CN113621307A - 复合涂料及其在制备涂层油管中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合涂料及其在制备涂层油管中的应用，涉及改性涂料技术领域。所述复合涂料主要由有机硅树脂、陶瓷粉末、纳米碳化硅、三氧化二铝、硅烷偶联剂、石墨、滑石粉、空心玻璃微珠、碳酸钙晶须、海藻酸钙、氯化钠、水和助剂以特定比例复配得到。上述复合涂料通过各原料的协同复配，能够有效提高复合涂料的耐高温和耐老化性能，同时力学性能稳定。经实验验证，在具有耐高温性能的同时还能涵盖常规涂层油管产品的基本特点。

Description

复合涂料及其在制备涂层油管中的应用

技术领域

本发明涉及改性涂料技术领域，尤其是涉及一种复合涂料及其在制备涂层油管中的应用。

背景技术

世界范围内，随着油田开发进入中后期，注水井管柱损坏问题日益严重，成为困扰石油工业后期开采的一大难题。油气田企业对能够提高油管服役寿命、增加油气井开发安全性的注水管表面改性处理技术提出了强烈的生产需求。

涂层防腐技术是油田最早采用的注水井管柱防腐措施，具有良好的经济效益。目前应用在注水井防腐的还有耐蚀合金镀层，渗氮碳工艺等。然而传统注水管的表面处理技术存在如下局限性：环氧涂层其本体难以避免的含针孔等缺陷，在高温高压环境下涂层不能阻止Cl^-、H₂O和O₂等小分子的渗透，且在高温环境中涂层易老化；对于耐蚀合金镀层而言，在保证耐蚀效果前提下，对镀层的厚度和致密性要求高，相应的需要添加较多的贵金属元素，造成其成本增加，且镀层工艺控制性还有待提高；此外，渗氮碳钢油管、金属表面钝化、高强高密度非金属油管、非金属内衬油管均存在耐久性差等问题。因此，传统的有机涂层存在其本体耐磨耐冲蚀性能较差，高温环境下涂层不能阻止小分子的渗透，在高温环境中涂层易老化等问题，难以满足油田注水井管的应用要求。

针对应用在特殊领域的设备，需要涂料具有较强的抗高温高压性能、抗渗防腐性能的要求，性能优异的防腐涂镀层在市场中被广泛迫切的需求。据统计截止2020年国内注水井管柱约有1万口以上存在腐蚀导致的失效问题，油田因腐蚀而造成巨大经济损失，尤其是腐蚀穿孔事故，严重影响到油田的正常生产。

因此，研究开发出一种能够有效提高现有注水油管耐高温和耐老化性能，同时力学性能稳定的复合涂层材料，以应用于表面改性采油注水管的制备过程中，使表面改性后的油管在具有耐高温性能的同时还能涵盖常规涂层油管产品的基本特点，变得十分必要和迫切。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种复合涂料，所述复合涂料通过各原料的协同复配，能够有效提高复合涂料的耐高温和耐老化性能，同时力学性能稳定。经实验验证，在具有耐高温性能的同时还能涵盖常规涂层油管产品的基本特点。

本发明的第二目的在于提供一种复合涂料的制备方法。

本发明的第三目的在于提供一种复合涂料的应用，所述复合涂料可以广泛应用于表面改性采油注水管的制备过程中。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供的一种复合涂料，按质量份数计，所述复合涂料主要由以下原料组成：

有机硅树脂40～60份、陶瓷粉末5～15份、纳米碳化硅5～10份、三氧化二铝15～25份、硅烷偶联剂4～10份、石墨3～8份、滑石粉3～5份、空心玻璃微珠3～5份、碳酸钙晶须2～8份、海藻酸钙5～10份、氯化钠1～2份、水30～50份和助剂2～4.5份。

