一种抗H2S、CO2耐高温腐蚀聚合物涂层制造技术

本发明专利技术涉及一种抗H2S、CO2耐高温腐蚀聚合物涂层。具体地，本发明专利技术涉及一种涂料组合物，由所述涂料组合物制备的涂层，制备所述涂料组合物和涂层的方法，以及含有所述涂层的涂层制品，所述涂料组合物和涂层可用于腐蚀防护领域，特别适用于高温下抗酸、碱、盐等化学介质的腐蚀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种涂料组合物，由所述涂料组合物制备的涂层，制备所述涂料组合物和涂层的方法，以及含有所述涂层的涂层制品，所述涂料组合物和涂层用于腐蚀防护领域，特别适用于高温下抗酸、碱、盐等化学介质的腐蚀。
技术介绍
环氧树脂涂料具有与钢材之间的极佳的附着力，良好的抗化学特性，很低的氧气渗透性，以及良好的柔韧性，是一种优质的防腐涂层材料。近几十年来，环氧树脂涂层已经广泛用于石油、天然气和输水管道的防腐涂层。在我国，天然气田中，高酸性气田接近50％。近年来，新开发的大型油气田多为高酸性油气田。因此，用于石油、化工、天然气领域的设备，例如脱硫塔系统和炼油厂磺化车间的酸性水罐等，都广泛存在硫化氢的腐蚀问题。而更令人棘手的是，硫化氢往往和其它化学介质(如Cl-、O2、CO2、HCl、HCN、H2、S、SO2)混合在一起，互相促进，使腐蚀环境更加恶劣；在高温或高温高压环境下，这种腐蚀会更加剧烈。随着高含硫气田开发，高含H2S和CO2的腐蚀环境日趋增多，地下、地面和天然气处理厂的材料服役的环境日趋苛刻。目前，大多数炼油化工系统采用的防腐材料包括玻璃钢内衬、聚四氟乙烯内衬、搪瓷、环氧玻璃鳞片涂层等，但效果一直不理想。因此，需要一种新的防腐材料，以解决石油、化工、天然气设备的H2S和CO2的腐蚀、特别是高温或高温高压下H2S和CO2的腐蚀问题。
技术实现思路
在本专利技术中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。并且，本文中所涉及的实验室操作步骤均为相应领域内广泛使用的常规步骤。同时，为了更好地理解本专利技术，下面提供相关术语的定义和解释。如本文中使用的，术语“环氧树脂”是指分子链中含有2个或2个以上环氧基团的聚合物，其中，环氧基团可位于分子链的末端或中间。环氧树脂可以在固化剂的存在下发生交联反应，生成具有三维网状结构的环氧树脂固化物。本专利技术所述的环氧树脂包括但不限于双酚A型环氧树脂(例如E20、E44和E51)，双酚A酚醛环氧树脂和三官能酚醛环氧树脂。如本文中使用的，术语“双酚A型环氧树脂”是指由双酚A和环氧化合物(例如环氧氯丙烷)通过缩合反应生成的环氧树脂。如本文中使用的，术语“双酚A酚醛环氧树脂”是指双酚A与醛类化合物(例如甲醛)进行缩聚反应得到的线性聚合物，再与环氧化合物(例如环氧氯丙烷)发生缩合反应生成的环氧树脂。如本文中使用的，术语“改性剂”是指为使环氧树脂固化物的性能得到提高，而在环氧树脂中加入的试剂，包括但不限于化学改性剂和物理改性剂。所述化学改性剂可与环氧树脂的分子链发生化学反应，从而使环氧树脂的化学结构发生改变。本专利技术所述的改性剂包括但不限于丙烯酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、含酚羟基有机烷氧基硅烷、三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚及其任意组合。如本文中使用的，术语“催化剂”是指能够促进化学改性剂与环氧树脂的分子链发生化学反应的试剂。本专利技术所述的催化剂包括但不限于过硫酸钾、三氟化硼乙醚、三苯基膦、三丁基胺、苄基二胺、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、二乙醇胺、三乙醇胺及其任意组合。如本文中使用的，术语“固化剂”是指能使环氧树脂发生交联反应的试剂，包括但不限于胺类固化剂，包括脂肪胺(例如乙二胺和二亚乙基三胺)、脂环胺(例如邻二胺甲基环戊烷和N-氨乙基哌嗪)和芳香胺，以及酸酐类固化剂(例如邻苯二甲酸酐和马来酸酐)。本专利技术所述的“固化剂”还包括改性固化剂，例如，由胺类化合物、醛类化合物和酚类化合物通过曼尼希反应合成的酚醛胺改性固化剂，或由胺类化合物与丙烯腈发生加成反应得到的改性固化剂。如本文中使用的，术语“纳米材料”是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(例如1-500nm)或由它们作为基本单元构成的材料，所述纳米材料为例如粉末、纤维、层状或片状。本专利技术人通过深入的研究和创造性的劳动，得到了一种涂料组合物以及由其制备的涂层，所述涂层具有优异的耐高温下化学介质腐蚀的性能，例如耐高温下H2S、CO2和Cl-等腐蚀的性能，由此提供了下述专利技术：在一个方面，本专利技术提供了一种涂料组合物，其包含：100质量份改性环氧树脂，25-150质量份改性固化剂，20-80质量份纳米材料，1-10质量份防锈剂和5-20质量份偶联剂。