一种耐油防腐导静电的聚脲涂料及其制备方法和应用

本发明涉及金属防腐，具体涉及一种耐油防腐导静电的聚脲涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、原油储罐是石油行业必不可少的基础设施，其主要材质为金属。原油中含有无机盐、有机盐、水等成分，这些成分会对原油储罐造成电化学腐蚀，腐蚀严重会引发油品泄露问题。油品泄露不仅会严重污染生态环境，而且还易引发火灾、爆炸事故，对人们的生命安全存在较大的威胁。此外，液体石油在罐内流动、过滤、抽提等过程中会因摩擦而产生静电荷，存在静电起火和爆炸的危害。目前，主要是通过在原油储罐的内壁涂覆水性/溶剂型防腐导静电环氧涂料来进行防护，但现有的水性/溶剂型防腐导静电环氧涂料普遍存在耐油性一般、防腐效果不够持久(防护有效期一般只有3年左右)等问题，且还存在施工工序多(单次涂刷形成的漆膜厚度仅有50μm左右，需要重复进行多次涂刷才能够达到合适的漆膜厚度)的问题，根本无法完全满足实际应用要求。

2、因此，开发一种耐油性能优异、防腐性能优异、导静电效果好、一次涂刷形成的漆膜厚度大的防腐涂料具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐油防腐导静电的聚脲涂料及其制备方法和应用。

2、本发明所采取的技术方案是：

3、一种耐油防腐导静电的聚脲涂料，其包括以下质量份的组分：

4、a组分：

5、聚天门冬氨酸酯树脂：40份～60份；

6、含氟多元胺树脂：3份～10份；

7、防锈颜填料：5份～10份；

8、导电填料：18份～25份；

9、分散剂：0.4份～1份；

10、消泡剂：0.3份～1.2份；

11、流平剂：0.3份～0.8份；

12、流变助剂：0.5份～1.5份；

13、稀释剂：2份～5份；

14、除水剂：3份～7份；

15、b组分：

16、脂肪族异氰酸酯类固化剂：94份～98份；

17、稀释剂：2份～5份。

18、优选地，所述聚天门冬氨酸酯树脂由深圳飞扬骏研新材料股份有限公司的聚天门冬氨酸酯树脂f520和深圳飞扬骏研新材料股份有限公司的聚天门冬氨酸酯树脂f420按照质量比1.5～4.5:1复配而成。

19、优选地，所述含氟多元胺树脂是由包括以下步骤的制备方法制成：

20、a)将多元胺分散在溶剂中，再加入含氟羧酸酯进行反应，得到含氟多元胺中间体；

21、b)将含氟多元胺中间体加入还原剂溶液中进行反应，即得含氟多元胺树脂。

22、进一步优选地，所述含氟多元胺树脂是由包括以下步骤的制备方法制成：

23、a)将多元胺分散在溶剂中，再缓慢添加含氟羧酸酯进行反应，再进行减压蒸馏除去杂质，得到含氟多元胺中间体；

24、b)将含氟多元胺中间体用溶剂溶解，再缓慢添加到还原剂溶液中进行反应，过滤，取滤液进行旋蒸除去杂质，即得含氟多元胺树脂。

25、优选地，步骤a)所述多元胺、含氟羧酸酯的摩尔比为1:2.5～3.0。

26、优选地，步骤a)所述多元胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、n-(2-乙氨基)-1,3-丙二胺、n,n'-二(2-氨乙基)-1,3-丙二胺、n,n'-双(3-氨丙基)乙二胺、n,n'-二(3-氨丙基)-1,3-丙二胺中的至少一种。

27、优选地，步骤a)所述溶剂为甲醇。

28、优选地，步骤a)所述含氟羧酸酯为七氟丁酸甲酯、七氟丁酸乙酯、九氟戊酸甲酯、九氟戊酸乙酯、十一氟己酸甲酯、全氟辛酸乙酯、十七氟壬酸乙酯中的至少一种。

29、优选地，步骤a)所述反应在温度为30℃～90℃的条件下进行。

30、优选地，步骤b)所述溶剂为四氢呋喃。

31、优选地，步骤b)所述含氟多元胺中间体中的酰胺基团、还原剂的摩尔比为1:2～3。

32、优选地，步骤b)所述还原剂为氢化铝锂、四氢呋喃硼烷络合物、硼氢化钠中的至少一种。

33、优选地，步骤b)所述反应在温度为5℃～80℃的条件下进行，反应时间为4h～48h。

34、优选地，所述防锈颜填料为三聚磷酸铝、磷酸锌铝、钼酸盐、磷酸锌中的至少一种。

35、优选地，所述导电填料为导电云母粉。

36、进一步优选地，所述导电填料为上海君江科技有限公司的导电云母粉bc-p、上海君江科技有限公司的导电云母粉bc-c、上海君江科技有限公司的导电云母粉bc-c10、广州市毅杰科技有限公司的导电云母粉中的至少一种。

