[发明专利]机采井环境有机硅-纳米复合改性聚脲耐蚀涂层及制备方法无效
申请号: | 201210198415.5 | 申请日: | 2012-06-18 |
公开(公告)号: | CN102702947A | 公开(公告)日: | 2012-10-03 |
发明(设计)人: | 王炳英;陈酒姜;孙汉军;师清豪;赵斌 | 申请(专利权)人: | 中国石油大学(华东);海洋化工研究院 |
主分类号: | C09D175/02 | 分类号: | C09D175/02;C09D7/12;C09D5/08;C08G18/66;C08G18/61;C08G18/32;C08G18/38 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 机采井 环境 有机硅 纳米 复合 改性 聚脲耐蚀 涂层 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种复合涂层,尤其涉及一种抗高温、高压及机采井环境腐蚀的新型复合防腐涂层。
背景技术
钢管腐蚀问题普遍存在于国民经济和国防建设的各个部门,既给国民经济带来了巨大的损失,也给生产和生活造成了极大的困难。根据统计,我国钢铁年产量1.6亿吨,每年因腐蚀而损耗的就多达6000多万吨。钢管腐蚀不仅是钢铁资源的浪费,还会导致管道、设备的使用寿命缩短,而更换新管道、设备的造价费用远远超过金属材料本身的价格。同时,腐蚀产物形成的垢层将造成传热效率的降低,能耗由此大大增加。
鉴于金属腐蚀的普遍存在,为了防止或减缓金属腐蚀的发生,各种金属防腐技术和工艺应运而生。由于抽油杆长期在高温、高压下在腐蚀介质中承受着交变载荷,其失效机理复杂,尽管国内外都进行了各种防腐耐磨研究及应用,但是至今还没有一种措施能够有效的解决抽油杆的腐蚀问题。传统的防腐材料一般为环氧、玻璃钢、氯化橡胶,这些防毒材料存在以下缺点:(1)韧性不足,在热应力或冲击应力下极易开裂;(2)制备工艺包括多道工序,周期长效率低,而且溶剂挥发造成的针孔易使腐蚀介质渗入;(3)体系含有有机溶剂,对人体有害。聚脲涂料为100%的固体含量,不含任何挥发性有机物,对环境友好且具有优异的耐磨性、耐蚀性等理化性能,已经在混凝土保护以及钢结构防腐蚀、防水等领域取得了广泛的应用。但是,目前使用的芳香族聚脲抗高矿化度油井液浸泡腐蚀的性能较差,同时自然环境中的芳香族聚脲涂层表层容易老化变色,严重影响了芳香族聚脲涂层在抽油杆防腐上的使用。
发明内容
本发明针对抽油杆防腐方面的问题,提供了一种抗高温、高压及机采井环境腐蚀的有机硅-纳米复合改性聚脲涂层及其制备方法,这种复合涂层具备良好的机械性能,如耐磨性、伸长率、抗冲击性能、耐溶剂性、在高低温时的尺寸稳定性等。
本发明的技术方案:机采井环境有机硅-纳米复合改性聚脲耐蚀涂层,按体积份数计,包括50%的A组份和50%的R组份,所述A组份为官能度为2到2.7之间的30~50份多异氰酸酯、20~40份多元醇以及10~30份有机硅烷合成得到的半预聚物,所述半预聚物的自由异氰酸酯含量为13-18%;所述R组份按重量分数计,包括以下组份:10-30份纳米粉体,40-60份端氨基聚醚,5-30份胺类扩链剂。
优选的是,所述R组份还含有稳定助剂,所述稳定助剂为抗氧化剂或紫外吸收剂,所述稳定助剂按质量份数计,为R组份的0.3~2%。
优选的是,所述R组份还含有颜料。
优选的是,所述多异氰酸酯是碳化二亚胺-脲酮亚胺改性的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、对四甲基苯亚甲基二异氰酸酯中的任意一种,也可以是4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的共混物;所述多元醇可以是聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚四氢呋喃多元醇、聚己内酯多元醇、聚合物多元醇中的任意一种;所述有机硅烷为聚氨酯体系中常用的氨基有机硅烷,可以是N-(ρ-氨乙基)-r-氨丙基三甲氧基硅烷、g-氨丙基三乙氧基硅烷、g-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(b-氨乙基)-g-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(b-氨乙基)-g-氨丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷中的任意一种。
优选的是,所述胺类扩链剂是二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、N,N’-二烷基甲基二胺、N,N’-二烷基苯二胺、异氟尔酮二胺、CLEARLINKTM1000、CLEARLINKTM3000、Versalink250、Versalink650、Versalink1000、JEFFLINK555、JEFFLINK754、JEFFLINK7027、N,N’-二仲丁基亚甲基二苯胺、乙二胺、苯二胺T-403、D-400和D-230中的任意一种;所述端氨基聚醚可以是D-2000,T-3000,D-4000和T-5000中的任意一种;所述纳米粉体可以是颗粒尺寸为20-50nm的氧化锌或氧化钛。
优选的是,所述稳定助剂是IRGANOX1010、IRGANOX1076、YOSHINOX BHT、YOSHINOX BB、YOSHINOX GSY-930、TINUVIN P、TINUVIN327、TINUVIN328中的任意一种。
机采井环境有机硅-纳米复合改性聚脲耐蚀涂层的制备方法,包括以下步骤:
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