进一步的，按质量份数计，所述复合涂料主要由以下原料组成：

有机硅树脂45～55份、陶瓷粉末6～12份、纳米碳化硅6～9份、三氧化二铝18～22份、硅烷偶联剂5～8份、石墨4～7份、滑石粉3～5份、空心玻璃微珠3～5份、碳酸钙晶须3～6份、海藻酸钙5～8份、氯化钠1～2份、水30～40份和助剂3～4.5份。

进一步的，按质量份数计，所述复合涂料主要由以下原料组成：

有机硅树脂50份、陶瓷粉末8份、纳米碳化硅8份、三氧化二铝20份、硅烷偶联剂5份、石墨6份、滑石粉4份、空心玻璃微珠4份、碳酸钙晶须5份、海藻酸钙5份、氯化钠1份、水40份和助剂4份。

进一步的，所述有机硅树脂包括环氧改性有机硅树脂CFS8650、丙烯酸改性有机硅树脂CFS8550或丙烯酸环氧改性有机硅树脂CFS8750中的至少一种，优选为环氧改性有机硅树脂CFS8650。

进一步的，所述空心玻璃微珠主要由硼硅酸盐制得，所述空心玻璃微珠的粒径为10～250μm；壁厚为1～2μm；

优选地，所述硅烷偶联剂包括γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、四丙氧基硅烷(正硅酸丙酯)或苯基三乙氧基硅烷中的至少一种，优选为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷。

进一步的，所述助剂包括成膜剂、分散剂和消泡剂；

优选地，所述成膜剂包括丁二烯树脂、三丙二醇丁醚或2-丁氧基-1-丙醇中的至少一种，优选为丁二烯树脂成膜剂；

优选地，所述分散剂包括脂肪酰二乙醇胺或聚丙烯酸酯中的至少一种，优选为脂肪酰二乙醇胺；

优选地，所述消泡剂包括聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、甘油聚氧丙烯醚中的至少一种，优选为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。

本发明提供的一种上述复合涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

将各原料混匀后充分搅拌，制得复合涂料。

进一步的，所述制备方法包括以下步骤：

(a)、将部分水与海藻酸钠混合，制得海藻酸钠溶液；随后加入氯化钠、石墨与部分三氧化二铝混合均匀；然后加入陶瓷粉末、纳米碳化硅充分搅拌，得到物料A；

(b)、将有机硅树脂与余下的水混合，随后加入硅烷偶联剂、空心玻璃微珠和余下的三氧化二铝混匀，得到有机硅树脂/三氧化二铝复合物；

(c)、将物料A与有机硅树脂/三氧化二铝复合物混匀，随后加入滑石粉、碳酸钙晶须和助剂，搅拌均匀，得到复合涂料。

进一步的，所述步骤(a)搅拌的速度为550～650r/min，时间为20～80min；

优选地，所述步骤(c)搅拌的速度为750～850r/min，时间为15～70min。

本发明提供的一种上述复合涂料在制备表面改性采油注水管中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的复合涂料，所述复合涂料主要由有机硅树脂、陶瓷粉末、纳米碳化硅、三氧化二铝、硅烷偶联剂、石墨、滑石粉、空心玻璃微珠、碳酸钙晶须、海藻酸钙、氯化钠、水和助剂以特定比例复配得到。上述复合涂料通过各原料的协同复配，能够有效提高复合涂料的耐高温和耐老化性能，同时力学性能稳定。经实验验证，在具有耐高温性能的同时还能涵盖常规涂层油管产品的基本特点。

本发明提供的复合涂料的制备方法，所述制备方法为将各原料混匀后充分搅拌，制得复合涂料。上述制备方法具有制备工艺简单，易于操作的优势。

本发明提供的上述复合涂料可以广泛应用于表面改性采油注水管的制备过程中。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的一个方面，一种复合涂料，按质量份数计，所述复合涂料主要由以下原料组成：

有机硅树脂40～60份、陶瓷粉末5～15份、纳米碳化硅5～10份、三氧化二铝15～25份、硅烷偶联剂4～10份、石墨3～8份、滑石粉3～5份、空心玻璃微珠3～5份、碳酸钙晶须2～8份、海藻酸钙5～10份、氯化钠1～2份、水30～50份和助剂2～4.5份。

