CN110760232A

CN110760232A - 纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN110760232A
Application number: CN201911026353.8A
Authority: CN
Inventors: 叶凤英; 孙永安; 王立峰
Original assignee: Restoration Painting Jiangxi Co Ltd
Current assignee: Restoration Painting Jiangxi Co Ltd
Priority date: 2019-10-26
Filing date: 2019-10-26
Publication date: 2020-02-07
Also published as: WO2021077502A1

Abstract

一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料及其制备方法，其中，涂料包括以下质量百分比的原料:高分子树脂25‑50%,纳米硅碳改性石墨烯浆料1‑10%，密着剂1‑3%，颜料12‑20%，树脂改性剂3‑9%，催化剂1‑3%，助剂2‑8%，流变剂1‑3%，分散剂0.5‑2%，消泡剂0.1‑1%，助溶剂5‑10%和填料12‑25%。本发明具有优异的耐高温高压腐蚀性能，耐温最高可达300℃，涂层附着力强，交联密度高耐蒸煮性优，对液体介质有极强的抗渗透性；表面润滑，抗冲击和耐磨性佳，底面合一，制备简单，施工方便。可广泛应用于油气田套管，油管，钻杆，钻铤和集输管线的防腐蚀，有效延长油气管道的使用寿命。可以替代进口产品。

Description

纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料及其制备方法。

背景技术

随着石油化工工业技术的不断进步，金属管道设备腐蚀的问题也越来越严重。中国每年因金属腐蚀带来的经济损失巨大，同时腐蚀也是制约石油化工工业发展的一个重要因素。尤其在采油及集输系统中的腐蚀中的油井腐蚀：油井腐蚀是指采出液和伴生气中含有的二氧化碳、硫化氢和采出水等有害成分造成的油水井油管、套管和井下工具的腐蚀。还有集输系统的腐蚀：当集输管线中运输的原油中含有较多的水且水中含有氧气、二氧化碳或硫酸盐还原菌时会在集输管线内部产生严重的电化学腐蚀。

近年来，油管的防腐蚀已引起国内外油田和防腐界的高度重视，相继形成使用耐蚀合金管材、涂渡层管材等系列防腐蚀措施。目前，石油管道内壁所使用的防腐涂料主要以双组份为主，性能指标能满足使用要求。但双组份涂料的活化期较短，加入固化剂后通常在2小时左右开始凝胶反应，造成施工使用不便，效率不高，且经常存在因固化剂加入时多时少导致涂层出现质量问题。

以AMF-Tubboscope和PO 公司为代表自20世纪80年代开始研究管道涂料，已经形成系列化油管单组份防腐涂料，销售量占国际市场的90%以上，且市场售价极高。目前，使用的单组份防腐涂料采用的也是传统的抗蚀原理，以阻止金属与腐蚀介质的接触，并利用涂层的耐蚀性、密封性、缓蚀性等性能来达到保护金属的目的。虽然能满足基本性能要求，但还是存在的下述问题，一是储存稳定性差，大部分常温放置3-6个月就开始反应增稠甚至胶化；二是交联密度不够漆膜的附着力一般，对液体介质的抗渗透性有限；三是抗冲击和耐磨性一般，耐温小于180℃，尤其在高温高压下容易导致涂层起泡和附着力下降；四是施工操作不便。

发明内容

为了解决上述问题，本发明向社会提供一种储存稳定性好、附着力优、耐磨性好的纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料及其制备方法。

本发明的技术方案是：提供一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，包括以下质量百分比的原料:高分子树脂25-50%,纳米硅碳改性石墨烯浆料1-10%，密着剂1-3%，颜料12-20%，树脂改性剂3-9%，催化剂1-3%，助剂2-8%，流变剂1-3%，分散剂0.5-2%，消泡剂0.1-1%，助溶剂5-10%，填料12-25%。

作为对本发明的改进，所述纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，包括以下质量百分比的原料:高分子树脂30-40%,纳米硅碳改性石墨烯浆料3-7%，密着剂1-3%，颜料14-18%，树脂改性剂5-7%，催化剂1-3%，助剂4-6%，流变剂1-3%，分散剂0.5-2%，消泡剂0.1-1%，助溶剂6-8%，填料15-20%。

