一种防腐玻璃涂层、制备方法及应用技术

本发明专利技术属于用于海洋环境下的金属管道防腐涂层技术领域，尤其是涉及一种防腐玻璃涂层、制备方法及应用，包括以下按重量计的组分：硅质氧化物10

【技术实现步骤摘要】
一种防腐玻璃涂层、制备方法及应用


[0001]本专利技术属于用于海洋环境下的金属管道防腐涂层
，尤其是涉及一种防腐玻璃涂层制备方法及应用。

技术介绍

[0002]海底管道一旦发生腐蚀穿孔导致油气泄漏，很难进行维修，并会造成严重的生态灾难和经济损失。因此，海底管道亟需进行腐蚀防护。
[0003]涂层作为电解质渗透的物理屏障是最有效的缓蚀方法之一。涂层有几个优点。首先，内部涂层可以防止流体或气体与管道金属相互作用和反应。其次，涂层钢管道减少了微生物沉积和细菌生物膜的形成，有助于屏蔽细菌。最后，内部涂层可以减少长距离管道的压强，从而减少输送石油和天然气所需的电力。在雷诺数为1
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107时，涂层管道的压强比无涂层管道的压强小35%。目前，两组分溶剂型环氧涂料、无溶剂和熔融结合涂料以及聚酰胺涂料广泛应用于原油和天然气管道。这些涂层与钢基体结合较弱，容易发生涂层下金属腐蚀。因此开发一种高粘结强度的表面光滑且拥有高抗腐蚀性能的涂层成为急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]基于上述问题，本申请本专利技术提供了一种高粘结强度，低厚度，表面光滑的抗污损防腐涂层及制备方法。
[0005]一种防腐玻璃涂层，包括以下按重量计的组分：硅质氧化物10
‑
15份，黏土24
‑
29份，电解质粉2
‑
7份。
[0006]优选的，所述的硅质氧化物为二氧化硅与硅酸钙、硅酸钠、氧化钙中的一种或两种或三种的组合。
[0007]优选的，所述的电解质粉为碳酸钠、硅酸钠、硝酸钠中的一种或两种或三种的组合。
[0008]一种防腐玻璃涂层制备方法，包括以下步骤：1）制备涂层粉料：将硅质氧化物，黏土，电解质粉，研磨并过150
‑
300目筛，然后混合搅拌；2）制备涂层浆料：将10
‑
20份涂层粉料与20
‑
40份去离子水混合搅拌得到；3）涂层初步烘干：将涂层浆料喷涂在金属管道内壁上，在140
‑
150摄氏度烘干，将涂层内水分去除后；4）涂层烧结固化：将步骤3）烘干的带有涂层金属管道放置在715
‑
815摄氏度的高温炉中烧结，烧结结束后迅速冷却至室温，此时金属管道上形成玻璃涂层。
[0009]优选的：所述的硅质氧化物为二氧化硅与硅酸钙、硅酸钠、氧化钙中的一种或两种或三种的组合。
[0010]优选的：所述的电解质粉为碳酸钠、硅酸钠、硝酸钠中的一种或两种或三种的组
合。
[0011] 一种防腐玻璃涂层的应用，在制备过程中，将权利要求4中玻璃涂层涂覆在海底输送油气的金属管道内壁，在140
‑
150摄氏度烘干，将涂层内水分去除后，放置在715
‑
815摄氏度的高温炉中烧结，烧结结束后迅速冷却至室温，此时在海底输送油气钢的金属管道内壁上形成玻璃涂层；所述玻璃涂层的厚度为200
‑
230 μm。
[0012]优选的：所述玻璃涂层与海底输送油气的金属管道内壁粘接强度为15
‑
18 MPa。
[0013]与现有技术相比，本申请有益效果如下：（1）粘结强度高，本专利技术防腐玻璃涂层与油气钢管内壁的粘结强度可达到16MPa以上；（2）防腐蚀效果好，带涂层的金属管道试件在质量分数为3.5%的氯化钠溶液中浸泡3个月后，使用扫描电子显微镜观察，涂层表面没有腐蚀点和腐蚀坑；（3）疏水性能好，使用扫描电子显微镜观察，涂层粗糙度仅为0.85微米；（4）适用于管道内壁，涂层厚度仅为200
‑
230微米，可有效提高管道输送油气的流量；（5）抗腐蚀性能好，电荷转移电阻数量级为109，双电层有效电容数量级为10
‑8，较高的电荷转移电阻和较低的双电层有效电容均表明本专利技术涂层抗侵蚀性能较优；（6）表面光滑易清洁，不易产生微生物附着；（7）涂层与管道金属基体在过渡区发生了化学反应，铁凸起并嵌入涂层内部，因此涂层与管道的粘结强度远高于有机涂层, 并且不会发生有机涂层
‑
钢界面常见的分层剥离现象。
附图说明
[0014]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明。