本发明提供的复合涂料，所述复合涂料主要由有机硅树脂、陶瓷粉末、纳米碳化硅、三氧化二铝、硅烷偶联剂、石墨、滑石粉、空心玻璃微珠、碳酸钙晶须、海藻酸钙、氯化钠、水和助剂以特定比例复配得到。上述复合涂料通过各原料的协同复配，能够有效提高复合涂料的耐高温和耐老化性能，同时力学性能稳定。经实验验证，在具有耐高温性能的同时还能涵盖常规涂层油管产品的基本特点。

具体的，本发明配方中的氯化钠中的钠离子促进海藻酸钙溶液交联成三维网状结构的凝胶，使得石墨、陶瓷粉末与部分的三氧化二铝填充在凝胶网格结构中；凝胶带动陶瓷粉末分散到有机硅树脂/三氧化二铝复合物中，陶瓷粉末耐高温，提高涂料耐高温性能，将有机耐温与无机耐温结合协同作用，极大地提高涂料的耐高温性，且增强热稳定性；碳酸钙晶须在高温下不易变形，碳酸钙晶须穿插在凝胶和有机硅树脂的网络结构中，起到支撑结构作用，避免网络结构在高温下发生崩塌，从而有效地增强的涂料的热稳定性；空心玻璃微珠在高温下起到黏结剂作用，提高涂料在油管上的附着力，同时空心玻璃微珠具有保温的作用；滑石粉能改变涂料的线膨胀系数，提高涂料在高温下的防裂性能；硅烷偶联剂促进纳米碳化硅均匀分散地与有机硅树脂发生反应，碳化硅表面的硅羟基和有机硅树脂中硅羟基发生脱水反应，使得硅氧键的数量明显增加，明显地提高了涂料的耐高温性能，同时碳化硅耐化学腐蚀效果好。因此本发明提供的涂层与现有应用到油管中的涂层相比，有着更优的耐高温和防腐蚀性能。

其中，上述复合涂料中各原料的协同复配的原理可总结为：

(1)、本申请氯化钠中的钠离子促进海藻酸钙溶液交联成三维网状结构的凝胶，使得石墨与部分的三氧化二铝被包覆在凝胶内，陶瓷粉末填充在凝胶网络结构中；在极高温条件下，凝胶内的三氧化二铝与石墨的碳发生还原反应，还原反应吸收热量，从而提高涂层的耐高温性能；

(2)、本申请碳化硅与有机硅树脂混合反应，纳米碳化硅表面的硅羟基和有机硅树脂中硅羟基发生脱水反应，使得硅氧键的数量明显增加，明显地提高了涂料的耐高温性能；同时碳化硅有着优异的防腐蚀性能；硅烷偶联剂发挥分散作用，将纳米碳化硅均匀分散地与有机硅树脂发生反应；

(3)、碳酸钙晶须在高温下不易变形，碳酸钙晶须穿插在凝胶与有机硅/三氧化二铝复合物网络结构中，起到支撑结构作用，避免网络结构在高温下发生崩塌，从而有效地增强的涂料的热稳定性；空心玻璃微珠的加入使得涂料致密，在高温下起到黏结剂作用，提高涂料附着力，同时空心玻璃微珠具有保温的作用；滑石粉的加入改变涂料的线膨胀系数，提高涂料在高温下的防裂性能。

(4)、此外，本申请将有机硅树脂与余下的水混合，随后加入硅烷偶联剂、空心玻璃微珠和余下的三氧化二铝混匀，得到有机硅树脂/三氧化二铝复合物；进而穿插有陶瓷粉末的凝胶与有机硅树脂/三氧化二铝复合物混合，凝胶带动陶瓷粉末分散到有机硅树脂/三氧化二铝复合物中，陶瓷粉末耐高温，进一步提高涂料耐高温性能，将有机耐温与无机耐温结合，使得有机耐温与无机耐温结合协同作用，极大地提高涂料的耐高温性，且增强热稳定性。