37、优选地，所述分散剂为聚氨酯高聚物分散剂。聚氨酯高聚物分散剂具有优异的颜料稳定性和低温稳定性。

38、优选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂。有机硅消泡剂不仅具有良好的抑泡能力，而且可以快速消除涂料体系中存在的气泡，特别是对于反应型气泡具有优异的破除能力。

39、优选地，所述流平剂为氟碳改性聚丙烯酸酯。氟碳改性聚丙烯酸酯可以显著降低涂料的表面张力，防止缩孔，有助于增强漆膜的附着力。

40、优选地，所述流变助剂为微粉化聚酰胺改性氢化蓖麻油。微粉化聚酰胺改性氢化蓖麻油可以促使涂料体系建立三维结构，形成的触变性流动性可以防止沉降和提高抗流挂性能，且不影响涂料流平。

41、优选地，所述稀释剂为醚酯类溶剂。

42、进一步优选地，所述稀释剂为乙酸正丁酯、碳酸丙酯、二异戊基甲基磷酸酯、邻苯二甲酸二异壬酯中的至少一种。

43、优选地，所述除水剂为分子筛。

44、优选地，所述脂肪族异氰酸酯类固化剂为六亚甲基二异氰酸酯三聚体、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己基二异氰酸酯中的至少一种。

45、一种如上所述的耐油防腐导静电的聚脲涂料的制备方法包括以下步骤：

46、1)将聚天门冬氨酸酯树脂和含氟多元胺树脂混匀，再加入分散剂、消泡剂和流平剂后混匀，再加入防锈颜填料和导电填料后混匀，再加入流变助剂、稀释剂和除水剂后混匀，得到a组分，并将脂肪族异氰酸酯类固化剂和稀释剂混匀作为b组分；

47、2)将a组分和b组分混匀，即得耐油防腐导静电的聚脲涂料。

48、优选地，一种如上所述的耐油防腐导静电的聚脲涂料的制备方法包括以下步骤：

49、1)将聚天门冬氨酸酯树脂和含氟多元胺树脂加入搅拌机，在搅拌机转速为800rpm～1500rpm的条件下搅拌分散5min～10min，再加入分散剂、消泡剂和流平剂，继续搅拌分散5min～10min，再加入防锈颜填料和导电填料，调节搅拌机的转速至2500rpm～3000rpm后搅拌分散15min～20min，再加入流变助剂、稀释剂和除水剂，调节搅拌机的转速至1200rpm～1700rpm后搅拌分散10min～15min，得到a组分，并将脂肪族异氰酸酯类固化剂和稀释剂混匀作为b组分；

50、2)将a组分和b组分混匀，即得耐油防腐导静电的聚脲涂料。

51、一种如上所述的耐油防腐导静电的聚脲涂料用于金属防腐的应用。

52、本发明的有益效果是：本发明的聚脲涂料一次涂刷便可形成厚度较大的漆膜，施工效率高，漆膜的耐油性能优异、防腐性能优异、导静电效果好、力学性能优异，适合用作原油储罐的内壁防护涂料，且该聚脲涂料的制备方法简单，适合进行大规模工业化生产和应用。

53、具体来说：

54、1)本发明的聚脲涂料中含有含氟多元胺树脂，其可以提高漆膜的交联密度，有利于增强漆膜的耐盐雾性能和耐酸碱性能，进而可以提高漆膜的防腐蚀性能，且含氟多元胺树脂中的氟碳链有利于提高漆膜的耐油性能；

55、2)本发明的聚脲涂料在固化过程中脂肪族异氰酸酯类固化剂会与聚天门冬氨酸酯树脂和含氟多元胺树脂反应生成可形成氢键的脲基，形成分子层面的微观相分离结构，从而赋予了漆膜优异的力学性能；

56、3)本发明的聚脲涂料形成的漆膜具有优异的耐介质性能，例如：耐溶剂性(93#汽油62℃)、耐盐雾、耐盐性(5％的nacl溶液，常温)、耐碱性(5％的naoh溶液，常温)和耐酸性(5％的h2so4溶液，常温)均可达到1500h以上，耐沸水也可达到50h以上，完全符合钢制原油储罐防腐蚀的要求；

57、4)本发明的聚脲涂料中含有导电填料，漆膜的导静电效果好，可以有效避免静电引起的起火和爆炸的问题；

58、5)本发明的聚脲涂料中的含氟多元胺树脂采用两步法制备得到，反应条件简单，产物的收率高；

59、6)本发明的聚脲涂料中的含氟多元胺树脂、聚天门冬氨酸酯树脂和脂肪族异氰酸酯类固化剂的配比适宜，涂料的活化期以及漆膜的硬度可以进行灵活调节，涂料一次施工形成的漆膜的厚度可以达到几十微米到几百微米，一次施工即可获得所需的漆膜厚度，显著提高了施工的效率；

60、7)本发明的聚脲涂料的制备方法简单，适合进行大规模工业化生产和应用。