一种适用于管道内防腐纳米无溶剂涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于管道内防腐纳米无溶剂涂料及其制备方法，主要由主漆和固化剂两部分组成，主漆和固化剂的重量份数比值为100：20～100：30；其中A组分以低分子量环氧树脂与酚醛改性环氧树脂的配套体系为主，并配合着分散剂、消泡剂、防沉剂、流变助剂、防锈颜料以及纳米填料；B组分为改性脂肪胺、改性脂环胺及改性聚酰胺的配套体系；本发明专利技术的无溶剂纳米涂料具有低VOC，一次成膜厚度高，成膜机械性能优异，与常用的管式基材都有极佳的粘接强度，耐酸碱极佳等特点，专门适用于各种管径的管道内防腐，提高管材使用寿命，大大提升油田、炼化等区块的生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于管道内防腐纳米无溶剂涂料及其制备方法
本专利技术属于防腐涂料
，具体涉及到一种适用于管道内防腐纳米无溶剂涂料及其制备方法。
技术介绍
在油气田管道的输送过程中，由于石油、天然气输送管道防腐层的磨损、剥离及老化等，都会对管道造成腐蚀、穿孔及泄漏。给企业造成重大损失的同时也会给当地的居民生活方面造成难以估量的影响。尤其现阶段采出油气多为酸性成分，往往含有大量的CO2、H2S等，这些都会对油气井的油、套管造成严重的腐蚀。后期随着注水量的增加，输送介质中含水量不断提升，加剧了腐蚀情况的发生。这些苛刻条件的存在，加速了研究人员对油气管内防腐研究的不断深入，而大多数研究多从基材的角度出发，采用高性能合金钢替代原有的传统碳钢，虽然取得了不错的成效，但由于价格昂贵，许多利润微薄的企业望而却步。目前涂层作为管道内防腐手段，多数采用环氧树脂作为基料并配合着一定的颜填料及助剂，但是由于环氧树脂耐酸性及高温性不佳等问题一直影响着高酸性油气田管道内涂层的使用寿命。此外，施工过程中大多采用多道喷涂或涂刷的方法，费工费料，而且受到管径大小的限制，使用条件很局限。所以，选择一款附着力好，耐酸碱、耐高温性能出众，一次成膜厚的无溶剂型纳米涂料势在必行。
技术实现思路
为了解决上述涂层作为内防腐手段遇到的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种耐酸性能优异，耐高温性能出众，一次性成膜的适用于管道内防腐纳米无溶剂涂料及其制备方法，该涂料可以保护管道内壁在输送介质的过程中不受腐蚀介质的侵蚀，保证管道的使用稳定性，提高管道的使用寿命，具有广阔的应用前景。为了实现上述的专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案。一种适用于管道内防腐的无溶剂纳米涂料，包含A、B双组份，其中A组分与B组分的质量比为100:20～100:30，根据施工温度的不同酌情调整配比；其中A、B组分所含原材料的质量百分比分别如下：A组分：低分子量环氧树脂15％～40％酚醛改性环氧树脂10％～20％活性稀释剂1％～5％分散剂1％～3％消泡剂0.5％～2％防锈颜料15％～30％纳米填料5％～20％防沉剂1％～4％防流挂助剂0.5％～5％流平剂0.2％～1％偶联剂0.5％～2％B组分：改性脂肪胺10％～50％改性脂环胺20％～70％改性聚酰胺10％～50％所述的低分子量环氧树脂为NPEL-127、NPEL-128、DEN-331和DEN-671中的一种，优选：NPEL-128和DEN-671中的一种；所述适用于管道内防腐纳米无溶剂涂料一次性厚涂800μm以上无任何流挂现象；耐冲击性能8J无任何缺陷；湿态下的附着力＞8MPa；涂层2000h盐雾实验无任何变化，耐10％HCl及H2SO490天无任何变化。所述的低分子量环氧树脂为DEN331、NPEL-127和NPEL-128中的一种；所述的酚醛改性环氧树脂为DEN431和DEN-438中的一种。