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1、鈦納米改性聚合物防腐涂料的研究2011/7/29/8:59來源：中國防腐涂料網(wǎng)????哈爾濱工業(yè)大學(xué)化學(xué)系,哈爾濱150001,哈爾濱樂普實業(yè)發(fā)展中心,哈爾濱150001????劉志剛黃青娜張巨生李玉成胡璇高雪田????摘要:為保護大慶油田三元復(fù)合液中油管,以鈦納米改性聚合物為主要原料,研制了鈦納米改性聚合物重防腐涂料.采用透射電子顯微鏡(TEM)研究了鈦納米改性聚合物平均粒徑.采用正交試驗法,確定最佳原料配比.采用掃描電子顯微鏡(SEM)研究了漆膜腐蝕.采用金相顯微鏡研究了鈦納米改性聚合物在漆膜中的分布.探討了油管
2、的腐蝕機理和鈦納米涂料的防護機理.實驗結(jié)果表明:鈦納米含量為6%時,涂料具有最佳的防腐蝕效果,能很好的保護大慶油田三元復(fù)合液中的油管,并具有優(yōu)異的抗化學(xué)藥品介質(zhì)的腐蝕性能.????關(guān)鍵詞:鈦納米粉;重防腐;三元復(fù)合液;涂料????中圖分類號:TQ630·7文獻標(biāo)識碼:A文章編號:0367-6234(2009)06-0090-04????大慶油田采用三元復(fù)合液驅(qū)油的方法最大限度地提高油田采收率.實踐證明,三元復(fù)合驅(qū)油有明顯的增油效果,但油井管腐蝕及結(jié)垢現(xiàn)象相當(dāng)嚴重.三元復(fù)合體系為強堿性溶液,由氫氧化鈉、聚丙烯酰胺(PA
3、M)水溶液、表面活性劑(ORS)配伍組成,該體系對井下金屬管柱腐蝕機理復(fù)雜,隨井深、井溫增加,活性增強,導(dǎo)致發(fā)生嚴重油管電化學(xué)腐蝕[1~4].鈦是一種耐蝕性非常強的金屬,將鈦納米改性聚合物加入到防腐涂料中能進一步提高涂料的重防腐性能[5~7].采用自制的鈦納米改性聚合物,配伍特定助劑、溶劑,制備了鈦納米改性聚合物重防腐涂料,提高了涂料耐化學(xué)腐蝕性能.應(yīng)用于大慶油田三元復(fù)合液中管道的重防腐環(huán)境,取得了良好的效果.????1實驗????1·1正交試驗確定原料用量????鈦納米改性聚合物涂料主要原料為鈦納米改性聚合物、硅基
4、酚樹脂、分散劑、流平劑、雙親劑、懸浮劑.以樹脂為基準(zhǔn),做L25(65)正交試驗.正交試驗中鈦納米改性聚合物水平(投入量占硅基酚樹脂量)為:2、4、6、8和10%.????通過高能球磨法自制鈦納米改性聚合物TEM照片(如圖1所示)表明:鈦納米改性聚合物的平均粒徑約為80nm以下(標(biāo)尺為50nm).自制的鈦納米分體樣品的TEM照片點擊此處查看全部新聞圖片????1·2制備工藝????將鈦納米改性聚合物、硅基酚樹脂等,裝入砂磨機,高速研磨分散3h,制得鈦納米改性聚合物重防腐涂料.????1·3漆膜性能測試????1·3·1
5、抗三元復(fù)合液腐蝕測試????抗三元復(fù)合液腐蝕測試是模擬井下油管狀態(tài)[8],在溫度45℃、壓力16MPa下將漆膜樣棒浸于三元復(fù)合液中測試抗蝕能力.實驗中將溫度設(shè)為更加苛刻的80℃,這樣腐蝕速率提高8倍,腐蝕效果更明顯.????1·3·2漆膜基本性能測試????按GB/T1720-1989測定附著力;按GB/T1731-1993測定柔韌性;按GB/T1732-1993測定耐沖擊;按GB/T1730-1993測定鉛筆硬度;按GB/T1743-1989測定光澤度;按GB/T1763-1989測定耐化學(xué)試劑.????1·3·3
6、電阻-時間測量試驗????溶液中的水分和電解質(zhì)滲透腐蝕漆膜,使其電阻值下降,此下降過程達到平衡狀態(tài),則漆膜的電阻將基本保持固定的數(shù)值,如底材腐蝕,則漆膜電阻值會迅速降低[9].將漆膜樣棒浸于3·5%NaCl液中,隔10d測試漆膜電阻隨時間變化規(guī)律,對涂膜的變化和膜下腐蝕進行定量跟蹤,測試漆膜的抗腐蝕性能.????2結(jié)果與討論????2·1試驗討論????正交試驗制得25個鈦納米改性聚合物重防腐涂料,觀察各涂料噴涂后的涂膜表觀狀態(tài).涂膜表觀狀態(tài)表明在25個正交實驗中,僅有5個實驗涂膜表觀狀態(tài)效果較佳(光亮、平滑、無縮孔
7、).因此正交結(jié)果僅討論表觀狀態(tài)較佳的5個實驗.對5個實驗重新編號,并對涂膜基本物理性能進行測定,結(jié)果如表1所示.顯然,表1中配方1、配方3、配方4的三組實驗所得的涂膜基本物理性能較優(yōu)異.基本物理性能優(yōu)異比較點擊此處查看全部新聞圖片????2·2抗三元復(fù)合液腐蝕測試????表2為各配方抗三元復(fù)合液腐蝕的結(jié)果試驗結(jié)果點擊此處查看全部新聞圖片????表2表明在80℃下,配方1和配方4的抗三元復(fù)合液的性能一般,漆膜的表面出現(xiàn)了微量氣泡,漆膜被破壞,起不到保護油管的作用.配方3具有最佳的抗三元復(fù)合液腐蝕的性能,能在三元復(fù)合液中
8、長時間的保持漆膜的完好.由此可得鈦納米聚合物的添加量在6%時,鈦納米防腐涂料具有優(yōu)良的防腐性能.????圖2為腐蝕后配方3漆膜SEM測試照片.腐蝕測試后配方3涂層表面平滑完好,未被三元復(fù)合液腐蝕,無表面缺陷.????2·3電阻-時間曲線測量試驗????圖3中配方1,配方3,配方4為在3·5%的NaCl溶液中電阻-時間變化曲線,配方3的漆膜能長時
