CN104673037A - 一种深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料，包括甲乙两组份，甲乙两组分按质量份数5:1配比混合；所述甲组分为一双组份组合物由A、B组分按A：B=3：1-1.2的比例混合成，所述甲乙以质量份数计包含以下组分：所述甲组分中的A组分按质量份数计包括以下组分：聚丙烯，乙烯-辛烯共聚物，反应单体，石墨烯，石灰石，改性聚酯丙烯酸酯，分散剂，辅料；所述甲组分中的B组分按质量份数计包括以下组分：复合乳液,成炭催化剂，发泡剂，成炭剂，阻燃剂，层状双氢氧化物，填料，三氧化二锑，成膜助剂，增稠剂；耐腐蚀耐磨涂料采用双组份复合制成在具有优良的耐腐蚀、耐磨损性能的同时还既具有很好的硬度、延展性以及可加工性等优良性能；本发明还设计了一种制备该高温耐磨涂料的方法，该制备方法简单，成本低廉。

Description

一种深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料及其制备方法，具体涉及一种深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。

背景技术

油气资源作为一个国家重要的能源和战略物资，在现代军事、工业以及人类生活等领域发挥着至关重要的作用。随着陆上石油天然气资源被过度开采造成的资源枯竭，海洋油气的争夺、开采与利用已成为当今世界大小各国军事、政治、经济以及外交等关注的热点与焦点。目前，海洋油气资源开发通常采用大型船舶和管道等方式进行运输，其中海底管道运输具有安全性能高和成本低的突出优势，已被大多数国家所采用。目前国外海底油气输送管道总量已超过 110000Km，而我国在海洋石油天然气勘探、开发和油气输送等方面起步较晚，国产海底油气管道在力学性能，耐腐蚀和使用寿命方面与国外产品存在较大差距，安全隐患也比较突出。因此，研制耐恶劣海洋环境的油气输送管道迫在眉睫。而管道的防腐对管道的使用寿命和使用安全至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料及其制备方法，该高温耐磨涂料采用双组份复合制成在具有优良的耐腐蚀、耐磨损性能的同时还既具有很好的硬度、延展性以及可加工性等优良性能，该耐腐蚀耐磨涂料的制备方法简单，成本低廉。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

提供一种深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料，包括甲乙两组份，甲乙两组分按质量份数5:1配比混合；所述甲组分为一双组份组合物由A、B组分按A：B=3：1-1.2的比例混合成，所述甲乙以质量份数计包含以下组分：

所述甲组分中的A组分按质量份数计包括以下组分：

聚丙烯20-35份，乙烯-辛烯共聚物27-31份，反应单体5-10份，石墨烯0.5-1.5份，石灰石2-6份，改性聚酯丙烯酸酯1.4-1.8份，分散剂0.5-1.2份，辅料1-1.5份；

所述反应单体为马来酸酐、丙烯酰胺衍生物、马来酸二丁酯中的一种或几种，所述分散剂包括疏水性改性羧酸钠盐、聚丙烯酸钠盐或铵盐中的一种或几种；所述的辅料为硅基聚合剂、稀释剂或添加剂中的至少一种；

所述甲组分中的B组分按质量份数计包括以下组分：

复合乳液20-45份,成炭催化剂12-25份，发泡剂6-12份，成炭剂8-17份，阻燃剂5-10份，层状双氢氧化物1-5份，填料2-10份，三氧化二锑5-10份，成膜助剂5-10份，增稠剂5-10份；

所述复合乳液为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、环氧乳液、氯偏乳液、聚醋酸乙烯乳液中的任两种或三种以上经复配制得；所述成炭催化剂为聚磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、碳酸氢铵、甲酸、植物油酸中的一种或二种以上的混合；所述发泡剂为氯化石蜡、尿素、三聚氰胺、甘氨酸、双氰胺、蜜胺中的一种或二种以上的混合；所述成炭剂为麦芽糖、淀粉、山梨醇、丁四醇、季戊四醇、二季戊四醇、环己六醇中的一种或二种以上的混合；所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、三氧化二锑、磷酸三丁酯、磷酸铵、氯化石蜡、四溴双酚A、十溴二苯醚中的任意两种或三种以上的混合；所述层状双氢氧化物是由两种或两种以上金属组成的类水滑石层状结构的氢氧化物；所述的填料包括石墨、二硫化钼以及滑石粉；所述的成膜助剂为十二醇酯和二丙二醇丁醚混合物；所述的增稠剂包括：硅藻土、钠基膨润土、聚氨酯、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺中的一种或者几种；