在本发明的一种优选实施方式中，按质量份数计，所述复合涂料主要由以下原料组成：

有机硅树脂45～55份、陶瓷粉末6～12份、纳米碳化硅6～9份、三氧化二铝18～22份、硅烷偶联剂5～8份、石墨4～7份、滑石粉3～5份、空心玻璃微珠3～5份、碳酸钙晶须3～6份、海藻酸钙5～8份、氯化钠1～2份、水30～40份和助剂3～4.5份。

在本发明的一种优选实施方式中，按质量份数计，所述复合涂料主要由以下原料组成：

有机硅树脂50份、陶瓷粉末8份、纳米碳化硅8份、三氧化二铝20份、硅烷偶联剂5份、石墨6份、滑石粉4份、空心玻璃微珠4份、碳酸钙晶须5份、海藻酸钙5份、氯化钠1份、水40份和助剂4份。

本发明中，通过对各组分原料用量比例的进一步调整和优化，从而进一步优化了本发明复合涂料的技术效果。

优选地，所述水为去离子水；

在本发明的一种优选实施方式中，所述有机硅树脂包括环氧改性有机硅树脂CFS8650、丙烯酸改性有机硅树脂CFS8550或丙烯酸环氧改性有机硅树脂CFS8750中的至少一种，优选为环氧改性有机硅树脂CFS8650。

在本发明的一种优选实施方式中，所述空心玻璃微珠主要由硼硅酸盐制得，所述空心玻璃微珠的粒径为10～250μm；壁厚为1～2μm；

在本发明的一种优选实施方式中，所述硅烷偶联剂包括γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、四丙氧基硅烷(正硅酸丙酯)或苯基三乙氧基硅烷中的至少一种，优选为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷。

作为一种优选的实施方式，上述硅烷偶联剂可提高无机填料与有机硅树脂的相容性，提高无机填料和树脂的粘合力以提高其物理性能。

在本发明的一种优选实施方式中，所述助剂包括成膜剂、分散剂和消泡剂；

在上述优选实施方式中，所述成膜剂包括丁二烯树脂、三丙二醇丁醚或2-丁氧基-1-丙醇中的至少一种，优选为丁二烯树脂成膜剂；丁二烯树脂成膜剂的成膜特别柔软并富有弹性，填充性和遮盖性特优。

在上述优选实施方式中，所述分散剂包括脂肪酰二乙醇胺或聚丙烯酸酯中的至少一种，优选为脂肪酰二乙醇胺；脂肪酰二乙醇胺与树脂、填料的相容性优异、热稳定性良好。

在上述优选实施方式中，所述消泡剂包括聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、甘油聚氧丙烯醚中的至少一种，优选为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚抑泡能力强、耐高温等优良性能。

根据本发明的一个方面，一种上述复合涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

将各原料混匀后充分搅拌，制得复合涂料。

本发明提供的复合涂料的制备方法，所述制备方法为将各原料混匀后充分搅拌，制得复合涂料。上述制备方法具有制备工艺简单，易于操作的优势。

在本发明的一种优选实施方式中，所述制备方法包括以下步骤：

(a)、将部分水与海藻酸钠混合，制得海藻酸钠溶液；随后加入氯化钠、石墨与部分三氧化二铝混合均匀；然后加入陶瓷粉末、纳米碳化硅充分搅拌，得到物料A；

(b)、将有机硅树脂与余下的水混合，随后加入硅烷偶联剂、空心玻璃微珠和余下的三氧化二铝混匀，得到有机硅树脂/三氧化二铝复合物；

(c)、将物料A与有机硅树脂/三氧化二铝复合物混匀，随后加入滑石粉、碳酸钙晶须和助剂，搅拌均匀，得到复合涂料。

作为一种优选的实施方式，上述分步骤制备的方法，先制得海藻酸钙溶液交联成三维网状结构的凝胶，使得石墨、陶瓷粉末与部分的三氧化二铝填充在凝胶网格结构中，再将物料A与余料混合，穿插有陶瓷粉末的凝胶与有机硅树脂/三氧化二铝复合物混合，凝胶带动陶瓷粉末分散到有机硅树脂/三氧化二铝复合物中，陶瓷粉末耐高温，有助于进一步提高涂料耐高温性能。

