一种原油低粘附防污涂层及其制备方法技术

本发明专利技术属于新型高分子功能材料、高性能高分子结构材料、聚合物涂层材料领域，公开了一种对原油具有低粘附性的防污涂层及其制备方法。该涂层包括以下组分：聚合物树脂或乳液10‑95wt％；交联组分0‑50wt％；低表面能组分0‑20wt％；其余成分为溶剂或水。原油接触涂层后可在涂层表面滑落不留粘附痕迹。此外，涂层具有良好的透明性、硬度、附着性、柔韧性、耐腐蚀性等综合性能。适用于喷涂、浸涂、刮涂等工业化设备和工艺，可应用于玻璃、金属、木器、陶瓷、聚合物、纺织品等多种基材。对原油的低粘附性以及涂层广泛的适用性使涂层在原油开采、运输、储存、加工等各环节均具有良好的应用前景。

A low adhesive antifouling coating for crude oil and its preparation method

The invention belongs to the field of new polymer functional materials, high-performance polymer structural materials and polymer coating materials, and discloses an antifouling coating with low adhesion to crude oil and a preparation method thereof. The coating comprises the following components: polymer resin or emulsion 10 crosslinking component 0 95wt%; 50wt%; low surface energy components of 0 20wt%; the remaining ingredients as solvent or water. When the crude oil is exposed to the coating, it can slide on the surface of the coating without adherence. In addition, the coating has good transparency, hardness, adhesion, flexibility, corrosion resistance and other comprehensive properties. It is suitable for industrial equipments and processes such as spraying, dip coating and scraping. It can be applied to many kinds of substrates, such as glass, metal, wood, ceramic, polymer, textile and so on. The low adhesion of crude oil and the wide applicability of coatings make the coatings have good application prospects in oil extraction, transportation, storage and processing.