所述乙组分以质量份数计包含以下组分：

固化剂20-50份，改性硅烷偶联剂50-80份，

所述的固化剂为二乙烯三胺、间苯二胺、DMP-30/聚酰胺650、酚醛改性胺、二氨基二苯基甲砜DDS中的一种。

本发明的进一步技术方案为：前述的深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料，所述的固化剂为DMP-30/聚酰胺650。

前述的深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料，所述填料按石墨：二硫化钼：滑石粉=3:2:1的比例混合；所述成膜助剂按照十二醇酯：二丙二醇丁醚=1:1的重量比例复合制成。

一种深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料的制备方法，具体步骤如下：

（一）甲组分的制备：

a：将A组分中的改性聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物与辅料稀释剂按比例进行混合，送至搅拌釜并在搅拌釜内搅拌分散，搅拌速度为450-650r/min，搅拌时间为35-55min，搅拌温度为150-180℃，搅拌至透明粘稠状液体待用，然后将配置好的反应单体以及分散剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为600－800r/min，搅拌时间为60－90min，最后加入改性聚酯丙烯酸酯、石墨烯低速搅拌40－55min，搅拌速度为400－500r/min，得到甲组分中A组分待用；

b：将B组分中的填料和三氧化二锑送至搅拌器中搅拌20-25min，搅拌速度为180-260r/min，然后加入复合乳液、成炭催化剂、发泡剂、炭剂、阻燃剂以及层状双氢氧化物，搅拌35-50min，搅拌速度为120-150 r/min，等充分混合均匀后加入成膜助剂，最后添加适量增稠剂调节涂料至合适黏度,过滤得到甲组分中B组分待用；

c：将步骤a中制备得到的A组分与步骤b中得到的B组分按质量比3：1-1.2称量混合均匀待用；

（二）乙组分的制备：

将乙组分中的偶联剂与固化剂充分混合，经过滤后待用；

（三）甲、乙组分的复合：

在使用时，将步骤（一）制备得到的甲组分与步骤（二）制备得到的乙组分按质量比称量混合均匀固化即得涂料成品。

进一步的，前述的深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料的制备方法，具体步骤如下：

（一）甲组分的制备：

a：将A组分中的改性聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物与辅料稀释剂按比例进行混合，送至搅拌釜并在搅拌釜内搅拌分散，搅拌速度为550r/min，搅拌时间为45min，搅拌温度为170℃，搅拌至透明粘稠状液体待用，然后将配置好的反应单体以及分散剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为680r/min，搅拌时间为68min，最后加入改性聚酯丙烯酸酯、石墨烯低速搅拌45min，搅拌速度为450r/min，得到甲组分中A组分待用；

b：将B组分中的填料和三氧化二锑送至搅拌器中搅拌25min，搅拌速度为240r/min，然后加入复合乳液、成炭催化剂、发泡剂、炭剂、阻燃剂以及层状双氢氧化物，搅拌40min，搅拌速度为125 r/min，等充分混合均匀后加入成膜助剂，最后添加适量增稠剂调节涂料至合适黏度,过滤得到甲组分中B组分待用；

c：将步骤a中制备得到的A组分与步骤b中得到的B组分按质量比3：1称量混合均匀待用；

（二）乙组分的制备：

将乙组分中的偶联剂与固化剂充分混合，经过滤后待用；

（三）甲、乙组分的复合：

在使用时，将步骤（一）制备得到的甲组分与步骤（二）制备得到的乙组分按质量比称量混合均匀固化即得涂料成品。

本发明中的深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料为双组份复合结构，粘结力更强不易脱落，具有优良的耐腐蚀、耐磨损性能的同时还既具有很好的硬度、延展性以及可加工性等优良性能，该高温耐磨涂料的制备方法简单，成本低廉。

具体实施方式

   实施例1

本实施例提供一种深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料，包括甲乙两组份，甲乙两组分按质量份数5:1配比混合；甲组分为一双组份组合物由A、B组分按A：B=3：1.2的比例混合成，所述甲乙以质量份数计包含以下组分：

甲组分中的A组分按质量份数计包括以下组分：

聚丙烯20份，乙烯-辛烯共聚物27份，马来酸酐5份，石墨烯0.5份，石灰石2份，改性聚酯丙烯酸酯1.4份，疏水性改性羧酸钠盐0.5份，硅基聚合剂1份；

甲组分中的B组分按质量份数计包括以下组分：

复合乳液20份, 聚磷酸铵12份，三聚氰胺6份，季戊四醇8份，氢氧化铝5份，层状双氢氧化物1份，填料2份，三氧化二锑5份，成膜助剂5份，硅藻5份；

复合乳液按纯丙乳液：硅丙乳液：苯丙乳液=1.5:2:0.8的重量比例复合复配制得；层状双氢氧化物是由两种或两种以上金属组成的类水滑石层状结构的氢氧化物；填料按石墨：二硫化钼：滑石粉=1:2:1的重量比混合制得；成膜助剂为十二醇酯和二丙二醇丁醚按1：1的重量份数混合制得；