在本发明的一种优选实施方式中，所述步骤(a)搅拌的速度为550～650r/min，时间为20～80min；

优选地，所述步骤(c)搅拌的速度为750～850r/min，时间为15～70min。

作为一种优选的实施方式，上述步骤(a)的搅拌速度是为了海藻酸钠充分形成凝胶，步骤(c)的搅拌速度是为了将物料充分混合。

根据本发明的一个方面，一种上述复合涂料在制备表面改性采油注水管中的应用。

本发明提供的上述复合涂料可以广泛应用于表面改性采油注水管的制备过程中。

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行进一步地说明。

注：本申请各实施例中有机硅树脂为环氧改性有机硅树脂CFS8650；陶瓷粉末粒径1～2微米；纳米碳化硅CW-SiC-001粒径40nm纯度≥99.9％；三氧化二铝粉末Αl2O3含量≥99.5％；硅烷偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷；石墨粒度6um-10um；滑石粉粒度2000目；空心玻璃微珠粒径为10～250μm，壁厚为1～2μm；碳酸钙晶须粒径0.5-1.2um，长度20-30um；海藻酸钙粒度1000目；氯化钠粒度800目。

实施例1

一种复合涂料，按质量份数计，所述复合涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)、称取如下份数的原料：有机硅树脂40Kg、纳米陶瓷粉末5Kg、纳米碳化硅5Kg、三氧化二铝15Kg、石墨5Kg、空心玻璃微珠3Kg、滑石粉3Kg、碳酸钙晶须3Kg、海藻酸钙5Kg、氯化钠1Kg、硅烷偶联剂5Kg、水10Kg、丁二烯树脂成膜剂2Kg、分散剂(脂肪酰二乙醇胺)1Kg和消泡剂(聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚)1Kg，备用；

(2)、取3Kg海藻酸钙溶于水中，再加入1Kg氯化钠、5Kg石墨、3Kg三氧化二铝和5Kg纳米碳化硅混合均匀，然后加入5Kg陶瓷粉末，在500r/min搅拌条件下，直至充分混合，得到混合物A，备用；

(3)、取40Kg的有机硅树脂加入至20Kg的水中，然后加入硅烷偶联剂与12Kg的三氧化二铝、3Kg空心玻璃微珠混匀，得有机硅树脂/三氧化二铝复合物，备用；

(4)、将步骤(2)中得到的混合物A与步骤(3)中得到的有机硅树脂/三氧化二铝复合物混匀，得初始涂料；然后向初始涂料中加入滑石粉、碳酸钙晶须、丁二烯树脂成膜剂、脂肪酰二乙醇胺和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚，在800r/min搅拌条件下搅拌分散20min，得到耐高温涂料。

实施例2

一种复合涂料，按质量份数计，所述复合涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)、称取如下份数的原料：有机硅树脂60Kg、纳米陶瓷粉末15Kg、纳米碳化硅10Kg、三氧化二铝25Kg、石墨8Kg、空心玻璃微珠5Kg、滑石粉5Kg、碳酸钙晶须8Kg、海藻酸钙5Kg、氯化钠2Kg、硅烷偶联剂8Kg、水10Kg、丁二烯树脂成膜剂2Kg、分散剂(脂肪酰二乙醇胺)1Kg和消泡剂(聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚)1Kg，备用；

(2)、取5Kg海藻酸钙溶于水中，再加入2Kg氯化钠、8Kg石墨、9Kg三氧化二铝和10Kg纳米碳化硅混合均匀，然后加入15Kg陶瓷粉末，在500r/min搅拌条件下，直至充分混合，得到混合物A，备用；

