[发明专利]一种改性酚醛环氧涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明一种改性酚醛环氧涂料及其制备方法和应用，所述方法包括步骤1，将功能化还原氧化石墨烯加入到有机溶剂中混合均匀，得到分散液A；步骤2，将二酚基丙烷环氧树脂加入到分散液A中分散均匀，得到分散液B；步骤3，先将二酚基丙烷环氧树脂加入到分散液B中混合均匀，得到分散液C，再在分散液C中依次加入分散助剂、酚醛环氧树脂和颜填料混合均匀，得到涂料a；步骤4，先将涂料a进行研磨，使涂料a的细度小于15微米，然后加入偶联剂、附着力促进剂、消泡剂和流平剂，混合均匀得到涂料b；步骤5，将涂料b与脂环改性胺混合均匀，得到改性酚醛环氧涂料。涂覆有该涂料的油管能在130℃注水工况中长期服役，具有很优异的防腐性能。

技术领域

本发明属于油井管腐蚀与防护技术领域，具体为一种改性酚醛环氧涂料及其制备方法和应用。

背景技术

涂层防护技术是油田最早使用的注水井管柱腐蚀控制措施，且取得了较好的经济效应。然而，传统的注水管涂层防护技术存在如下局限性：有机涂层其本体难以避免的含针孔等本征缺陷，耐磨耐冲蚀性能较差，高温环境下涂层难以阻止Cl^-、H₂O和O₂等小分子的渗透，且易老化。

目前，油田现场注水井在用的环氧涂层油管推荐使用温度一般不超过80摄氏度。然而，随着深井超深井的开发，注水井深度已超4500米，服役温度已超过110摄氏度，但不超过130℃。涂层抗渗性和耐高温腐蚀性能差是引起管柱失效的主要原因。因此亟需获得提高注水管服役寿命、性能稳定的经济型注水管涂层防护技术。

近年来，石墨烯改性酚醛环氧涂料形成的涂层因具有更优异的防腐性能受到广泛关注。然而截止目前，石墨烯改性酚醛环氧涂层研究及应用主要集中在海洋防腐领域，大多涉及常温及低温的海洋环境，在井下高温高压服役环境中的性能研究还未见报道，更没有相关的应用示范工程。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种改性酚醛环氧涂料及其制备方法和应用，涂覆有该改性酚醛环氧涂料的油管能在130摄氏度注水工况中长期服役，具有很优异的防腐性能。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种改性酚醛环氧涂料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，按(0.26～0.5)：(6～8)的质量比，将功能化还原氧化石墨烯加入到有机溶剂中混合均匀，得到分散液A；

步骤2，将二酚基丙烷环氧树脂加入到分散液A中分散均匀，二酚基丙烷环氧树脂与步骤1中有机溶剂的质量比为(0.35～0.84)：(6～8)，得到分散液B；

步骤3，先将二酚基丙烷环氧树脂加入到分散液B中混合均匀，二酚基丙烷环氧树脂与步骤1中有机溶剂的质量比为(4.65～11.16)：(6～8)，得到分散液C，再在分散液C中依次加入分散助剂、酚醛环氧树脂和颜填料混合均匀，分散助剂、酚醛环氧树脂、颜填料和步骤1中有机溶剂的质量比为(0.05～0.16)：(35～40)：(36～39)：(6～8)，得到涂料a；

步骤4，先将涂料a进行研磨，使涂料a的细度小于15微米，然后加入偶联剂、附着力促进剂、消泡剂和流平剂，混合均匀得到涂料b；

步骤5，将涂料b与脂环改性胺混合均匀，脂环改性胺与步骤1中有机溶剂的质量比为(7.5～10)：(6～8)，得到改性酚醛环氧涂料。

优选的，步骤1中所述的功能化还原氧化石墨烯按如下步骤得到；

步骤1a，先将纳米二氧化锆和3-氨基丙基三乙氧基硅烷在无水乙醇中均匀混合得到混合体系a，再将混合体系a在82～85℃下保温4～5h，得到反应液a，将反应液a中的产物分离后洗涤、干燥，得到APTS包覆的ZrO₂；