作为对本发明的改进，所述高分子树脂为：氨基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、改性酚醛树脂、有机硅改性环氧树脂、环氧改性有机硅树脂，或者及其两种以上的混合物。

作为对本发明的改进，所述纳米硅碳改性石墨烯浆料为江西维新的型号VZ-1001的浆料，粒径在10-100nm之间选择。

作为对本发明的改进，所述消泡剂为有机硅类高分子聚合物，如EFKA2726。

作为对本发明的改进，所述分散剂为高分子聚合物，如BYK163。

作为对本发明的改进，所述颜料为二氧化钛、云铁粉、碳黑、钴黑、氧化铁红、氧化铁黑或氧化铬绿；或者及其两种以上的混合物。

作为对本发明的改进，所述填料为玻璃鳞片、复合磷酸锌铝、超细滑石粉、绢云母粉或重晶石粉，或者及其两种以上的混合物。

作为对本发明的改进，所述树脂改性剂为多功能腰果酚分子的树脂改性剂，如：LITE2020。

作为对本发明的改进，所述催化剂为磷酸溶液。

作为对本发明的改进，所述密着剂为含环氧基或氨基官能团溶液中的一种或多种的混合物。

作为对本发明的改进，所述流变剂为有机膨润土、聚酰胺钠或气相二氧化硅。

本发明还提供一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料的制备方法，根据上述用量，按顺序将树脂、助剂和纳米硅碳改性石墨烯浆料，投入调漆罐中，搅拌均匀；然后加入颜料、填料和助剂，搅拌均匀；再进行研磨，达到预定的细度及黏度即可。

采用本发明所述的涂料，在管壁上所制备的涂层，具有优异的耐高温高压腐蚀性能，耐温最高可达300℃，涂层附着力强，交联密度高耐蒸煮性优，对液体介质有极强的抗渗透性；表面润滑，抗冲击和耐磨性佳，底面合一，制备简单，施工方便。可广泛应用于油气田套管，油管，钻杆，钻铤和集输管线的防腐蚀，有效延长油气管道的使用寿命。可以替代进口产品。

具体实施方式

实施例1

一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，包括以下质量百分比的原料:高分子树脂25%,纳米硅碳改性石墨烯浆料1%，密着剂1%，颜料20%，树脂改性剂9%，催化剂1%，助剂8%，流变剂1%，分散剂0.5%，消泡剂0.1%，助溶剂10%，填料23.4%。

实施例2

一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，包括以下质量百分比的原料:高分子树脂50%,纳米硅碳改性石墨烯浆料6%，密着剂1%，颜料12%，树脂改性剂3%，催化剂3%，助剂2%，流变剂3%，分散剂2%，消泡剂1%，助溶剂5%，填料12%。

实施例3

一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，包括以下质量百分比的原料:高分子树脂25%,纳米硅碳改性石墨烯浆料10%，密着剂2%，颜料14%，树脂改性剂5%，催化剂2%，助剂5%，流变剂2%，分散剂1.5%，消泡剂0.5%，助溶剂8%，填料25%。

实施例4

一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，包括以下质量百分比的原料:高分子树脂35%,纳米硅碳改性石墨烯浆料8%，密着剂2%，颜料16%，树脂改性剂3%，催化剂1%，助剂6%，流变剂1%，分散剂1.5%，消泡剂0.5%，助溶剂6%，填料20%。

实施例5

一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，包括以下质量百分比的原料:高分子树脂45%,纳米硅碳改性石墨烯浆料3%，密着剂1%，颜料18%，树脂改性剂3%，催化剂1%，助剂4%，流变剂1%，分散剂1%，消泡剂1%，助溶剂7%，填料15%。

上述各实施例中，所述高分子树脂可以采用氨基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、改性酚醛树脂、有机硅改性环氧树脂、环氧改性有机硅树脂，或者及其两种以上的混合物。

