钛纳米高分子合金涂料
2012技术交流会演示稿
性能对比试验
表3 几种当前用于油井管道防腐蚀涂料的性能比较试验
检测结果综合比较
• 为了获得油田方面的准入认可，我们委托中国石油塔里木油田将涂层 管材与涂料样品分别送往国家工业专用管材质量监督检测中心和中石 油防腐保温涂料产品质量监督检验中心进行涂层评价和涂料质量检验， 检验结果各项指标全部合格。
表1 采油用小口径管道地下深层工作环境及腐蚀因素* 环境因素 内 容
0~7000 m 80~200 ℃ ＞10 MPa CaCl2,MgCl2等 Cl -、SO42-、 HCO3-、F-
备 注
深度＞2000 m 每深100 m +1℃ 高压蒸汽＞3 MPa 地质构造差异 酸性腐蚀介质
使用寿命在 9~18 个月，腐 蚀问题成为油田正常采油 和降低生产成本的技术关 键。
2.涂层在化学介质中浸泡试验
4.钛纳米高分子合金涂层在油井管上试验
国家检验机构出具的检测照片
钛 纳 米 高 分 子 合 金 涂 层
1.高温高压试验后试样 4.拉伸试验后试样
2.耐阴极剥离试验后试样 5.展平试验后试样
3.扭转弯曲试验后试样
国家检验机构出具的检测照片
纳 米 有 机 钛 防 腐 涂 层
采用传统材料涂层保护，无
埋管地层深度 埋管地层温度 油管承受压力 地下水水型 地下水 溶解离子 石油中所含元素 地下水的矿化度 细菌
法解决油气田深井油管严 重腐蚀问题。
本研究采用自制的钛纳米
高分子合金涂料，在油气 田井管腐蚀与防护试验中 获得成功的应用，起到了 延长油气田采输管道的使 用寿命、 降低生产成本、 提高经济效益的目的。
表4 涂料检测结果与相关技术标准对照比较
我们将检测数据与 行业标准进行对比，
有机钛特种防腐蚀涂料的研究
Ｚｈ ｎ ｉ ａ ｇ Ｃｈ
（ｉ ａ ｏ ｔ ｇｇｏ ｐＣｏＬｔ． ｕ ｈ ｎ５ ８ ， ｉａ ＪｎＧｕ ｎｃ ａｉ ｒ ｕ ． ｄ ， ｓ ａ ２ ０１ Ｃｈｎ ） ｎ Ｆ １
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分散砂磨机（ 市售） 。 １１ ￣－－ ．２ － ｔ ． ｌ 原料 （） １基体原料 金属钛粉 ， 规格 ： ０ ＞ ０目， ４ 纯度： ｉ９ ． 广 Ｔ＿ ９５ ＞ ％（
州有色金属研究院提供 ） ４ ；Ｅ ４环氧树脂 （ 市售） Ａ１ ） 散液 ；（ ２ 汾 Ｏ２
（ 制） ＪＹ１１ 自 ； Ｌ － 增韧剂（ ２ 锦西化工研究 院提供） Ｐ Ｔ催 化剂（ ；Ｂ 自 制） Ｆ５０ ＷＸ３ ｌ 、Ｓ 一 、 一１、ＷＸ４ｌ ７ 一１ 助剂（ｉｏ 特种化学 品公 司提 Ｓｆｎ ｌ
效益。这就是本课题研究 的宗 旨。 本文 旨在通过纳米材料的改性技术 ，探索 以金属钛与有机
高分子化学接枝的方法制备纳米杂化高分子有机钛齐聚物，并
以此作为基体树脂开发系列特种涂料产 品，为工业 防腐蚀领 域 开辟一条新途径 。
树脂（ 市售） Ｂ Ｋ助剂 ； 一 １ ； Ｙ Ｚ４ 偶联剂、 １８ 、 １８ 、 ８１ ０ Ｌ ０Ｆ Ｌ０Ｆ Ｌ ８Ｂ
维普资讯
２０ ０ ６年 第 ５期 第３ ３卷 总第 １
． ５． ２
高分子双层纳米镀晶
高分子双层纳米镀晶高分子双层纳米镀晶，这名字听起来就有点高大上对吧？不过别担心，今天咱们就来聊聊这玩意儿，轻松点儿，咱们一起走进这个有点神秘的世界。