乙组分以质量份数计包含以下组分：

MP-30/聚酰胺650：20份，改性硅烷偶联剂50份。

一种深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料的制备方法，具体步骤如下：

（一）甲组分的制备：

a：将A组分中的改性聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物与辅料稀释剂按比例进行混合，送至搅拌釜并在搅拌釜内搅拌分散，搅拌速度为450r/min，搅拌时间为55min，搅拌温度为150℃，搅拌至透明粘稠状液体待用，然后将配置好的反应单体以及分散剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为600r/min，搅拌时间为90min，最后加入改性聚酯丙烯酸酯、石墨烯低速搅拌40min，搅拌速度为500r/min，得到甲组分中A组分待用；

b：将B组分中的填料和三氧化二锑送至搅拌器中搅拌20min，搅拌速度为260r/min，然后加入复合乳液、成炭催化剂、发泡剂、炭剂、阻燃剂以及层状双氢氧化物，搅拌35min，搅拌速度为150 r/min，等充分混合均匀后加入成膜助剂，最后添加适量增稠剂调节涂料至合适黏度,过滤得到甲组分中B组分待用；

c：将步骤a中制备得到的A组分与步骤b中得到的B组分按质量比3：1.2称量混合均匀待用；

（二）乙组分的制备：

将乙组分中的偶联剂与固化剂充分混合，经过滤后待用；

（三）甲、乙组分的复合：

在使用时，将步骤（一）制备得到的甲组分与步骤（二）制备得到的乙组分按质量比称量混合均匀固化即得涂料成品。

实施例2

本实施例提供一种深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料，包括甲乙两组份，甲乙两组分按质量份数5:1配比混合；甲组分为一双组份组合物由A、B组分按A：B=3：1.1的比例混合成，所述甲乙以质量份数计包含以下组分：

甲组分中的A组分按质量份数计包括以下组分：

聚丙烯25份，乙烯-辛烯共聚物29份，马来酸酐8份，石墨烯1.2份，石灰石4份，改性聚酯丙烯酸酯1.6份，疏水性改性羧酸钠盐1份，硅基聚合剂1.2份；

甲组分中的B组分按质量份数计包括以下组分：

复合乳液35份, 聚磷酸铵18份，三聚氰胺10份，季戊四醇12份，氢氧化铝8份，层状双氢氧化物4份，填料8份，三氧化二锑7份，成膜助剂7份，硅藻7份；

复合乳液按纯丙乳液：硅丙乳液：苯丙乳液=1.5:2:0.8的重量比例复合复配制得；层状双氢氧化物是由两种或两种以上金属组成的类水滑石层状结构的氢氧化物；填料按石墨：二硫化钼：滑石粉=1:2:1的重量比混合制得；成膜助剂为十二醇酯和二丙二醇丁醚按1：1的重量份数混合制得；

乙组分以质量份数计包含以下组分：

MP-30/聚酰胺650：35份，改性硅烷偶联剂60份。

一种深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料的制备方法，具体步骤如下：

（一）甲组分的制备：

a：将A组分中的改性聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物与辅料稀释剂按比例进行混合，送至搅拌釜并在搅拌釜内搅拌分散，搅拌速度为550r/min，搅拌时间为45min，搅拌温度为160℃，搅拌至透明粘稠状液体待用，然后将配置好的反应单体以及分散剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为680r/min，搅拌时间为75min，最后加入改性聚酯丙烯酸酯、石墨烯低速搅拌50min，搅拌速度为480r/min，得到甲组分中A组分待用；

b：将B组分中的填料和三氧化二锑送至搅拌器中搅拌22min，搅拌速度为210r/min，然后加入复合乳液、成炭催化剂、发泡剂、炭剂、阻燃剂以及层状双氢氧化物，搅拌45min，搅拌速度为130 r/min，等充分混合均匀后加入成膜助剂，最后添加适量增稠剂调节涂料至合适黏度,过滤得到甲组分中B组分待用；

c：将步骤a中制备得到的A组分与步骤b中得到的B组分按质量比3：1.1称量混合均匀待用；

（二）乙组分的制备：

将乙组分中的偶联剂与固化剂充分混合，经过滤后待用；

（三）甲、乙组分的复合：

在使用时，将步骤（一）制备得到的甲组分与步骤（二）制备得到的乙组分按质量比称量混合均匀固化即得涂料成品。

实施例3

本实施例提供一种深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料，包括甲乙两组份，甲乙两组分按质量份数5:1配比混合；甲组分为一双组份组合物由A、B组分按A：B=3：1的比例混合成，所述甲乙以质量份数计包含以下组分：

