【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石化管道防腐涂层，具体涉及一种用于石化管道的非氟疏油性聚脲防腐涂层及其制备方法和应用。
技术介绍
1、管道泄漏是石油石化类企业发生土壤地下水污染一大原因，提高管道的防腐性能对于预防石油石化类场地污染至关重要。管道内运输的油类物质由于其低表面张力而极易粘附在管道表面，导致管道堵塞以及腐蚀泄漏的发生。聚脲弹性体是一种由异氰酸根预聚物和氨基化合物反应得到的具有脲键的高分子聚合物。由于聚脲涂层能够通过限制金属或合金基材与腐蚀性物质(如水和离子)间的相互作用，确保金属或合金长期的稳定性和可靠性，因此近年来作为防腐材料广泛应用在各种工业场景。但其并不能排斥低表面张力的油类物质，因此，该种材料无法实现对于石化管道的有效防腐。提升其疏油性能，开发适用于石化管道的高效、相对廉价的疏油性聚脲防腐涂层是一种实现石油石化管道泄漏污染源头控制的有效方法。
2、疏油材料在自清洁、油/水分离、防生物粘附、引导油滴运动、腐蚀防护和油污清除等领域有重要的应用价值。疏油表面往往可以由特殊的粗糙结构而获得，这通常由微/纳米尺寸的粒子组成。然而涂层表面的粗糙结构通常机械稳定性差、不耐刮擦且制作成品高、难以工业化生产。除此之外，这种特殊的粗糙表面结构容易被液体浸润，从而使涂层失去疏油性。另一种疏油表面的构造方法则是在涂层表面引入低表面能组分，使其拥有良好的疏油性能。目前引入最多的低表面能组分为含氟基团，但是含氟材料可能危害环境和人类健康，且低表面能的含氟组分对大部分基底的附着力较差，从而限制了疏油涂层的实际应用。有机硅作为一种低毒性的低表面能材
3、例如，专利申请cn109207039b公开了一种氟改性天冬聚脲涂料及其制备方法。此专利技术结合了天冬聚脲和氟碳涂料的优点，用氟改性的含氟聚天门冬氨酸酯树脂制备的涂料能显著降低表面水接触角，减少水对漆膜的润湿和侵蚀。但是此方法采用的氟原料危害环境并且含氟材料与大部分基底的附着力较差。
4、专利申请cn108219146a公开了一种有机硅改性聚脲(聚氨酯)弹性体及其制备方法。采用胺基封端的聚醚-聚硅氧烷-聚醚嵌段共聚物作为软链段制备高力学性能的聚脲。此方法通过共聚的方法将聚硅氧烷引入到聚脲分子链中提升了其力学性能。然而此方法并未使有机硅引入到涂层的表面，因此未能显著提升其表面疏油性能。
5、专利申请cn107298930b公开了一种有机硅-聚脲自分层涂料的制备与使用方法，此方法包括有机硅改性聚氨酯固化剂组分制备和含硅树脂组分制备两个部分。然而此专利技术中有机硅与基体分层机理并不明确，仅靠固化过程中聚合物分子链中有机硅链段的自旋转而使涂层表面获得的疏油性并不显著。
6、文献《环氧硅油改性聚天冬氨酸酯聚脲的合成及性能研究》合成了有机硅改性聚天冬氨酸酯(pae-s)。但是此文献在聚脲链段共聚有机硅是为了增强其力学性能，并未将有机硅引到涂层表面，因此该涂层疏油性不佳。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的石化管道容易油粘附、易被腐蚀以及油污难以清除的问题，提供一种用于石化管道的非氟疏油性聚脲防腐涂层及其制备方法和应用。
2、本专利技术的专利技术人发现，现有的有机硅改性聚脲主要是为了提高聚脲涂层的力学性能，而并未将有机硅引到涂层表面，因此忽视了聚脲涂层的疏油性能。为此，本专利技术的专利技术人创造性地将聚二甲基硅氧烷(pdms)部分自迁移到涂层表面，意外发现这样不仅可以提升聚脲涂层的疏油性，而且使得表面的pdms疏油链段保持高稳定性，从而完成了本专利技术。
3、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于石化管道的非氟疏油性聚脲防腐涂层的制备方法，该方法包括：将a组分和b组分喷涂于基板上形成聚脲涂层，接着在所述聚脲涂层上连续喷涂弱极性溶剂，然后使所述弱极性溶剂挥发，其中，所述a组分为聚脲预聚体，所述b组分含有聚醚多胺、聚二甲基硅氧烷、扩链剂和助剂。
4、优选地，所述a组分与所述b组分的用量的体积比为1：1-1.8，更优选为1：1.1-1.5。
5、优选地，所形成的聚脲涂层的厚度为1-4mm，更优选为1.8-2.5mm。
6、优选地，所述弱极性溶剂为丙酮、正己烷和甲苯中的一种或至少两种以上的任意组合。
7、优选地，所述弱极性溶剂的喷涂量为0.4-1g/cm2，连续喷涂弱极性溶剂的时间为0.5-3h。
8、优选地，所述方法还包括：待所述弱极性溶剂挥发后，在200-250℃、相对湿度30-60％条件下养护3-15天。
9、优选地，所述方法还包括按照以下工序制备所述a组分：将多异氰酸酯和聚醚多元醇进行预聚反应。
10、优选地，所述预聚反应的温度为70-90℃，时间为1-5h。
11、优选地，以所述多异氰酸酯和所述聚醚多元醇的总用量为100重量份，所述聚醚多元醇的用量为30-60重量份，所述多异氰酸酯的用量为40-70重量份。
12、优选地，所述多异氰酸酯为芳香族二异氰酸酯，更优选为4,4-二苯甲烷二异氰酸酯(mdi)、甲苯二异氰酸酯(tdi)和1,5-萘二异氰酸酯(ndi)中的一种或两种以上的任意组合。