[0015]图1为实施例1涂层的宏观图片。
[0016]图2本专利技术涂层在扫描电镜下的表面构造图（2500倍）。
[0017]图3本专利技术涂层在扫描电镜下的表面构造图（250倍）。
[0018]图4为实施例2涂层的宏观图片。
[0019]图5为实施例3涂层的宏观图片。
具体实施方式
[0020]为了使本
的人员更好的理解本专利技术方案，下面将对专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0021]实施例1
[0022]一种防腐玻璃涂层，原料包括以下按重量计的组分：硅质氧化物1000克，黏土2300克，电解质粉300克，其中所述的硅质氧化物，黏土，电解质粉过200目筛。所述的硅质氧化物为二氧化硅与硅酸钙，硅酸钠，氧化钙中的一种或两种或三种的组合。
[0023]一种防腐玻璃涂层的制备方法，包括以下步骤：
1）制备涂层粉料： 取硅质氧化物1000克（包含二氧化硅750克，硅酸钙150克，硅酸钠40克，氧化钙60克），黏土2000克，电解质粉200克（碳酸钠100克，硅酸钠100克），研磨并过200目筛，然后混合搅拌；2）制备涂层浆料：将涂层粉料与去离子水混合搅拌得到稳定的悬浊液；3）涂层初步烘干：将涂层浆料喷涂在金属管道内壁表面，在140
‑
150摄氏度下烘干10分钟，（防止高温时产生过多气泡，影响涂层性能）；4）涂层烧结固化：将带有涂层的金属管道试件放置在715
‑
815摄氏度的高温炉中烧结10分钟后迅速取出，管道冷却至室温后即可在金属管道内表面上得到玻璃涂层，如图1所示。
[0024]实施例2一种防腐玻璃涂层，原料包括以下按重量计的组分：硅质氧化物1200克，黏土2600克，电解质粉400克，其中所述的硅质氧化物，黏土，电解质粉过200目筛。
[0025]一种高粘结强度的抗污损防腐玻璃涂层的制备方法，包括以下步骤：1）制备涂层粉料： 取硅质氧化物1000克（包含二氧化硅810克，硅酸钙130克，硅酸钠30克，氧化钙30克），黏土2000克，电解质粉200克（碳酸钠100克，硅酸钠100克），研磨并过200目筛，然后混合搅拌；2）制备涂层浆料：将涂层粉料与去离子水混合搅拌得到稳定的悬浊液；3）涂层初步烘干：将涂层浆料喷涂在金属管道内壁表面，在140
‑
150摄氏度下烘干10分钟；4）涂层烧结固化：将带有涂层的金属管道试件放置在715
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防腐玻璃涂层，其特征在于，包括以下按重量计的组分：硅质氧化物10
‑
15份，黏土24
‑
29份，电解质粉2
‑
7。2.根据权利要求1所述的一种防腐玻璃涂层，其特征在于，所述的硅质氧化物为二氧化硅与硅酸钙、硅酸钠、氧化钙中的一种或两种或三种的组合。3.根据权利要求1所述的一种防腐玻璃涂层，其特征在于，所述的电解质粉为碳酸钠、硅酸钠、硝酸钠中的一种或两种或三种的组合。4.一种防腐玻璃涂层制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）制备涂层粉料：将硅质氧化物，黏土，电解质粉，研磨并过150
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300目筛，然后混合搅拌；2）制备涂层浆料：将10
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20份涂层粉料与20
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40份去离子水混合搅拌得到；3）涂层初步烘干：将涂层浆料喷涂在金属管道内壁上，在140
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150摄氏度烘干，将涂层内水分去除；4）涂层烧结固化：将步骤3）烘干的带有涂层金属管道放置在715<...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊亮，樊祺，孙丛涛，段继周，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：