用和制备漆浆用，以环氧树脂为100重量份计算，有机溶剂用量为100～160重量份。
9.根据权利要求1所述的油管内壁涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)腰果酚胺固化剂制备
按配比将腰果酚、苯酚、脂肪族多元胺加入反应釜中，在40℃，滴加甲醛(37wt％)溶液，滴加完毕后，40℃保温1小时，升温至80℃，继续保温1小时，升温至100℃，减压脱水降温至40℃，用二甲苯稀释至70wt％，得70wt％腰果酚胺固化剂；
(2)漆浆制备
按配比将70wt％腰果酚胺固化剂、颜填料、增稠剂、有机溶剂依次投入高速分散机，搅拌混合均匀，过滤，出料得漆浆；
(3)环氧树脂溶液制备
100重量份环氧树脂E-55和35重量份二甲苯混合溶解得环氧树脂溶液；
漆浆与环氧树脂溶液按重量比100∶40混合，搅拌均匀后作油管内壁涂料涂装使用。
10.根据权利要求1所述的油管内壁涂料的应用，其特征在于该油管内壁涂料适用于油田内及长距离输送的原油和各种介质的钢质管道内壁的涂装。
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