在一个优选的实施方案中，所述改性环氧树脂由包含以下成分的环氧树脂组合物制成：100质量份环氧树脂，50-120质量份改性剂和0.05-5质量份催化剂。在一个优选的实施方案中，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂E20、双酚A型环氧树脂E44、双酚A型环氧树脂E51、双酚A酚醛环氧树脂、三官能酚醛环氧树脂及其任意组合；更优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E44。在一个优选的实施方案中，所述双酚A酚醛环氧树脂为Amanda1177型高玻璃化温度高韧性改性树脂，购自大庆开发区庆鲁精细化工有限责任公司。在一个优选的实施方案中，所述三官能酚醛环氧树脂为Amanda1180型高玻璃化温度改性树脂，购自大庆开发区庆鲁精细化工有限责任公司。在一个优选的实施方案中，所述改性剂选自丙烯酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、含酚羟基有机烷氧基硅烷、三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚及其任意组合；更优选地，所述改性剂选自丙烯酸酯、1,6-己二异氰酸酯、三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚及其任意组合。在一个优选的实施方案中，所述催化剂选自过硫酸钾、三氟化硼乙醚、三苯基膦、三丁基胺、苄基二胺、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、二乙醇胺、三乙醇胺及其任意组合；更优选地，所述催化剂选自三氟化硼乙醚、过氧化苯甲酰及其任意组合。在一个优选的实施方案中，所述环氧树脂组合物包含100质量份环氧树脂，50-60、50-80、60-70、70-80、80-90、90-100、100-110或110-120质量份改性剂，和0.05-5质量份催化剂。在一个优选的实施方案中，所述环氧树脂组合物包含100质量份环氧树脂，50-120质量份改性剂，和0.05-0.1、0.1-0.5、0.5-1、1-2、2-3、3-4或4-5质量份催化剂。在一个特别优选的实施方案中，所述环氧树脂组合物包含100质量份环氧树脂，50-80质量份改性剂，和0.1-3质量份催化剂。在一个特别优选的实施方案中，所述环氧树脂组合物包含100质量份双酚A型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂料组合物，其包含：100质量份改性环氧树脂，25‑150质量份改性固化剂，20‑80质量份纳米材料，1‑10质量份防锈剂和5‑20质量份偶联剂；优选地，所述改性环氧树脂由包含以下成分的环氧树脂组合物制成：100质量份环氧树脂，50‑120质量份改性剂和0.05‑5质量份催化剂；优选地，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂E20、双酚A型环氧树脂E44、双酚A型环氧树脂E51、双酚A酚醛环氧树脂、三官能酚醛环氧树脂及其任意组合；更优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E44；优选地，所述改性剂选自丙烯酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,6‑己二异氰酸酯、含酚羟基有机烷氧基硅烷、三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚及其任意组合；更优选地，所述改性剂选自丙烯酸酯、1,6‑己二异氰酸酯、三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚及其任意组合；优选地，所述催化剂选自过硫酸钾、三氟化硼乙醚、三苯基膦、三丁基胺、苄基二胺、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、二乙醇胺、三乙醇胺及其任意组合；更优选地，所述催化剂选自三氟化硼乙醚、过氧化苯甲酰及其任意组合；优选地，所述环氧树脂组合物包含100质量份环氧树脂，50‑60、50‑80、60‑70、70‑80、80‑90、90‑100、100‑110或110‑120质量份改性剂，和0.05‑5质量份催化剂；优选地，所述环氧树脂组合物包含100质量份环氧树脂，50‑120质量份改性剂，和0.05‑0.1、0.1‑0.5、0.5‑1、1‑2、2‑3、3‑4或4‑5质量份催化剂；优选地，所述环氧树脂组合物包含100质量份环氧树脂，50‑80质量份改性剂，和0.1‑3质量份催化剂；优选地，所述环氧树脂组合物包含100质量份双酚A型环氧树脂E44；50‑80质量份丙烯酸酯、1,6‑己二异氰酸酯或三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚；和0.1‑3质量份三氟化硼乙醚或过氧化苯甲酰。...