所述的活性稀释剂为脂肪族缩水甘油醚、2-乙基己基缩水甘油醚和壬基酚缩水甘油醚中的一种或两种，当为两种时，采用脂肪族缩水甘油醚与壬基酚缩水甘油醚的质量比1:2混合。所述的分散剂为BYK-9076、BYK-142、BYK-9077和EFKA-6230中的一种，优选：BYK-9076。所述的消泡剂为BYK-A530、BYK-1799、BYK-1794和Defoam5500中的一种，优选BYK-A530与下述的流平助剂EFKA-3239及EFKA-3777的复配体系有协同消泡作用。所述的流平剂为EFKA-3239、EFKA-3777、BYK361N和BYK356中的一种或两种，当为两种时，采用EFKA-3239与EFKA-3777质量比为3:2混合，优选EFKA-3239和EFKA-3777的复配体系与上述的BYK-A530有协同消泡的作用。所述的防流挂助剂为BYK-410、BYK-430和BYK-411中的一种，优选BYK-410。所述的防锈颜料为纳米磷酸锌、三聚磷酸铝、氧化铁红和氧化铁黑中的一种。所述的防沉剂为TIXOGEL-EZ100、CLAYTONE-HT、R972和REOLOSILDM10中的一种，优选R972。所述的偶联剂为KH550、KH560、SG-SI902和SG-SI174中的一种。所述的纳米填料为纳米TiO2、纳米ZnO、纳米SiC的复配体系。所述的填料为超细硫酸钡。所述的改性脂肪胺为Ancamd2636。所述的改性脂环胺为Ancamine2280和Ancamine2883中的一种。所述的改性聚酰胺为Ancamide2741。一种适用于管道内防腐的无溶剂纳米涂料，其制备方法包含如下步骤：A组分的制备：(1)配料：将每一种原材料按质量百分比进行称重；(2)分散：分别将低分子量环氧树脂、酚醛改性环氧树脂与活性稀释剂至分散釜中，调转速至1500～2500rad/min并施加振动频率为10～15KHz的超声振动，待搅拌均匀后添加分散剂、消泡剂至2500rad/min～3000rad/min，搅拌10～15min；调至2500rad/min转速，依次添加流变助剂、防锈颜料及纳米填料，保证温度不高于60℃的同时施加振动频率为10～30KHz的超声振动；待分散、超声振动均匀后，调至转速为1500rad/min，加入流平助剂及抗流挂剂。(3)调漆：在1500rad/min转速条件下分别加入防沉剂、防流挂助剂、流平剂及偶联剂，搅拌均匀。(4)过滤包装：将分散、超声后的A组分通过过滤网进行过滤，过滤后的产品细度达到50μm，测定涂料固含量大于99％，待性能检测合格后即可包装、出厂；B组分的制备：B组分直接通过物理搅拌、混合，待均匀后即可包装、出厂。本专利技术用于管道内防腐的无溶剂纳米涂料具有以下优势：(1)直接采用分散法进行分散，无需研磨，给生产提供诸多便利的同时保证了高效的生产进度。(2)管道内部一次性施工厚度可达800μm不流挂，满足SY/T0457-2010内防腐层特加强级厚度。(3)采用底面合一漆，无需再涂覆底漆及预涂漆，施工方便，周期短。(4)高固体份，超低VOC，符合市场环保的大趋势，另外，溶剂含量极低，涂膜表面的缺陷少。(5)采用低分子量的环氧树脂与酚醛改性环氧树脂复配体系，有效提高了体系的耐酸及耐温特性，在当今酸性油气田为主导的大环境下，有很强的适用性。(6)采用脂肪胺、脂环胺、聚酰胺复配体系固化剂，保证了涂料在使用过程中的适用性并可以在低温环境下施工，有效提高了涂膜的致密性，大大提升了涂层的耐盐雾、耐有机溶剂及耐化学品等方面的特性。(7)采用纳米复合材料填充树脂，利用纳米粒子超高的比表面积、与树脂之间的强大结合力及纳米粒子之间的协同效应，显著地提高了涂膜的强度，物理机械性能明显提升。