CN107955528A - 一种阀门防腐涂料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀门防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：1)将锌前驱体、良性溶剂、含钠化合物混合制得溶液A，在搅拌状态下，滴加与溶液A体积比为1：8‑12的二乙醇胺，得到溶液B，滴加完后间隔1‑2h，最后加入与溶液B体积比为1：50‑80的水，得到溶液C；2)将钛前驱体、γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、良性溶剂混合，调节pH值为4.5‑6.5，搅拌4‑6h，得到溶液D；3)将溶液C陈化，再与溶液D混合，即得防腐涂料。本发明在氧化锌溶胶制备过程中添加有亚硝酸钠等含钠化合物，可以制得涂料耐腐蚀能力提升，以及增强涂层致密性；在钛溶胶中加入γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷可以形成Ti‑O‑Ti和Si‑O‑Ti键的交联网络，增加涂料的耐腐蚀能力。

Description

一种阀门防腐涂料的制备方法
技术领域
本发明属于涂料领域，具体涉及一种阀门防腐涂料的制备方法。
背景技术
随着我国石油化工行业发展，国家经济建设需要更多的能源，石油开采、新建油气管道、石油储罐不断增加及投入生产设备越来越多，在油田生产中，各种石油运输管道，连接着油田生产的各个环节，维持着油田生产的正常运行。任何一处管道出现故障都会影响油田的生产，轻者可能造成环境污染和经济损失，重者则会导致油气生产停顿。
随着石化能源的不断枯竭，油气开发不得向贫瘠油田或者含高H2S，Cl-等腐蚀性介质的油田转移，而H2S，Cl-等介质对球阀中金属结构腐蚀非常严重。如塔里木油田开采的天然气中含有大量的Cl-，而它们使用的球阀由双向不锈钢制成，造价为普通碳钢球阀的十倍以上，但即便如此，球阀的使用寿命也不理想，两到三年就必须更换；四川及西南地区的石油、天然气中H2S含量较高，如普光气田，其天然气储量极大，普光气田采用了整体316不锈钢，内件化学镀镍的节流阀，但使用效果并不好，阀门腐蚀依然很严重。球阀被H2S，Cl-等介质腐蚀，会导致阀门开裂、油气外漏，造成易燃易爆危险，因此，需要对球阀中的金属构件进行保护处理，来阻隔H2S，Cl-的腐蚀。
发明内容
本发明针对现有技术不足之处而提供一种阀门防腐涂料的制备方法。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种阀门防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将锌前驱体、良性溶剂、含钠化合物混合制得溶液A，在搅拌状态下，滴加与溶液A体积比为1：8-12的二乙醇胺，得到溶液B，滴加完后间隔1-2h，最后加入与溶液B体积比为1：50-80的水，得到溶液C；
2)将钛前驱体、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、良性溶剂混合，调节pH值为4.5-6.5，搅拌4-6h，得到溶液D；
3)将溶液C陈化，再与溶液D混合，即得防腐涂料。
进一步的，所述锌前驱体为醋酸锌。
进一步的，所述良性溶剂为乙醇、丙三醇、异丙醇中一种或多种。
进一步的，所述含钠化合物为亚硝酸钠或硼酸钠。
进一步的，步骤1)中，锌前驱体、良性溶剂、含钠化合物的质量比为5-6：10-15：0.1-0.2。
进一步的，步骤1)中，滴加二乙醇胺的速度为2-3滴/秒。
进一步的，步骤1)中，搅拌速度为600-700r/min。
进一步的，步骤2)中，钛前驱体、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、良性溶剂的质量比为4-6：0.2-0.5：8-12。其中，所述钛前驱体为钛酸四正丁酯或钛酸四乙酯。
进一步的，步骤3)中，溶液C陈化时间为3-5d。
进一步的，步骤3)中，所述溶液C与溶液D中所含Zn、Ti元素的摩尔比为2-4：1。
本发明有益效果：
一、本发明采制得的复合溶胶膜中的网络结构更加致密坚硬，附着性强且易于喷涂，在金属阀体的涂层表面光滑，该涂层疏水性能优异，还具有十分优异的的耐腐蚀性和抗氧化性，特别是在高硫、高氯环境下的耐腐蚀性能强，能够有效延长金属阀门的使用寿命，扩大金属阀门的使用范围，从而提高市场竞争力。
二、本发明应用于石油领域，可以使常规阀体使用2-3年的寿命增加到5年以上。
三、在氧化锌溶胶制备过程中添加有亚硝酸钠等含钠化合物，可以制得涂料耐腐蚀能力提升，以及增强涂层致密性；在钛溶胶中加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷可以形成Ti-O-Ti和Si-O-Ti键的交联网络，增加涂料的耐腐蚀能力。
具体实施方式
下面实施例对本发明作进一步详细的说明：
实施例1
一种阀门防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)将醋酸锌50重量份、乙醇100重量份、亚硝酸钠1重量份混合制得溶液A，在600r/min搅拌速度下，滴加与溶液A体积比为1：8的二乙醇胺，得到溶液B，滴加完后间隔1-2h，最后加入与溶液B体积比为1：50的水，得到溶液C；
2)将钛前驱体40重量份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷2重量份、乙醇80重量份混合，调节pH值为4.5，搅拌4h，得到溶液D；
3)将溶液C陈化4d，再与溶液D混合，即得防腐涂料，其中Zn、Ti摩尔比为2：1。
实施例2
一种阀门防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)将醋酸锌55重量份、丙三醇100-150重量份、硼酸钠1.5重量份混合制得溶液A，在600r/min搅拌速度下，滴加与溶液A体积比为1：10的二乙醇胺，得到溶液B，滴加完后间隔1.5h，最后加入与溶液B体积比为1：60的水，得到溶液C；
2)将钛前驱体50重量份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3重量份、异丙醇100重量份混合，调节pH值为5.5，搅拌5h，得到溶液D；
3)将溶液C陈化3d，再与溶液D混合，即得防腐涂料，其中Zn、Ti摩尔比为3：1。
实施例3