(3)、取60Kg的有机硅树脂加入至40Kg的水中，然后加入硅烷偶联剂与16Kg的三氧化二铝、5Kg空心玻璃微珠混匀，得有机硅树脂/三氧化二铝复合物，备用；

(4)、将步骤(2)中得到的混合物A与步骤(3)中得到的有机硅树脂/三氧化二铝复合物混匀，得初始涂料；然后向初始涂料中加入滑石粉、碳酸钙晶须、丁二烯树脂成膜剂、脂肪酰二乙醇胺和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚，在800r/min搅拌条件下搅拌分散20min，得到耐高温涂料。

实施例3

一种复合涂料，按质量份数计，所述复合涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)、称取如下份数的原料：有机硅树脂45Kg、纳米陶瓷粉末6Kg、纳米碳化硅6Kg、三氧化二铝18Kg、石墨4Kg、空心玻璃微珠3Kg、滑石粉3Kg、碳酸钙晶须3Kg、海藻酸钙5Kg、氯化钠1Kg、硅烷偶联剂5Kg、水10Kg、丁二烯树脂成膜剂1Kg、分散剂(脂肪酰二乙醇胺)1Kg和消泡剂(聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚)1Kg，备用；

(2)、取5Kg海藻酸钙溶于水中，再加入1Kg氯化钠、4Kg石墨、10Kg三氧化二铝和6Kg纳米碳化硅混合均匀，然后加入6Kg陶瓷粉末，在500r/min搅拌条件下，直至充分混合，得到混合物A，备用；

(3)、取45Kg的有机硅树脂加入至40Kg的水中，然后加入硅烷偶联剂与8Kg的三氧化二铝、3Kg空心玻璃微珠混匀，得有机硅树脂/三氧化二铝复合物，备用；

(4)、将步骤(2)中得到的混合物A与步骤(3)中得到的有机硅树脂/三氧化二铝复合物混匀，得初始涂料；然后向初始涂料中加入滑石粉、碳酸钙晶须、丁二烯树脂成膜剂、脂肪酰二乙醇胺和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚，在800r/min搅拌条件下搅拌分散20min，得到耐高温涂料。

实施例4

一种复合涂料，按质量份数计，所述复合涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)、称取如下份数的原料：有机硅树脂55Kg、纳米陶瓷粉末12Kg、纳米碳化硅9Kg、三氧化二铝22Kg、石墨7Kg、空心玻璃微珠5Kg、滑石粉5Kg、碳酸钙晶须6Kg、海藻酸钙5Kg、氯化钠2Kg、硅烷偶联剂8Kg、水10Kg、丁二烯树脂成膜剂1.5Kg、分散剂(脂肪酰二乙醇胺)1Kg和消泡剂(聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚)1Kg，备用；

(2)、取5Kg海藻酸钙溶于水中，再加入2Kg氯化钠、7Kg石墨、12Kg三氧化二铝和9Kg纳米碳化硅混合均匀，然后加入12Kg陶瓷粉末，在500r/min搅拌条件下，直至充分混合，得到混合物A，备用；

(3)、取55Kg的有机硅树脂加入至40Kg的水中，然后加入硅烷偶联剂与10Kg的三氧化二铝、5Kg空心玻璃微珠混匀，得有机硅树脂/三氧化二铝复合物，备用；

(4)、将步骤(2)中得到的混合物A与步骤(3)中得到的有机硅树脂/三氧化二铝复合物混匀，得初始涂料；然后向初始涂料中加入滑石粉、碳酸钙晶须、丁二烯树脂成膜剂、脂肪酰二乙醇胺和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚，在800r/min搅拌条件下搅拌分散20min，得到耐高温涂料。