【技术特征摘要】
1.一种涂料组合物，其包含：100质量份改性环氧树脂，25-150质
量份改性固化剂，20-80质量份纳米材料，1-10质量份防锈剂和5-20质
量份偶联剂；
优选地，所述改性环氧树脂由包含以下成分的环氧树脂组合物制成：
100质量份环氧树脂，50-120质量份改性剂和0.05-5质量份催化剂；
优选地，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂E20、双酚A型环
氧树脂E44、双酚A型环氧树脂E51、双酚A酚醛环氧树脂、三官能酚
醛环氧树脂及其任意组合；
更优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E44；
优选地，所述改性剂选自丙烯酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷
二异氰酸酯、1,6-己二异氰酸酯、含酚羟基有机烷氧基硅烷、三羟基苯
氧基硅烷三缩水甘油醚及其任意组合；
更优选地，所述改性剂选自丙烯酸酯、1,6-己二异氰酸酯、三羟基
苯氧基硅烷三缩水甘油醚及其任意组合；
优选地，所述催化剂选自过硫酸钾、三氟化硼乙醚、三苯基膦、三
丁基胺、苄基二胺、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈、二乙醇胺、三乙醇
胺及其任意组合；
更优选地，所述催化剂选自三氟化硼乙醚、过氧化苯甲酰及其任意
组合；
优选地，所述环氧树脂组合物包含100质量份环氧树脂，50-60、
50-80、60-70、70-80、80-90、90-100、100-110或110-120质量份改性
剂，和0.05-5质量份催化剂；
优选地，所述环氧树脂组合物包含100质量份环氧树脂，50-120质
量份改性剂，和0.05-0.1、0.1-0.5、0.5-1、1-2、2-3、3-4或4-5质量份
催化剂；
优选地，所述环氧树脂组合物包含100质量份环氧树脂，50-80质

\t量份改性剂，和0.1-3质量份催化剂；
优选地，所述环氧树脂组合物包含100质量份双酚A型环氧树脂
E44；50-80质量份丙烯酸酯、1,6-己二异氰酸酯或三羟基苯氧基硅烷三
缩水甘油醚；和0.1-3质量份三氟化硼乙醚或过氧化苯甲酰。
2.权利要求1的涂料组合物，其中，所述改性固化剂选自邻二胺甲
基环戊烷、N-氨乙基哌嗪、酚醛胺固化剂及其任意组合；
优选地，所述涂料组合物包含：100质量份改性环氧树脂，25-50、
50-75、75-100、100-125或125-150质量份改性固化剂，20-80质量份纳
米材料，1-10质量份防锈剂和5-20质量份偶联剂。
3.权利要求1或2的涂料组合物，其中，所述纳米材料选自丁腈橡
胶、聚氨酯、聚硫橡胶、酚醛树脂、聚硅氧烷、聚苯胺、纳米二氧化硅
(SiO2)、纳米二氧化钛(TiO2)、蒙脱土、玻璃鳞片、铁钛粉、纳米
锌粉及其任意组合；
更优选地，所述纳米材料选自纳米二氧化硅(SiO2)、纳米二氧化
钛(TiO2)、丁腈橡胶、蒙脱土、聚硅氧烷、聚苯胺、聚氨酯、玻璃鳞
片及其任意组合；
优选地，所述纳米材料为粉末、纤维、层状或片状；
优选地，所述纳米材料为粉末，其粒径为10-500nm，例如10-30nm、
30-50nm、50-100nm、100-200nm、200-300nm、300-400nm或400-500nm；
优选地，所述纳米材料为纤维，其直径为20-100nm，例如20-30nm、
30-40nm、40-50nm、50-60nm、60-70nm、70-80nm、80-90nm或90-100nm；
优选地，所述纳米材料为层状，其层间距为5-50nm，例如5-10nm、
10-20nm、20-30nm、30-40nm或40-50nm；
优选地，所述纳米材料为片状，其厚度为50-200nm，例如50-70nm、
70-90nm、90-100nm、100-120nm、120-140nm、140-160nm、160-180nm
或180-200nm；
优选地，所述涂料组合物包含：100质量份改性环氧树脂，25-150
质量份改...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴希革，
申请(专利权)人：大庆庆鲁朗润科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23