一种阀门防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)将醋酸锌50重量份、异丙醇140重量份、亚硝酸钠2重量份混合制得溶液A，在700r/min搅拌速度下，滴加与溶液A体积比为1：10的二乙醇胺，得到溶液B，滴加完后间隔2h，最后加入与溶液B体积比为1：70的水，得到溶液C；
2)将钛前驱体60重量份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3重量份、异丙醇100重量份混合，调节pH值为6.5，搅拌6h，得到溶液D；
3)将溶液C陈化5d，再与溶液D混合，即得防腐涂料，其中Zn、Ti摩尔比4：1。
实施例4
一种阀门防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)将醋酸锌60重量份、异丙醇150重量份、硼酸钠2重量份混合制得溶液A，在600r/min搅拌速度下，滴加与溶液A体积比为1：12的二乙醇胺，得到溶液B，滴加完后间隔2h，最后加入与溶液B体积比为1：80的水，得到溶液C；
2)将钛前驱体60重量份、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷5重量份、乙醇120重量份混合，调节pH值为4.5，搅拌6h，得到溶液D；
3)将溶液C陈化4d，再与溶液D混合，即得防腐涂料，其中Zn、Ti摩尔比为4：1。
实施例5
此实施例为实施例1的对比例，相比实施例1没有添加亚硝酸钠或硼酸钠。
实施例6
此实施例为实施例1的对比例，相比实施例1没有添加γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
各实施例对应制得阀门的试验数据如下表：
可以看出，添加有钛前驱体和助剂的实施例1-4，具有优异的耐腐蚀能力，且硬度高。而实施例5-6均出现了不耐腐蚀的现象，其中对耐原油性沉淀物及涂层的原始重量进行比较统计，其中实施例5的单位面积失重量为0.785mg/cm2，实施例6的单位面积失重量为0.820mg/cm2。
对采用实施例1-4的涂料实际使用调查统计，阀门可使用5年以上。
以实施例1为基础，更改Zn、Ti的摩尔比比值制得的涂层的耐腐蚀实验：
依据SY/T6717—2008[15]标准附录C的试验方法，每种涂层取3个平行试样，先检查试样表面涂层是否光滑、均匀，有无针孔和气泡等表观缺陷，确保涂层完好后将试样平均置于三相(气相、原油和水相)环境中，对涂层进行防腐性能评价，其中气相由CO2/H2S/N2等组成，水相为模拟地层水。通入氮气置换掉氧后，将高压釜密封，温度和压力升至设定值，浸泡7-10d。在试验结束后，待釜体自然冷却且降至常压，用蒸馏水冲洗试样，再进行相关的测试及形貌观察。
其中，单位面积失重是对比浸泡前重量和浸泡后质量得到。附着力测试是参照SY/T0442—1997标准附录B的方法，将涂层浸泡在75℃浓度为10％的NaCl溶液48h，取出试样后用小刀在试样中部划割一个尺寸为12mm×25mm的长方形；自然冷却后用小刀从长方形的任意一个角插入涂层下面，连续推进小刀，直到长方形内的涂层全部被撬离或涂层显示出明显的抗撬剥性为止。试验结果按如下级别评价涂层的附着力:1级为涂层明显地不能被剥离；2级为被剥离的涂层≤50％；3级为被剥离的涂层>50％，但涂层表现出明显的抗剥离性能；4级为涂层很容易被撬剥成条状或是大块碎屑；5级为涂层成一个整片被撬离。试验结果以平行试样中级别最低的试验结果代表该样品的附着力级别。
以上实施例制得的涂层，采用常规喷涂方式喷涂在阀门上，再在800℃下烘4h制得。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种阀门防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将锌前驱体、良性溶剂、含钠化合物混合制得溶液A，在搅拌状态下，滴加与溶液A体积比为1：8-12的二乙醇胺，得到溶液B，滴加完后间隔1-2h，最后加入与溶液B体积比为1：50-80的水，得到溶液C；
2)将钛前驱体、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、良性溶剂混合，调节pH值为4.5-6.5，搅拌4-6h，得到溶液D；
3)将溶液C陈化，再与溶液D混合，即得防腐涂料。
2.根据权利要求1所述阀门防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述锌前驱体为醋酸锌。
3.根据权利要求1所述阀门防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述良性溶剂为乙醇、丙三醇、异丙醇中一种或多种。
4.根据权利要求1所述阀门防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述含钠化合物为亚硝酸钠或硼酸钠。
5.根据权利要求1所述阀门防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，锌前驱体、良性溶剂、含钠化合物的质量比为5-6：10-15：0.1-0.2。
6.根据权利要求1所述阀门防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，滴加二乙醇胺的速度为2-3滴/秒。
7.根据权利要求1所述阀门防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，搅拌速度为600-700r/min。
8.根据权利要求1所述阀门防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，钛前驱体、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、良性溶剂的质量比为4-6：0.2-0.5：8-12。
9.根据权利要求1所述阀门防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤3)中，溶液C陈化时间为3-5d。
10.根据权利要求1所述阀门防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述陈化后的溶液C与溶液D中所含Zn、Ti元素的摩尔比为2-4：1。
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