甲组分中的A组分按质量份数计包括以下组分：

聚丙烯35份，乙烯-辛烯共聚物31份，马来酸酐10份，石墨烯1.5份，石灰石6份，改性聚酯丙烯酸酯1.8份，疏水性改性羧酸钠盐1.2份，硅基聚合剂1.5份；

甲组分中的B组分按质量份数计包括以下组分：

复合乳液45份, 聚磷酸铵25份，三聚氰胺12份，季戊四醇17份，氢氧化铝10份，层状双氢氧化物5份，填料10份，三氧化二锑10份，成膜助剂10份，硅藻10份；

复合乳液按纯丙乳液：硅丙乳液：苯丙乳液=1.5:2:0.8的重量比例复合复配制得；层状双氢氧化物是由两种或两种以上金属组成的类水滑石层状结构的氢氧化物；填料按石墨：二硫化钼：滑石粉=1:2:1的重量比混合制得；成膜助剂为十二醇酯和二丙二醇丁醚按1：1的重量份数混合制得；

乙组分以质量份数计包含以下组分：

MP-30/聚酰胺650：50份，改性硅烷偶联剂80份。

一种深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料的制备方法，具体步骤如下：

（一）甲组分的制备：

a：将A组分中的改性聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物与辅料稀释剂按比例进行混合，送至搅拌釜并在搅拌釜内搅拌分散，搅拌速度为650r/min，搅拌时间为35min，搅拌温度为150℃，搅拌至透明粘稠状液体待用，然后将配置好的反应单体以及分散剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为800r/min，搅拌时间为60min，最后加入改性聚酯丙烯酸酯、石墨烯低速搅拌55min，搅拌速度为400r/min，得到甲组分中A组分待用；

b：将B组分中的填料和三氧化二锑送至搅拌器中搅拌20min，搅拌速度为260r/min，然后加入复合乳液、成炭催化剂、发泡剂、炭剂、阻燃剂以及层状双氢氧化物，搅拌50min，搅拌速度为120 r/min，等充分混合均匀后加入成膜助剂，最后添加适量增稠剂调节涂料至合适黏度,过滤得到甲组分中B组分待用；

c：将步骤a中制备得到的A组分与步骤b中得到的B组分按质量比3：1称量混合均匀待用；

（二）乙组分的制备：

将乙组分中的偶联剂与固化剂充分混合，经过滤后待用；

（三）甲、乙组分的复合：

在使用时，将步骤（一）制备得到的甲组分与步骤（二）制备得到的乙组分按质量比称量混合均匀固化即得涂料成品。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1. 一种深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料，其特征在于，包括甲乙两组份，甲乙两组分按质量份数5:1配比混合；所述甲组分为一双组份组合物由A、B组分按A：B=3：1-1.2的比例混合成，所述甲乙以质量份数计包含以下组分：

所述甲组分中的A组分按质量份数计包括以下组分：

聚丙烯20-35份，乙烯-辛烯共聚物27-31份，反应单体5-10份，石墨烯0.5-1.5份，石灰石2-6份，改性聚酯丙烯酸酯1.4-1.8份，分散剂0.5-1.2份，辅料1-1.5份；

所述反应单体为马来酸酐、丙烯酰胺衍生物、马来酸二丁酯中的一种或几种，所述分散剂包括疏水性改性羧酸钠盐、聚丙烯酸钠盐或铵盐中的一种或几种；所述的辅料为硅基聚合剂、稀释剂或添加剂中的至少一种；

所述甲组分中的B组分按质量份数计包括以下组分：

复合乳液20-45份,成炭催化剂12-25份，发泡剂6-12份，成炭剂8-17份，阻燃剂5-10份，层状双氢氧化物1-5份，填料2-10份，三氧化二锑5-10份，成膜助剂5-10份，增稠剂5-10份；

