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《西南石油大学》 2012年
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纳米改性环氧防腐涂料的制备与性能评价

高伟  
【摘要】:近年来,随着油气开采面临的环境越来越恶劣,腐蚀给油井管带来的失效问题越来越严重,是造成管道事故的主要原因。因此加强对油井管的腐蚀与防护研究显得尤为重要。涂层防护法是防止金属腐蚀最有效、应用最广泛的方法,而环氧树脂是目前应用最广泛的防腐涂料,但由于环氧涂料自身性脆、易老化等缺点,通常需要对其改性,目前研究较多的是通过纳米改性的方法来提高环氧树脂的防腐性能。 本文选用纳米二氧化硅和纳米氧化铝作为涂料的填料,选用硅烷偶联剂KH560作为纳米粒子的改性剂,采用化学改性和超声波分散与机械搅拌相结合的方式将纳米粒子分散到环氧树脂中,并通过正交试验的方法确定了各组分在涂料中的比例,制备出一种纳米改性环氧树脂防腐涂料。采用附着力、硬度、抗冲击强度测试等方法对涂层的常规性能进行了表征;用红外光谱仪对改性前后的纳米粒子及环氧树脂进行了表征,用SEM考察了纳米粒子在环氧涂料中的分散情况,并对纳米改性环氧树脂的机理进行了初步的探讨;电化学实验研究了改性涂层的耐蚀性能,慢应力拉伸实验评价了改性涂层抗硫化物渗透的能力,摩擦磨损实验评价了改性涂层的耐磨性能,溶剂浸泡实验评价了改性涂层对酸、碱、盐的抵抗性能并对纳米改性环氧防腐涂料的防腐蚀机理进行了简单探讨。 实验结果表明,纳米二氧化硅/氧化铝改性环氧树脂防腐涂料的优化配方为:E44环氧树脂100g、纳米二氧化硅3g、纳米氧化铝3g、KH560偶联剂5g、消泡剂2g、分散剂4g、固化剂15g时,涂料的各项性能最优。优选配方制备的防腐涂层性能测试结果为:附着力1级、摆杆阻尼硬度为1.0429、抗冲击强度为38kg·cm;红外光谱结果表明,改性后的纳米粒子含有硅烷偶联剂特征基团;SEM测试表明纳米粒子在环氧树脂中分散均匀:电化学实验结果表明,在模拟油田水中浸泡240h后,涂层的交流阻抗谱仍呈单一的容抗弧,只出现一个时间常数,涂层的电阻维持在108Q以上,表现出良好的耐蚀性能:慢应变速率拉伸实验结果表明,涂层对硫化氢的渗透有一定的抵抗力,但效果不是特别理想;摩擦磨损实验结果表明,纳米改性后的涂层耐磨性能较之纯环氧涂层提高了20%。
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TQ637

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张伟;干湿交替环境中有机涂层失效过程的研究[D];中国海洋大学;2010年
【参考文献】
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1 张伟;干湿交替环境中有机涂层失效过程的研究[D];中国海洋大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
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