啥是高分子双层纳米镀晶？简单说就是一种涂层技术，让材料的表面变得超级耐磨、抗划伤，还能防水！就像给你的手机加个“铠甲”，随便摔也不怕，简直就是科技界的小白兔，乖乖的。
想象一下，你刚买的新手机，哇塞，光滑得像镜子，随便一摸就忍不住想把它放到脸上炫耀。
可没多久，掉在地上，屏幕上划出一道可怕的伤痕，心都碎了。
可是，如果你的手机上有这高分子双层镀晶，那就完全不怕了。
它不仅耐磨，还能抵挡水滴，就像给手机披上了防弹衣。
你随便往上泼水，完全没事！真是让人心里美滋滋的。
咱们说到这涂层，很多人会问，它到底是怎么做的呢？制造过程有点像给材料做“美容”。
选一个基础材料，比如塑料、金属啥的。
然后，涂上一层高分子材料，就像在脸上抹面霜。
紧再涂上一层纳米涂层，这个纳米涂层可牛了，里面有许多微小的颗粒，可以反射光线，让表面看起来亮闪闪的，简直如同新的一样。
经过一系列的处理，材料就变得强韧无比，闪闪发亮，仿佛化身为超级英雄，保护你的小宝贝。
有没有想过它的应用呢？太多了，简直数不过来。
比如在汽车领域，车子表面涂上高分子双层镀晶，既能让车子保持光泽，又能抵挡小石子撞击的伤害。
你想想，那一层镀晶就像给车子穿上了一个帅气的外套，开出去回头率蹭蹭上涨。
还有航天、军工这些领域，甚至飞机的外壳上也用得上这玩意儿，真是厉害到不行。
除了专业领域，咱们的日常生活中也有很多地方可以用到这项技术。
比如家里的厨房用具，涂上镀晶后，不但能抵抗油污的侵袭，清洁起来也是轻松得很。
就像有了个好帮手，省时省力，洗碗都能变得愉快多了。
而且这种涂层还有抗菌的效果，妈妈再也不用担心我洗碗不干净了！可别以为高分子双层镀晶就只是有好处，可能还有些小问题需要注意。
比如，虽然它耐磨抗划，但不代表它就可以无敌，还是得小心对待，别搞得太过火。
纳米二氧化钛简介
纳米二氧化钛一、简介纳米二氧化钛是金红石型白色疏松粉末，屏蔽紫外线作用强，有良好的分散性和耐候性。
可用于化妆品、功能纤维、塑料、涂料、油漆等领域，作为紫外线屏蔽剂，防止紫外线的侵害。
也可用于高档汽车面漆，具有随角异色效应。
纳米级二氧化钛，亦称钛白粉。
物理性质为细小微粒，直径在100纳米以下，产品外观为白色疏松粉末。
具有抗线、抗菌、自洁净、抗老化性能，可用于化妆品、功能纤维、塑料、油墨、涂料、油漆、精细陶瓷等领域。
纳米二氧化钛主要有两种结晶形态：锐钛型（Anatase）和金红石型（Rutile）。
金红石型二氧化钛比锐钛型二氧化钛稳定而致密，有较高的硬度、密度、介电常数及折射率，其遮盖力和着色力也较高。
而锐钛型二氧化钛在可见光短波部分的反射率比金红石型二氧化钛高，带蓝色色调，并且对紫外线的吸收能力比金红石型低，光催化活性比金红石型高。
在一定条件下，锐钛型二氧化钛可转化为金红石型二氧化钛。
二、分类1.按照晶型可分为:金红石型纳米钛白粉和锐钛型纳米钛白粉。
2.按照其表面特性可分为：亲水性纳米钛白粉和亲油性纳米钛白粉。
3.按照外观来分：有粉体和液体之分，粉体一般都是白色，液体有白色和半透明状。
三、功能纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质，在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。