所述复合乳液为纯丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液、环氧乳液、氯偏乳液、聚醋酸乙烯乳液中的任两种或三种以上经复配制得；所述成炭催化剂为聚磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、碳酸氢铵、甲酸、植物油酸中的一种或二种以上的混合；所述发泡剂为氯化石蜡、尿素、三聚氰胺、甘氨酸、双氰胺、蜜胺中的一种或二种以上的混合；所述成炭剂为麦芽糖、淀粉、山梨醇、丁四醇、季戊四醇、二季戊四醇、环己六醇中的一种或二种以上的混合；所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、三氧化二锑、磷酸三丁酯、磷酸铵、氯化石蜡、四溴双酚A、十溴二苯醚中的任意两种或三种以上的混合；所述层状双氢氧化物是由两种或两种以上金属组成的类水滑石层状结构的氢氧化物；所述的填料包括石墨、二硫化钼以及滑石粉；所述的成膜助剂为十二醇酯和二丙二醇丁醚混合物；所述的增稠剂包括：硅藻土、钠基膨润土、聚氨酯、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺中的一种或者几种；

所述乙组分以质量份数计包含以下组分：

固化剂20-50份，改性硅烷偶联剂50-80份；

所述的固化剂为二乙烯三胺、间苯二胺、DMP-30/聚酰胺650、酚醛改性胺、二氨基二苯基甲砜DDS中的一种。

2.根据权利要求1所述的深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料，其特征在于：所述的固化剂为DMP-30/聚酰胺650。

3. 根据权利要求1所述的深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料，其特征在于：所述填料按石墨：二硫化钼：滑石粉=3:2:1的比例混合；所述成膜助剂按照十二醇酯：二丙二醇丁醚=1:1的重量比例复合制成。

4.如权利要求1所述的深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（一）甲组分的制备：

a：将A组分中的改性聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物与辅料稀释剂按比例进行混合，送至搅拌釜并在搅拌釜内搅拌分散，搅拌速度为450-650r/min，搅拌时间为35-55min，搅拌温度为150-180℃，搅拌至透明粘稠状液体待用，然后将配置好的反应单体以及分散剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为600－800r/min，搅拌时间为60－90min，最后加入改性聚酯丙烯酸酯、石墨烯低速搅拌40－55min，搅拌速度为400－500r/min，得到甲组分中A组分待用；

b：将B组分中的填料和三氧化二锑送至搅拌器中搅拌20-25min，搅拌速度为180-260r/min，然后加入复合乳液、成炭催化剂、发泡剂、炭剂、阻燃剂以及层状双氢氧化物，搅拌35-50min，搅拌速度为120-150 r/min，等充分混合均匀后加入成膜助剂，最后添加适量增稠剂调节涂料至合适黏度,过滤得到甲组分中B组分待用；

c：将步骤a中制备得到的A组分与步骤b中得到的B组分按质量比3：1-1.2称量混合均匀待用；

（二）乙组分的制备：

将乙组分中的偶联剂与固化剂充分混合，经过滤后待用；

（三）甲、乙组分的复合：

在使用时，将步骤（一）制备得到的甲组分与步骤（二）制备得到的乙组分按质量比称量混合均匀固化即得涂料成品。

5.如权利要求4所述的深海石油管道用耐腐蚀耐磨涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（一）甲组分的制备：

a：将A组分中的改性聚丙烯、乙烯-辛烯共聚物与辅料稀释剂按比例进行混合，送至搅拌釜并在搅拌釜内搅拌分散，搅拌速度为550r/min，搅拌时间为45min，搅拌温度为170℃，搅拌至透明粘稠状液体待用，然后将配置好的反应单体以及分散剂全部加入搅拌釜中搅拌均匀，搅拌速度为680r/min，搅拌时间为68min，最后加入改性聚酯丙烯酸酯、石墨烯低速搅拌45min，搅拌速度为450r/min，得到甲组分中A组分待用；

b：将B组分中的填料和三氧化二锑送至搅拌器中搅拌25min，搅拌速度为240r/min，然后加入复合乳液、成炭催化剂、发泡剂、炭剂、阻燃剂以及层状双氢氧化物，搅拌40min，搅拌速度为125 r/min，等充分混合均匀后加入成膜助剂，最后添加适量增稠剂调节涂料至合适黏度,过滤得到甲组分中B组分待用；

c：将步骤a中制备得到的A组分与步骤b中得到的B组分按质量比3：1称量混合均匀待用；

（二）乙组分的制备：

将乙组分中的偶联剂与固化剂充分混合，经过滤后待用；

（三）甲、乙组分的复合：

在使用时，将步骤（一）制备得到的甲组分与步骤（二）制备得到的乙组分按质量比称量混合均匀固化即得涂料成品。