(8)采用新型助剂，利用其相互之间的协同作用，保证助剂用量降低的同时，不影响涂料的施工及使用性能。同时，利用助剂与纳米粒子之间的氢键作用及卡屋结构的建立，解决了纳米粒子常见的团聚、絮凝等问题。附图说明图1是无溶剂纳米涂料及常用油田管道内防腐涂料在塔河油田工况条件下浸泡3个月前后的对比照片(5×2.5试板为喷涂无溶剂纳米涂料，7×1.7试板为喷涂常用管道内防腐涂料)。图2是本专利技术的无溶剂纳米涂料管道内涂覆后及管道焊接完成后的示意图，其中，图2a为无溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于管道内防腐纳米无溶剂涂料，其特征在于，包含A、B双组份，其中A组分与B组分原料的质量百分比如下：A组分：低分子量环氧树脂15％～40％酚醛改性环氧树脂10％～20％活性稀释剂1％～5％分散剂1％～3％消泡剂0.5％～2％防锈颜料15％～30％纳米填料5％～20％防沉剂1％～4％防流挂助剂0.5％～5％流平剂0.2％～1％偶联剂0.5％～2％B组分：改性脂肪胺10％～50％改性脂环胺20％～70％改性聚酰胺10％～50％所述的A组分：B组分按质量比100:20～100:30配套使用，具体质量比根据现场温度情况调整；所述适用于管道内防腐纳米无溶剂涂料一次性厚涂800μm以上无任何流挂现象；耐冲击性能8J无任何缺陷；湿态下的附着力＞8MPa；涂层2000h盐雾实验无任何变化，耐10％HCl及H2SO490天无任何变化。

【技术特征摘要】
1.一种适用于管道内防腐纳米无溶剂涂料，其特征在于，包含A、B双组份，其中A组分与B组分原料的质量百分比如下：A组分：低分子量环氧树脂15％～40％酚醛改性环氧树脂10％～20％活性稀释剂1％～5％分散剂1％～3％消泡剂0.5％～2％防锈颜料15％～30％纳米填料5％～20％防沉剂1％～4％防流挂助剂0.5％～5％流平剂0.2％～1％偶联剂0.5％～2％B组分：改性脂肪胺10％～50％改性脂环胺20％～70％改性聚酰胺10％～50％所述的A组分：B组分按质量比100:20～100:30配套使用，具体质量比根据现场温度情况调整；所述适用于管道内防腐纳米无溶剂涂料一次性厚涂800μm以上无任何流挂现象；耐冲击性能8J无任何缺陷；湿态下的附着力＞8MPa；涂层2000h盐雾实验无任何变化，耐10％HCl及H2SO490天无任何变化。2.权利要求1所述的一种适用于管道内防腐纳米无溶剂涂料，其特征在于，所述的低分子量环氧树脂为DEN331、NPEL-127和NPEL-128中的一种；所述的酚醛改性环氧树脂为DEN431和DEN-438中的一种；低分子量环氧树脂及酚醛改性环氧树脂的搅拌过程需要控制转速1500～2500rad/min并施加10～15KHz频率的超声振动。3.权利要求1所述的一种适用于管道内防腐纳米无溶剂涂料，其特征在于，所述的B组分中改性脂肪胺为Ancamd2636，改性脂环胺为Ancamine2280和Ancamine2883中的一种，改性聚酰胺为Ancamide2741。4.权利要求1所述的一种适用于管道内防腐纳米无溶剂涂料，其特征在于，所述的分散剂为BYK-9076、BYK-142、BYK-9077和EFKA-6230中的一种；所述的消泡剂为BYK-A530、BYK-1799、BYK-1794和Defoam5500中的一种。5.权利要求1所述的一种适用于管道内防腐纳米无溶剂涂料，其特征在于，所述的活性稀释剂为脂肪族缩水甘油醚、2-乙基己基...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫渊，严冰，王瑶，屈坤，陈曦，
申请(专利权)人：西安鸿钧睿泽新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61