所述纳米硅碳改性石墨烯浆料可以采用江西维新的型号VZ-1001的浆料，粒径在10-100nm之间选择。

所述消泡剂可以采用有机硅类高分子聚合物，如EFKA2726。

所述分散剂可以采用高分子聚合物，如BYK163。

所述颜料可以采用二氧化钛、云铁粉、碳黑、钴黑、氧化铁红、氧化铁黑或氧化铬绿；或者及其两种以上的混合物。

所述填料可以采用玻璃鳞片、复合磷酸锌铝、超细滑石粉、绢云母粉或重晶石粉，或者及其两种以上的混合物。

所述树脂改性剂可以采用多功能腰果酚分子的树脂改性剂，如：LITE2020。

所述催化剂可以采用磷酸溶液。

所述密着剂可以采用含环氧基或氨基官能团溶液中的一种或多种的混合物。

所述流变剂可以采用有机膨润土、聚酰胺钠或气相二氧化硅。

其制备方法都可以是：根据上述各实施例的用量，按顺序将树脂、助剂和纳米硅碳改性石墨烯浆料，投入调漆罐中，搅拌均匀；然后加入颜料、填料和助剂，搅拌均匀；再进行研磨，达到预定的细度及黏度即可。

下面是本发明各实施例与市场上的类似产品的检测对照表。

表1：涂料性能检测结果

表1中的TC3000系列为海龙石油公司（外资控股）生产的类似产品，从实施例1-5 的具体性能测试结果可以看出，涂层的综合性能非常优异，尤其在附着力，抗冲击性，耐温性，储存稳定性，耐磨性和耐高温高压蒸煮性能方面都比对照样品优异，完全可以满足SY/T6717-2016油管和套管内涂层技术要求，可能替代外国进品产品，以及外资控股在国内生产的产品，在价格上具有非常大的优势。

以上所述，仅为本发明较适合的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，其特征在于：包括以下质量百分比的原料:高分子树脂25-50%,纳米硅碳改性石墨烯浆料1-10%，密着剂1-3%，颜料12-20%，树脂改性剂3-9%，催化剂1-3%，助剂2-8%，流变剂1-3%，分散剂0.5-2%，消泡剂0.1-1%，助溶剂5-10%和填料12-25%。

2.根据权利要求1所述的一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，其特征在于：包括以下质量百分比的原料:高分子树脂30-40%,纳米硅碳改性石墨烯浆料3-7%，密着剂1-3%，颜料14-18%，树脂改性剂5-7%，催化剂1-3%，助剂4-6%，流变剂1-3%，分散剂0.5-2%，消泡剂0.1-1%，助溶剂6-8%和填料15-20%。

3.根据权利要求1或2所述的一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，其特征在于：所述高分子树脂为：氨基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、改性酚醛树脂、有机硅改性环氧树脂或环氧改性有机硅树脂，或者氨基树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、改性酚醛树脂、有机硅改性环氧树脂和环氧改性有机硅树脂中的两种以上的混合物。

4.根据权利要求1或2所述的一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，其特征在于：所述分散剂为高分子聚合物。

5.根据权利要求1或2所述的一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，其特征在于：所述颜料为二氧化钛、云铁粉、碳黑、钴黑、氧化铁红、氧化铁黑或氧化铬绿；或者二氧化钛、云铁粉、碳黑、钴黑、氧化铁红、氧化铁黑和氧化铬绿中的两种以上的混合物。

6.根据权利要求1或2所述的一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，其特征在于：所述填料为玻璃鳞片、复合磷酸锌铝、超细滑石粉、绢云母粉或重晶石粉，或者玻璃鳞片、复合磷酸锌铝、超细滑石粉、绢云母粉和重晶石粉中的两种以上的混合物。

7.根据权利要求1或2所述的一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，其特征在于：所述树脂改性剂为多功能腰果酚分子的树脂改性剂。

8.根据权利要求1或2所述的一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，其特征在于：所述密着剂为含环氧基或氨基官能团溶液中的一种或多种的混合物。

9.根据权利要求1或2所述的一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料，其特征在于：所述流变剂为有机膨润土、聚酰胺钠或气相二氧化硅。

10.一种纳米硅碳改性石墨烯特种防腐涂料的制备方法，其特征在于：根据权利要求1或权利要求1的用量，按顺序将树脂、助剂和纳米硅碳改性石墨烯浆料，投入调漆罐中，搅拌均匀；然后加入颜料、填料和助剂，搅拌均匀；再进行研磨，达到预定的细度及黏度即可。