纳米TiO2还具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性，且完全可以与食品接触，所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业中、锂电池中。
1.、杀菌功能在光线中紫外线的作用下长久杀菌。
实验证明，以0.1mg/cm3浓度的锐钛型纳米TiO2可彻底地杀死恶性海拉细胞，而且随着超氧化物歧化酶（SOD）添加量的增多，TiO2光催化杀死癌细胞的效率也提高。
对枯草杆菌黑色变种芽孢、绿脓杆菌、大肠杆菌、金色葡萄球菌、沙门氏菌、牙枝菌和曲霉的杀灭率均达到98%以上；用TiO2光催化氧化深度处理自来水，可大大减少水中的细菌数，饮用后无致突变作用，达到安全饮用水的标准；在涂料中添加纳米TiO2可以制造出杀菌、防污、除臭、自洁的抗菌防污涂料，应用于医院病房、手术室及家庭卫生间等细菌密集、易繁殖的场所，可净化空气、防止感染、除臭除味。
钛纳米高分子合金材料开发及在油田防腐领域应用研究
80℃浸泡 90d 无明显变化
80℃浸泡 90d 无明显变化
80℃浸泡 90d 无明显变化
3 结果与讨论
3.1 施工性能的研究 3.1.1 涂装方法
高压无气喷涂：多道涂装 2~3 道,采用“湿碰 湿”原厂漆粘度(涂-4#杯, 80~100s)喷涂，涂装间隔 10~15min，25~30℃环境下闪干，湿膜厚度不小于 20ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ~250μm, 一 次 烘 干(220~250 ℃ /30~15min)成 膜，干膜厚度可达150~200μm。本法适合于梯式温 度隧道烘烤流水线作业。
钛纳米高分子合金涂层：试板制备时，采用“湿 碰湿”喷涂法,先喷涂两道底漆,在 120℃条件下闪 干 15min,再喷涂两道面漆,烤干温度 220℃固化 20min；试板检测要求干膜厚度达到≥100µm，按 标准进行理化性能项目检测。
-2-
试棒制备时，将涂料用专用稀释剂调整至 35~40s(涂-4 杯)，用试棒浸涂一道，吊挂在恒温烤 箱，升温至120~150℃烤干；再浸涂一道烤干后直 接升温至 280℃固化 15min；测试干涂层厚度应 ≥100µm，按标准进行理化性能检测。 2.5 试验条件
将 3,5-二(三氟甲基)苯代对苯醌放入三颈瓶中, 加入定量锌粉和去离子水，搅拌，升温至 90℃， 缓慢滴加盐酸，反应约 6h，将混合液过滤后，将 滤液倒入2000mL 去离子水中。将生成的白色粘稠 状液体用冷去离子水反复洗涤，再置于真空低温烘 干箱中干燥，得到固体单体。用甲苯重结晶 2 次， 充分干燥后制得 3,5-(三氟甲基)苯代对苯二酚白 色结晶。 2.1.3 含氟聚芳醚酮的制备
纳米有机钛涂料特种防腐涂料是以纳米有机 钛齐聚物为基料、辅助环氧树脂和有机胺类固化剂 的常温固化成膜体系。设计配方分为底、中、面漆 配套。
纳米材料在涂料中的应用
纳米材料在涂料中的应用纳米材料是近年来进展起来的一种新型高性能材料，熟悉这种材料的性能和拓展其应用领域，是很多材料工作者特别感爱好的课题。
着重介绍了近年来国内外有关纳米材料在涂料中的应用和争论开发状况，并对其进展方向提出了一些建议。