13、优选地，所述聚醚多元醇为聚丙二醇、聚乙二醇和聚丙三醇中的一种或两种以上的任意组合。
14、优选地，在所述b组分中，相对于100重量份的所述聚醚多胺，所述扩链剂的含量为50-90重量份，所述聚二甲基硅氧烷的含量为20-110重量份，所述助剂的含量为10-50重量份。
15、优选地，所述聚醚多胺为聚氧乙烯二胺、聚氧丙烯二胺和聚四甲撑醚二胺中的一种或两种以上的任意组合。
16、优选地，所述扩链剂为胺类扩链剂，优选为3,5-二乙基甲苯二胺、4,4-双仲丁氨基二苯基甲烷、聚(1,4-丁二醇)双(4-氨基苯甲酸酯)和3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二环己烷甲烷中的一种或两种以上的任意组合。
17、优选地，所述助剂含有消泡剂、流平剂、偶联剂、分散剂和抗氧化剂。
18、本专利技术还提供了由上述方法制备的用于石化管道的非氟疏油性聚脲防腐涂层。
19、本专利技术还提供了一种石化管道，该石化管道包括管道基体和形成于管道基体表面的涂层，其中，所述涂层为按照上述方法制备的非氟疏油性聚脲防腐涂层。
20、在本专利技术中，利用溶剂挥发过程向上的力可使柔性pdms分子链向表面迁移，从而显著提升表面疏油性能。
21、按照本专利技术所述的方法制备的非氟疏油性聚脲防腐涂层，具有很强的疏油性及基材附着性、疏油表面耐刮擦、机械稳定性和化学稳定性强，且不含氟，无毒无害对环境友好。
22、而且，所述非氟疏油性聚脲防腐涂层采用一次喷涂成型法即可制备，施工简单，可为石化企业解决管道防腐防渗等问题。因此，在自清洁、腐蚀防护、油污清除等领域均具有广阔的应用前景。...
【技术保护点】
1.一种用于石化管道的非氟疏油性聚脲防腐涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括：将A组分和B组分喷涂于基板上形成聚脲涂层，接着在所述聚脲涂层上连续喷涂弱极性溶剂，然后使所述弱极性溶剂挥发，其中，所述A组分为聚脲预聚体，所述B组分含有聚醚多胺、聚二甲基硅氧烷、扩链剂和助剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述A组分与所述B组分的用量的体积比为1：1-1.8，优选为1：1.1-1.5。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所形成的聚脲涂层的厚度为1-4mm，优选为1.8-2.5mm。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述弱极性溶剂为丙酮、正己烷和甲苯中的一种或至少两种以上的任意组合。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述弱极性溶剂的喷涂量为0.4-1g/cm2，连续喷涂弱极性溶剂的时间为0.5-3h。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：待所述弱极性溶剂挥发后，在200-250℃、相对湿度30-60％条件下养护3-15天。
...【技术特征摘要】
1.一种用于石化管道的非氟疏油性聚脲防腐涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括：将a组分和b组分喷涂于基板上形成聚脲涂层，接着在所述聚脲涂层上连续喷涂弱极性溶剂，然后使所述弱极性溶剂挥发，其中，所述a组分为聚脲预聚体，所述b组分含有聚醚多胺、聚二甲基硅氧烷、扩链剂和助剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述a组分与所述b组分的用量的体积比为1：1-1.8，优选为1：1.1-1.5。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所形成的聚脲涂层的厚度为1-4mm，优选为1.8-2.5mm。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述弱极性溶剂为丙酮、正己烷和甲苯中的一种或至少两种以上的任意组合。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述弱极性溶剂的喷涂量为0.4-1g/cm2，连续喷涂弱极性溶剂的时间为0.5-3h。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：待所述弱极性溶剂挥发后，在200-250℃、相对湿度30-60％条件下养护3-15天。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括按照以下工序制备所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玮，宋项宁，王昕喆，张树才，谢谚，杨帅，盛学佳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。