CN104087155B - 一种防腐阻垢涂料、制备方法及其应用 - Google Patents
一种防腐阻垢涂料、制备方法及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种防腐阻垢涂料，涂料由重量配比的硅基酚改性的聚醚砜树脂18-22份，聚四氟乙烯微粉4-6份，鳞片状的二维金属配位聚合物8-12份，混合溶剂68-72份，铝粉悬浮剂0.08-0.12份，消泡剂0.03-0.06份组成。本发明涂料表面具有陶瓷性能，硬度高、防腐蚀、耐冲刷、抗划伤性能强；解决了涂层在三元聚驱复合液的苛刻环境条件下的特种腐蚀问题；提高了与树脂的结合能力，在涂膜中分散分布均匀。
Description
技术领域
本发明涉及一种重防腐及阻垢涂料，具体涉及一种用于油田采油时使用三元聚驱复合液作为驱油剂工况下的防腐阻垢涂料及其制备方法。
背景技术
根据大庆油田“十一五”规划要求，油田大力推广采用三元聚驱体系进行三次采油，可以提高采收率20%左右，但出现了油井管在这种苛刻环境条件下的严重腐蚀问题。为此开发一种在三元聚驱复合液体系下能够降低油井管腐蚀率的高效防腐、阻垢涂料是非常必要的。开发一种具有重防腐、耐磨阻垢等优异性能的涂料，能够有效解决油井管在三元聚驱复合液的苛刻环境条件下的严重腐蚀问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种供油田采油的三元聚驱驱油系统中用于油井管及储罐防护用的防腐阻垢涂料，该涂料具有重防腐、耐磨阻垢等优异性能。
本发明的防腐阻垢涂料是通过以下方式实现的：
涂料由重量配比的硅基酚改性的聚醚砜树脂18-22份，聚四氟乙烯微粉4-6份，鳞片状的二维金属配位聚合物8-12份，混合溶剂68-72份，铝粉悬浮剂0.08-0.12份，消泡剂0.03-0.06份组成。
优选的本发明涂料由重量配比的硅基酚改性的聚醚砜树脂20-21份，聚四氟乙烯微粉4.5-5.5份，鳞片状的二维金属配位聚合物10-11份，混合溶剂69-71份，铝粉悬浮剂0.09-0.11份，消泡剂0.04-0.05份组成。
所述鳞片状的二维金属配位聚合物由重量配比的金属钴粉140份，聚硫橡胶8份，聚醚砜树脂液8份，金属悬浮剂10份，二甲苯66份，正丁醇33份，丙酮66份组成。
所述混合溶剂由重量配比的N-甲基吡咯烷酮12.56份，N,N-二甲基甲酰胺2.37份，二丙酮醇1.5份，环己酮66.2份，丁酮13.81份，异佛尔酮1.19份，甲苯2.37份组成。
本发明的另一个方面是提供防腐阻垢涂料的制备工艺：包括以下步骤
a)制备鳞片状的二维金属配位聚合物：
按照鳞片状的二维金属配位聚合物的配方投料量，将聚硫橡胶，聚醚砜树脂液先后加入到二甲苯，正丁醇及丙酮的混合溶剂中，在搅拌下，使其完全溶解并搅拌均匀，然后加入金属钴粉，继续搅拌至分散均匀后。加入至多功能纳米分散设备中，将旋转速度调至360转/分，研磨3.5-4小时，使其钴粉的片径控制在50nm左右即可，取出待用。
b)混合溶剂的制备
按照混合溶剂的配方的投料量，将吡咯烷酮、N，N二甲基甲酰胺，二丙酮醇，环己酮，丁酮，异佛尔酮及甲苯先后加入至调料罐中，并搅拌均匀，待用。
c)三元聚驱特效二维金属鳞片防腐阻垢涂料的制备：
按照上述二维金属鳞片防腐阻垢涂料的配方投料量，先将混合溶剂加入至调料罐中，搅拌，先后将硅基酚改性的聚醚砜树脂及聚四氟乙烯微粉加入调料罐内，使其溶解并搅拌均匀，然后加入鳞片状的金属聚合物，铝粉悬浮剂及消泡剂等，在高速搅拌下使其分散均匀后，泵入卧式砂磨机中进行多次砂磨，使其细度达到5um后，即可过滤包装。
所研制的二维金属鳞片具有如下突出特点：