【技术实现步骤摘要】
一种原油低粘附防污涂层及其制备方法
本专利技术属于新型高分子功能材料、高性能高分子结构材料、聚合物涂层材料领域，特别涉及一种对原油具有低粘附性的防污涂层及其制备方法。
技术介绍
根据国际能源署(IEA)相关研究，原油将在至少未来的半个世纪仍将作为人类的主要能源来源。原油的高粘附性给开采、输送、储存和加工等各环节均造成了一定的困难。目前，已有的技术或研究多是针对油组分的改良，例如对原油加热、稀释、乳化、添加低阻助剂等。然而，这些方法存在着能源消耗量大、工艺繁琐、对不同油藏适应性差等问题。设计和研制可应用于各类基材并具有防原油粘附的涂层可从另一个角度有效解决上述问题。由于原油组成的特殊性(低表面能高粘度)，从文献报道来看，仍无超双疏或超疏油涂层可表现出对原油的低粘附功能。此外，由于超疏油粗糙表面的气囊容易被液压、摩擦、雾气或结霜等环境因素破坏，在应用条件下很难保持气囊进而保持超疏油性。通过在粗糙(多孔)基材中锁住低表面能的液态化合物可在材料表面形成地表面液膜，并将传统涂层的固气界面转换成液气界面，可有效避免接触液体渗透到粗糙基材中并对多种有机溶剂均表现出良好的低粘附性能。这类半固半液的材料对原油也表现出良好的低粘附性能。然而，如果低表面能液态化合物由于蒸发或侧漏而低于粗糙基材表面，涂层的低粘附性就会消失。此外，粗糙基材的选择受限于与低表面能液态化合物物化性能匹配的特种材料，同样制约着这类结构型防污材料的应用。本专利技术首次公开一种对原油具有优良低粘附性的聚合物涂层。此外，涂层体系中聚合物可通过溶液聚合或乳液聚合的工业化工艺制备，涂层体系可水性化，涂层具有良好的透明性和耐久性，可应用于玻璃、金属、陶瓷、木器、聚合物等多种基材，适用于喷涂、浸涂、刮涂等传统工艺，可对原油开采、运输、储存、加工等各环节所涉及的设备或容器涂覆使用，具有可观的经济和社会效益。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种原油低粘附防污涂层。该涂层对原油具有良好的低粘附性并能应用于多种基材的涂层材料。本专利技术另一目的在于提供上述原油低粘附防污涂层的制备方法。本专利技术的目的通过下述方案实现：一种原油低粘附防污涂层，其包括以下组分：聚合物10-95wt％；交联组分0-50wt％；低表面能组分0-20wt％；其余成分为溶剂或水。优选的，所述的原油低粘附防污涂层包括以下组分：聚合物35-95wt％；交联组分0-50wt％；低表面能组分0-15wt％；其余成分为溶剂或水。所述的聚合物为聚合物树脂或聚合物乳液，是涂层的主要成膜材料。所述的聚合物树脂为通过溶液聚合得到的丙烯酸酯类树脂，或聚氨酯树脂、环氧树脂等聚合物树脂。所述的聚合物乳液为通过乳液聚合得到的丙烯酸酯类聚合物乳液，或水性聚氨酯、水性环氧树脂等聚合物乳液。所述的丙烯酸酯类树脂或丙烯酸酯类聚合物乳液，可通过乙烯基单体聚合得到。优选的，所述的乙烯基单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、二乙烯基苯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸聚醚、甲基丙烯酸聚醚中的一种或几种。更优选的，所述的乙烯基单体包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸聚醚、甲基丙烯酸聚醚中的一种或几种。所述的交联组分辅助聚合物树脂或乳液成膜，可提升漆膜综合性能，可为异氰酸酯类、氨基树脂类、环氧树脂类等可交联化合物。优选的，所述的异氰酸酯类交联组分可为甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、二甲基联苯二异氰酸酯(TODI)、多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)、六亚甲基-1,6-二异氰酸酯(HDI)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯(m-TMXDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯(H6XDI)、降冰片烷二亚甲基异氰酸酯(NB-DI)和HDI三聚体中的一种或多种，或者，甲乙酮肟、苯酚、己内酰胺等封闭剂封闭的或单羟基聚醚水性化的上述化合物。更优选的，所述的异氰酸酯类交联组分指甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、六亚甲基-1,6-二异氰酸酯(HDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、HDI三聚体中的一种或多种，或者甲乙酮肟、苯酚、己内酰胺等封闭剂封闭的或单羟基聚醚水性化的上述化合物。所述的氨基树脂类交联成分为水分散或水溶性的氨基树脂，可为CYMEL325或CQ-8727；所述的环氧树脂类交联成分为水分散或水溶性的环氧树脂可为CYDW-111W50或EPIKOTE6520-WH-53A。所述的低表面能组分为涂层对原油低粘附性的功能性组分，为含氟聚醚类或硅油类液态低表面能化合物。可与其他组分共混加入体系，也可在制备聚合物树脂或乳液的过程中接入聚合物结构。所述的含氟聚醚类液态低表面能化合物包括分子量50-5000的含氟聚醚油以及带有羧基、羟基、乙烯基、环氧基、氨基、烷氧基等活性基团的含氟聚醚油；所述的硅油类液态低表面能化合物包括分子量50-5000的硅油、含氢硅油、氨基硅油、羟基硅油、乙烯基硅油以及聚醚、烷基等改性硅油。所述的含氟聚醚类液态低表面能化合物可为E10-H(聚全氟乙氧基甲氧基二氟乙基PEG醚)；所述的硅油类液态低表面能化合物可为CM266(聚醚改性硅油)。所述的可在制备聚合物树脂或乳液的过程中接入聚合物结构的低表面能化合物包括带有乙烯基的含氟聚醚油或硅油。所述的溶剂指聚合物涂层体系常使用的分散相，包括乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、甲苯、二甲苯等溶剂。一种上述的原油低粘附防污涂层的制备方法，包括以下步骤：(1)按照成分比例配置聚合物树脂(乳液)、交联组分、低表面能组分和溶剂(水)的混合液；(2)可采用喷涂、浸涂、刮涂等传统涂层工艺对玻璃、金属、木器、陶瓷、聚合物、纺织品等多种基材涂覆步骤(1)得到的混合液；(3)对涂覆后得到的涂层进行温度30℃～90℃，时长0min～2h的预烘；(4)对预烘后的涂层进行90℃～170℃，时长为1min～1h的培烘，得到目标原油低粘附防污涂层。上述的原油低粘附防污涂层在原油开采、运输、储存、加工环节中的应用。低表面能液膜可接触后仍不粘附不相溶的液体，依据这一机理国际上有少数几个课题组在2011年之后实现了几种低粘附表面的制备工作。但这一类低粘附表面的研究工作仍处在初期阶段，仍缺少应用基础研究特别是对具体问题针对性强的应用研究。本专利技术依据液膜机理公开的聚合物涂层材料对原油具有显著的低粘附功能，并细致的评价了对原油的低粘附性能以及涂层的综合性能。为这一类新颖材料的发展特别是在石油本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原油低粘附防污涂层，其特征在于包括以下组分：聚合物树脂或乳液     10‑95wt％；交联组分             0‑50wt％；低表面能组分         0‑20wt％；其余成分为溶剂或水。

【技术特征摘要】
1.一种原油低粘附防污涂层，其特征在于包括以下组分：聚合物树脂或乳液10-95wt％；交联组分0-50wt％；低表面能组分0-20wt％；其余成分为溶剂或水。2.根据权利要求1所述的原油低粘附防污涂层，其特征在于：所述的聚合物树脂为通过溶液聚合得到的丙烯酸酯类树脂、或聚氨酯、环氧树脂；所述的聚合物乳液为通过乳液聚合得到的丙烯酸酯类聚合物乳液、或水性聚氨酯乳液、水性环氧树脂乳液。3.根据权利要求2所述的原油低粘附防污涂层，其特征在于：所述的丙烯酸酯类树脂或丙烯酸酯类聚合物乳液通过乙烯基单体聚合得到，其中乙烯基单体包括丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、二乙烯基苯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸聚醚、甲基丙烯酸聚醚中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的原油低粘附防污涂层，其特征在于：所述的交联组分为异氰酸酯类、氨基树脂类或环氧树脂类可交联化合物；所述的低表面能组分为含氟聚醚类或硅油类液态低表面能化合物；所述的溶剂指聚合物涂层体系常使用的分散相，包括乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、甲苯、二甲苯。5.根据权利要求4所述的原油低粘附防污涂层，其特征在于：所述的异氰酸酯类交联组分包括甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴旭，王正平，张铱淳，刘敏换，肖创洪，赵晓圳，许琰，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东,44