实施例5

一种复合涂料，按质量份数计，所述复合涂料的制备方法包括以下步骤：

(1)、称取如下份数的原料：有机硅树脂50Kg、纳米陶瓷粉末8Kg、纳米碳化硅8Kg、三氧化二铝20Kg、石墨6Kg、空心玻璃微珠4Kg、滑石粉4Kg、碳酸钙晶须5Kg、海藻酸钙5Kg、氯化钠1Kg、硅烷偶联剂5Kg、水10Kg、丁二烯树脂成膜剂2Kg、分散剂(脂肪酰二乙醇胺)1Kg和消泡剂(聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚)1Kg，备用；

(2)、取5Kg海藻酸钙溶于水中，再加入1Kg氯化钠、6Kg石墨、7Kg三氧化二铝和8Kg纳米碳化硅混合均匀，然后加入8Kg陶瓷粉末，在500r/min搅拌条件下，直至充分混合，得到混合物A，备用；

(3)、取50Kg的有机硅树脂加入至30Kg的水中，然后加入硅烷偶联剂与13Kg的三氧化二铝、4Kg空心玻璃微珠混匀，得有机硅树脂/三氧化二铝复合物，备用；

(4)、将步骤(2)中得到的混合物A与步骤(3)中得到的有机硅树脂/三氧化二铝复合物混匀，得初始涂料；然后向初始涂料中加入滑石粉、碳酸钙晶须、丁二烯树脂成膜剂、脂肪酰二乙醇胺和聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚，在800r/min搅拌条件下搅拌分散20min，得到耐高温涂料。

对比例1

本对比例除有机硅树脂的质量为100Kg、纳米陶瓷粉末的质量为20Kg外，其余同实施例5。

对比例2

本对比例除三氧化二铝的质量为5Kg，钠米碳化硅的质量为2Kg，海藻酸钙的质量为1Kg外，氯化钠的质量为0.2Kg外，其余同实施例5。

对比例3

本对比例除不包含海藻酸钙、氯化钠、纳米碳化硅、三氧化二铝外，其余同实施例5。

实验例1

为了检测上述各实施例耐高温涂料的耐高温效果，取上述实施例1～5以及对比例1～3制备得到的复合涂料进行性能检测，具体方法如下：

取实施例1～5以及对比例1～3制备得到的复合涂料分别喷涂到相同材质的油管上，在室温下干燥7天，放入马弗炉调到200℃，经过800h后取出，冷至室温，用放大镜观察涂层表面状况，测试涂层的性能。同时采用市售YN1826的环氧树脂涂料作为对照组。

具体检测结果如下表所示：

此外，为表明本申请制备得到的复合涂料喷涂后油管能够满足Q/SH1020 1942-2018《抗磨抗腐油管通用技术条件》中的技术要求。本实验例也对表面改性后油管的技术参数进行了检测，具体结果如下表所示：

综上所述，本发明配方中的氯化钠中的钠离子促进海藻酸钙溶液交联成三维网状结构的凝胶，使得石墨、陶瓷粉末与部分的三氧化二铝填充在凝胶网格结构中；凝胶带动陶瓷粉末分散到有机硅树脂/三氧化二铝复合物中，陶瓷粉末耐高温，提高涂料耐高温性能，将有机耐温与无机耐温结合协同作用，极大地提高涂料的耐高温性，且增强热稳定性；碳酸钙晶须在高温下不易变形，碳酸钙晶须穿插在凝胶和有机硅树脂的网络结构中，起到支撑结构作用，避免网络结构在高温下发生崩塌，从而有效地增强的涂料的热稳定性；空心玻璃微珠在高温下起到黏结剂作用，提高涂料在油管上的附着力，同时空心玻璃微珠具有保温的作用；滑石粉能改变涂料的线膨胀系数，提高涂料在高温下的防裂性能；硅烷偶联剂促进纳米碳化硅均匀分散地与有机硅树脂发生反应，碳化硅表面的硅羟基和有机硅树脂中硅羟基发生脱水反应，使得硅氧键的数量明显增加，明显地提高了涂料的耐高温性能，同时碳化硅耐化学腐蚀效果好。因此本发明提供的涂层与现有应用到油管中的涂层相比，有着更优的耐高温和防腐蚀性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种复合涂料，其特征在于，按质量份数计，所述复合涂料主要由以下原料组成：