（1）引入有机/无机杂化方法，对聚醚砜树脂体系进行硅基酚杂化改良，降低高聚物表面张力，减缓三元聚驱复合液渗透涂膜微孔，提高了防腐效果，解决涂层在三元聚驱复合液的苛刻环境条件下的特种腐蚀问题；
（2）引入的超细钴粉与硅基材料交联预处理，提高了与树脂的结合能力，使得涂覆后，表面具有陶瓷性能，硬度高、防腐蚀、耐冲刷、抗划伤性能强；
（3）引入的二维金属鳞片配位聚合物，经化学键合与化学吸附技术处理，提高了与树脂的结合能力，在涂膜中分散分布均匀。
其研制的二维金属鳞片配位聚合物及新型有机-无机杂化交联的特种树脂。涂膜具有抗渗性能力强、附着力好、耐腐蚀性能极佳、并有独特的阻垢性能。鳞片厚度小于80nm；污垢沉积率为空白不锈钢的七十分之一；耐30%NaOH2000h、30%H2SO42000h、耐三元聚驱复合液2000h，涂膜完好。能够有效地解决大庆油井管在三元聚驱动复合液的苛刻环境条件下的严重腐蚀问题。
本发明所研制的防腐阻垢涂料产品的优点在于：
（1）自制的金属配位聚合物是鳞片状的钴纳米聚合物。片径在50纳米左右，厚度为10纳米左右，该金属鳞片与聚合物的研磨液在多功能纳米分散设备的高剪切撞击及研磨状态下形成了内化学健合，外物理吸附的双层稳定结构，这样所形成的防腐涂层非常致密，具有极强的屏蔽效应，所以其防腐阻垢性能优异。
（2）本发明产品所使用的树脂是硅基酚改性的聚醚砜树脂，防腐性能及耐高温性能优异，尤其是耐酸碱，耐水及耐油的性能突出，与金属的附着力很高，再加上聚四氟乙烯树脂的作用，使涂层具有优良的防粘性，所以本发明产品具有理想的防腐性和防结垢性能。
（3）本发明产品为单组份涂料，使用时不需要固化剂，所以施工方便。
本发明涂料表面具有陶瓷性能，硬度高、防腐蚀、耐冲刷、抗划伤性能强；解决了涂层在三元聚驱复合液的苛刻环境条件下的特种腐蚀问题；提高了与树脂的结合能力，在涂膜中分散分布均匀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。
实施例1
a)首先制备鳞片状的二维金属配位聚合物，组成配方如下：
| 序号 | 原料名称 | 规格 | 投料重量（g） |
| 1 | 金属钴粉 | 325目，95%以上 | 140 |
| 2 | 聚硫橡胶 | JYL-121 | 8 |
| 3 | 聚醚砜树脂液 | 25% | 82 --> |
| 4 | 金属悬浮剂 | 上海化工公司 | 10 |
| 5 | 二甲苯 | 工业纯 | 66 |
| 6 | 正丁醇 | 工业纯 | 33 |
| 7 | 丙酮 | 工业纯 | 66 |
| 小计 | 331 |
按照鳞片状的二维金属配位聚合物的配方投料量，将聚硫橡胶，聚醚砜树脂液先后加入到二甲苯，正丁醇及丙酮的混合溶剂中，在搅拌下，使其完全溶解并搅拌均匀，然后加入金属钴粉，继续搅拌至分散均匀后。加入至多功能纳米分散设备中，将旋转速度调至360转/分，研磨3.5-4小时，使其钴粉的片径控制在50nm左右即可，取出待用。
b)混合溶剂的制备,
| 序号 | 原料名称 | 规格 | 投料重量（Kg） |
| 1 | 吡咯烷酮（NMP） | 工业纯 | 12.56 |
| 2 | N,N二甲基甲酰胺 | 工业纯 | 2.37 |
| 3 | 二丙酮醇 | 工业纯 | 1.5 |
| 4 | 环己酮 | 工业纯 | 66.2 |
| 5 | 丁酮 | 工业纯 | 13.81 |
| 6 | 异佛尔酮 | 工业纯 | 1.19 |
| 7 | 甲苯 | 工业纯 | 2.37 |
| 小计 | 100 |
按照混合溶剂的配方的投料量，将吡咯烷酮、N，N二甲基甲酰胺，二丙酮醇，环己酮，丁酮，异佛尔酮及甲苯先后加入至调料罐中，并搅拌均匀，待用。
