[发明专利]纳米涂层防护管及其涂敷制造工艺

说明书

技术领域

本发明属于表面防护技术领域，具体的说是一种采用纳米鳞片涂料制备的纳米涂层防护管及其涂敷制造工艺。

背景技术

在油气田开采和输送过程中，腐蚀、结垢、结蜡、磨损是其四大公害，始终伴随着整个过程。

钢管的腐蚀、结垢、结蜡、磨损是造成油田所用钢管产品寿命短、维修费用高、影响产量和效益的主要因素，对于采油、注水井，打井费用较高，而一些井由于腐蚀、结垢、结蜡、磨损修井频繁，停井率高，要多产油少打井，最有效的办法就是采取一定的防护措施，有效降低停井率；对于集输管线系统，同样存在腐蚀、结垢、结蜡、磨损问题，为了减阻、节能，实现不加热输送，提高输送效率以及保证输送介质的质量，也必须进行有效的防护。

然而目前所有的防护管产品，不能同时具备防腐、防垢、防蜡、防磨的性能，解决油田钢管的腐蚀、结垢、结蜡和磨损问题是油田生产中的难题，是我国乃至世界油田迫切需要的，对降低采油生产成本、提高经济效益有着重要意义。

对于目前的钢管涂敷工艺存在以下缺陷：

1、涂敷钢管生产时，粉末涂料和液体涂料不能在一条线涂敷；

2、钢管不能在一条涂敷线上实现管内、外同时涂敷；

3、只能涂敷管径规格变化不大的钢管；

4、钢管涂层易出现针孔、涂层不均匀、脱落等质量问题。

一、由本发明人申请的发明专利，申请号：2005101191416，公开了一种“纳米鳞片涂料的制备方法”，具体制备方法如下：

(1)、材料选配

根据基础涂料和应用条件的不同，选配适合的纳米鳞片材料；

其选配原则为：

a、重防腐涂料选：钛纳米鳞片、玻璃纳米鳞片、陶瓷纳米鳞片、不锈钢纳米鳞片等；

b、建筑涂料或外防有颜色要求时选：金属氧化物或非金属纳米鳞片。

c、功能性涂料选用特殊功能的纳米鳞片；

所述的纳米鳞片的鳞片尺寸是厚度为10～100nm，径向尺寸为0.5～50μm的一维纳米材料；

(2)、纳米鳞片的活性化处理

上述纳米鳞片选配好后要进行表面处理，使其转变为活性纳米鳞片，这样处理后的纳米鳞片活性好，而且能在涂料基料中很好的分散，具体步骤是：

将表面处理剂用溶剂溶解成溶液，该溶液中表面处理剂的含量为5～50％，然后按表面处理液与纳米鳞片材料体积之比为1～5∶1配制投料，用分散机分散0.5～4h即得到活性纳米鳞片材料成品；

所述的表面处理剂包括树脂、橡胶、塑料等中的一种或多种，表面处理剂一般优先选用与涂料树脂相同或溶合性好的材料；

所述的溶剂为能较好溶解这些材料的常用溶剂比如：乙醇、丁醇、丙酮、二甲苯、甲苯、乙酸乙酯和水等的一种或多种；

所述的分散机是高速分散机、行星球磨机、均质机、砂磨机的一种；

(3)、配制

基础涂料和活性纳米鳞片的重量的百分比为：

1、基础涂料                    60～97％

2、经表面处理的活性纳米鳞片    3～40％

所述的基础涂料包括防腐涂料、粉末涂料、建筑涂料、衬里材料；

所述的活性纳米鳞片材料包括金属、金属氧化物、非金属材料(如碳化硅、金刚石、玻璃、陶瓷；

(4)、混合、分散

按上述配比将活性纳米鳞片加入基础涂料混合、分散，所述的混合、分散设备包括：砂磨机、高速分散机、均质机、行星球磨机等，混合、分散的时间为10～50min，混合、分散后即得纳米鳞片涂料成品。

二、由本发明人申请的发明专利，申请号：005101191401，公开了一种“纳米鳞片的制备方法”、专利号为200520028661.1的专用设备“公转、自转均可调速的行星球磨机”，利用上述专用设备制备纳米鳞片的具体内容如下：

(1)、首先按工作筒体体积的6～15％称取加工物料，物料的粒径在100～400目；

(2)、按工作筒体体积和物料种类选取磨球，物料与磨球体积之比为1∶2～5，磨球材料和物料材料要相匹配，为了增加磨球的撞击频率，一般选取不少于三种尺寸规格的磨球；

(3)、按物料重量称取分散剂、保护剂和溶剂，一般分散剂占物料重量的0.1～3％；保护剂占物料重量的0.5～10％；溶剂占物料重量的150～600％；