有机硅树脂40～60份、陶瓷粉末5～15份、纳米碳化硅5～10份、三氧化二铝15～25份、硅烷偶联剂4～10份、石墨3～8份、滑石粉3～5份、空心玻璃微珠3～5份、碳酸钙晶须2～8份、海藻酸钙5～10份、氯化钠1～2份、水30～50份和助剂2～4.5份。

2.根据权利要求1所述的复合涂料，其特征在于，按质量份数计，所述复合涂料主要由以下原料组成：

有机硅树脂45～55份、陶瓷粉末6～12份、纳米碳化硅6～9份、三氧化二铝18～22份、硅烷偶联剂5～8份、石墨4～7份、滑石粉3～5份、空心玻璃微珠3～5份、碳酸钙晶须3～6份、海藻酸钙5～8份、氯化钠1～2份、水30～40份和助剂3～4.5份。

3.根据权利要求1所述的复合涂料，其特征在于，按质量份数计，所述复合涂料主要由以下原料组成：

有机硅树脂50份、陶瓷粉末8份、纳米碳化硅8份、三氧化二铝20份、硅烷偶联剂5份、石墨6份、滑石粉4份、空心玻璃微珠4份、碳酸钙晶须5份、海藻酸钙5份、氯化钠1份、水40份和助剂4份。

4.根据权利要求1～3任一项所述的复合涂料，其特征在于，所述有机硅树脂包括环氧改性有机硅树脂CFS8650、丙烯酸改性有机硅树脂CFS8550或丙烯酸环氧改性有机硅树脂CFS8750中的至少一种，优选为环氧改性有机硅树脂CFS8650。

5.根据权利要求1～3任一项所述的复合涂料，其特征在于，所述空心玻璃微珠主要由硼硅酸盐制得，所述空心玻璃微珠的粒径为10～250μm；壁厚为1～2μm；

优选地，所述硅烷偶联剂包括γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、四丙氧基硅烷(正硅酸丙酯)或苯基三乙氧基硅烷中的至少一种，优选为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷；

优选地，所述水为去离子水。

6.根据权利要求1～3任一项所述的复合涂料，其特征在于，所述助剂包括成膜剂、分散剂和消泡剂；

优选地，所述成膜剂包括丁二烯树脂、三丙二醇丁醚或2-丁氧基-1-丙醇中的至少一种，优选为丁二烯树脂成膜剂；

优选地，所述分散剂包括脂肪酰二乙醇胺或聚丙烯酸酯中的至少一种，优选为脂肪酰二乙醇胺；

优选地，所述消泡剂包括聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、甘油聚氧丙烯醚中的至少一种，优选为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。

7.一种根据权利要求1～6任一项所述的复合涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

将各原料混匀后充分搅拌，制得复合涂料。

8.根据权利要求7所述的复合涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(a)、将部分水与海藻酸钠混合，制得海藻酸钠溶液；随后加入氯化钠、石墨与部分三氧化二铝混合均匀；然后加入陶瓷粉末、纳米碳化硅充分搅拌，得到物料A；

(b)、将有机硅树脂与余下的水混合，随后加入硅烷偶联剂、空心玻璃微珠和余下的三氧化二铝混匀，得到有机硅树脂/三氧化二铝复合物；

(c)、将物料A与有机硅树脂/三氧化二铝复合物混匀，随后加入滑石粉、碳酸钙晶须和助剂，搅拌均匀，得到复合涂料。

9.根据权利要求8所述的复合涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤(a)搅拌的速度为550～650r/min，时间为20～80min；

优选地，所述步骤(c)搅拌的速度为750～850r/min，时间为15～70min。

10.一种根据权利要求1～6任一项所述的复合涂料在制备涂层油管产品中的应用。