c)三元聚驱特效二维金属鳞片防腐阻垢涂料的制备：配方如下：
| 序号 | 原料名称 | 投料重量/Kg | 备注 |
| 1 | 硅基酚改性的聚醚砜树脂 | 18 | PN-211型号 |
| 2 | 聚四氟乙烯微粉 | 4 | L5，粒径D50 |
| 3 | 混合溶剂 | 68 | 自制 |
| 4 | 鳞片状的二维金属配位聚合物 | 8 | 自制 |
| 5 | 铝粉悬浮剂 | 0.08 | 美国Raybo41 |
| 6 | 消泡剂 | 0.03 | 德国066 |
| 7 | 合计 | 98.11 |
先将混合溶剂加入至调料罐中，在不断的搅拌下，先后将硅基酚改性的聚醚砜树脂及聚四氟乙烯微粉，使其溶解并搅拌均匀，然后加入鳞片状的金属聚合物，铝粉悬浮剂及消泡剂等，在高速搅拌下使其分散均匀后，泵入卧式砂磨机中进行多次砂磨，使其细度达到5um后，即可过滤包装。
实施例2
分别按照实施例1中步骤a)和步骤b)中的工艺和配比制备鳞片状的二维金属配位聚合物和混合溶剂，然后制备三元聚驱特效二维金属鳞片防腐阻垢涂料的制备，物料配比如下表：
| 序号 | 原料名称 | 投料重量/Kg | 备注 |
| 1 | 硅基酚改性的聚醚砜树脂 | 20 | PN-211型号 |
| 2 | 聚四氟乙烯微粉 | 5.1 | L5，粒径D50 |
| 3 | 混合溶剂 | 71 | 自制 |
| 4 | 鳞片状的二维金属配位聚合物 | 10 | 自制 |
| 5 | 铝粉悬浮剂 | 0.1 | 美国Raybo41 |
| 6 | 消泡剂 | 0.05 | 德国066 |
| 7 | 合计 | 106.25 |
先将混合溶剂加入至调料罐中，在不断的搅拌下，先后将硅基酚改性的聚醚砜树脂及聚四氟乙烯微粉，使其溶解并搅拌均匀，然后加入鳞片状的金属聚合物，铝粉悬浮剂及消泡剂等，在高速搅拌下使其分散均匀后，泵入卧式砂磨机中进行多次砂磨，使其细度达到5um后，即可过滤包装。
实施例3
分别按照实施例1中步骤a)和步骤b)中的工艺和配比制备鳞片状的二维金属配位聚合物和混合溶剂，然后制备三元聚驱特效二维金属鳞片防腐阻垢涂料，物料配比如下表：
| 序号 | 原料名称 | 投料重量/Kg | 备注 |
| 1 | 硅基酚改性的聚醚砜树脂 | 22 | PN-211型号 |
| 2 | 聚四氟乙烯微粉 | 6.0 | L5，粒径D50 |
| 3 | 混合溶剂 | 72 | 自制 |
| 4 | 鳞片状的二维金属配位聚合物 | 12 | 自制 |
| 5 | 铝粉悬浮剂 | 0.12 | 美国Raybo41 |
| 6 | 消泡剂 | 0.06 | 德国066 |
| 7 | 合计 | 112.18 |
先将混合溶剂加入至调料罐中，在不断的搅拌下，先后将硅基酚改性的聚醚砜树脂及聚四氟乙烯微粉，使其溶解并搅拌均匀，然后加入鳞片状的金属聚合物，铝粉悬浮剂及消泡剂等，在高速搅拌下使其分散均匀后，泵入卧式砂磨机中进行多次砂磨，使其细度达到5um后，即可过滤包装。
实施例4
三元聚驱特效二维金属鳞片防腐阻垢涂料施工工艺
a，被涂物件表面前处理
被涂物件先用信那水清洗一遍或采用5%NaOH水溶液除油。除完油后再进行喷砂或砂轮打磨方法除锈，除锈后即可进行喷漆；
b，喷漆工艺
（1）将处理后的被涂物件进行喷涂或浸涂第一遍防腐阻垢涂料，喷涂或浸涂防腐阻垢涂料后的物件，放入120°C烘箱中进行烘烤20分钟，然后继续升温，在260°C烘烤20-30分钟后降温。
（2）降温到80°C以下，再喷涂或浸涂第二遍防腐阻垢涂料，第二遍防腐阻垢涂料喷涂或浸涂后，放入120°C烘箱中进行烘烤20分钟，然后继续升温260°C，在260°C烘烤20-30分钟后降温，即可包装出厂。
实施例1-3制备的涂料按照实施例4的施工工艺进行施工，按照GB/T3186《色漆、清漆和色漆与清漆用原材料取样》、GB/T9274-1988《色漆和清漆耐液体介质的测定》进行检测与测定，结果如下表：
| 检验项目 | 检验结果 |
| 原漆在容器中的状态 | 易搅拌均匀，无明显沉淀 |
| 耐水性 | 4000h漆膜无变化 |
| 耐盐水性（3% NaCl） | 2500h漆膜无变化 |
| 耐酸性（30% H2SO4） | 2000h漆膜无变化 |
| 耐碱性（30% NaOH） | 2000h漆膜无变化 |
| 耐盐雾性 | 2000h漆膜无变化 |
| 耐原油性 | 2500h漆膜无变化 |
| 耐三元聚驱复合液 | 2000h漆膜无变化 |
试验结果表明本发明制备涂料具有很好的稳定性，具有很强的耐酸碱腐蚀性能，解决了涂层在三元聚驱复合液的苛刻环境条件下的特种腐蚀问题。
尽管已经详细描述了本发明的实施方式，但是应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施方式做出各种改变、替换和变更。
Claims (5)
1.一种防腐阻垢涂料，其特征在于：涂料由重量配比的硅基酚改性的聚醚砜树脂18-22份，聚四氟乙烯微粉4-6份，鳞片状的二维金属配位聚合物8-12份，混合溶剂68-72份，铝粉悬浮剂0.08-0.12份，消泡剂0.03-0.06份组成；鳞片状的二维金属配位聚合物由重量配比的金属钴粉140份，聚硫橡胶8份，聚醚砜树脂液8份，金属悬浮剂10份，二甲苯66份，正丁醇33份，丙酮66份组成；所述硅基酚改性的聚醚砜树脂为PN-211型。
2.根据权利要求1所述的一种防腐阻垢涂料，其特征在于：涂料由重量配比的硅基酚改性的聚醚砜树脂20-21份，聚四氟乙烯微粉4.5-5.5份，鳞片状的二维金属配位聚合物10-11份，混合溶剂69-71份，铝粉悬浮剂0.09-0.11份，消泡剂0.04-0.05份组成。
3.根据权利要求1所述的防腐阻垢涂料，其特征在于：混合溶剂由重量配比的N-甲基吡咯烷酮12.56份，N,N-二甲基甲酰胺2.37份，二丙酮醇1.5份，环己酮66.2份，丁酮13.81份，异佛尔酮1.19份，甲苯2.37份组成。
4.一种制备防腐阻垢涂料的方法，其特征在于包括以下步骤：
a）制备鳞片状的二维金属配位聚合物：
按照权利要求1中鳞片状的二维金属配位聚合物的配方投料量，将聚硫橡胶，聚醚砜树脂液及金属悬浮液先后加入到二甲苯，正丁醇及丙酮的混合溶剂中，在搅拌下，使其完全溶解并搅拌均匀，然后加入金属钴粉，继续搅拌至分散均匀后，加入至多功能纳米分散设备中，将旋转速度调至360转/分，研磨3.5-4小时，使其钴粉的片径控制在50nm左右即可，取出待用；
b）混合溶剂的制备
按照权利要求3中混合溶剂的配方的投料量，将吡咯烷酮、N，N二甲基甲酰胺，二丙酮醇，环己酮，丁酮，异佛尔酮及甲苯先后加入至调料罐中，并搅拌均匀，待用；
c)防腐阻垢涂料的制备
按照权利要求1或2中防腐阻垢涂料的配方投料量，先将混合溶剂加入至调料罐中搅拌，先后加入硅基酚改性的聚醚砜树脂及聚四氟乙烯微粉，使其溶解并搅拌均匀，然后加入鳞片状的二维金属配位聚合物，铝粉悬浮剂及消泡剂，在高速搅拌下使其分散均匀后，泵入卧式砂磨机中进行多次砂磨，使其细度达到5um后，即可过滤包装。
5.根据权利要求1所述的防腐阻垢涂料的用途，其特征在于用于三元聚驱复合液体系。
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