纳米材料的晶粒尺寸、晶界尺寸、缺陷尺寸均在IoOnm以下，随着晶格数量大幅度增加，材料的强度、韧性和超塑性都大为提高，对材料的电学、磁学、光学等性能产生重要的影响。
纳米材料有四个基本的效应，即小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应，因而消失常规材料所没有的一些特殊性能，如高强度和高韧性、高热膨胀系数、高比热和低熔点、奇怪的磁性和极强的吸波性等，从而使纳米材料已获得和正在获得广泛的应用，如以纳米二氧化铁改性做成的陶瓷，其硬度和强度是一般陶瓷的3-4倍;；用纳米材料制造电子器件，可使电子产品的体积大大缩小，电子元件信息存储量大为增加;以纳米材料做成的磁性材料在高频场中具有巨磁阻抗效应，已成为铁氧体用于功能变压器、脉冲变压器、高频变压器、扼流圈、互感器磁头、传感器等的有力竞争者。
以无机纳米材料与有机高分子树脂复合，通过精细掌握无机纳米粒子匀称分散在高聚物基体中以制备性能更加优异的新型涂料是近几年的事，国内外有关这方面的报道正在不断增加。
1国外争论概况国外将无机纳米材料用于涂料中的一个最胜利例子莫过于军事隐身涂料，用纳米级的碳基铁粉、银粉、铁氧体粉末改性的有机涂料到飞机、导弹、军舰等武器上，使该装备具有隐身性能，由于纳米超细粉末具有很大的比表面积，能汲取电磁波，同时纳米粒子尺寸远小于红外及雷达波波长，对波的透过率很大，因此不仅能汲取雷达波，也能汲取可见光和红外线，由它制成的涂层在很宽的频带范围内可以躲避雷达的侦察，同时也有红外隐身作用。
现在，隐身涂料作为隐身技术的关键技术之一，已不仅仅用于飞航导弹等飞行器上,最新的进展是几个主要工业化我国和军事强国已开头将隐身涂料技术应用于海军舰艇、隐身装甲车、隐身水雷、隐身火炮、隐身坦克、隐身车辆、隐身雷达、隐身通讯系统、隐身工程、隐身工事、隐身机器人、隐身作战服和红外隐身照明弹等技术装备上。
钛合金涂料工艺流程
钛合金涂料工艺流程钛合金涂料工艺流程是指在钛合金表面涂覆一层特殊的涂料，以增加其耐腐蚀性、耐磨性和美观性。
下面是一个典型的钛合金涂料工艺流程。
第一步：清洗首先，在进行涂料工艺之前，需要对钛合金表面进行清洗。
清洗的目的是去除表面上的污垢和油脂，以确保涂料能够牢固地附着在钛合金表面。
清洗可以通过使用清洗溶剂和机械方法来完成。
第二步：喷涂底漆清洗完毕后，开始进行喷涂底漆。
底漆可以提供一个平滑的表面以增强涂料的附着力，并且能够提高涂料的耐腐蚀性。
底漆通常是通过喷涂的方式施加在钛合金表面上。
第三步：烘干喷涂底漆后，需要进行烘干。
烘干的目的是使底漆能够在表面上干燥和固化。
烘干可以通过使用烘箱或者其他烘干设备来完成。
第四步：喷涂面漆底漆烘干完毕后，开始进行喷涂面漆。
面漆是涂料的最后一层，它可以提供钛合金表面的保护和装饰。
面漆通常也是通过喷涂的方式施加在钛合金表面上。
第五步：烘干和固化喷涂面漆后，需要进行烘干和固化。
烘干的目的是使面漆能够在表面上干燥，而固化则是让面漆能够形成一个坚硬的保护层。
烘干和固化可以通过使用烘箱或者其他烘干设备来完成。
第六步：抛光和打磨烘干和固化完毕后，需要对涂层进行抛光和打磨。
抛光和打磨的目的是使涂层表面更加光滑和平整，增加钛合金涂层的美观性。
第七步：质量检验抛光和打磨完毕后，进行质量检验。
质量检验的目的是确保涂料工艺符合规定的标准和要求。
检验的内容包括检查涂层的厚度、附着力、耐腐蚀性等。
最后，经过以上几个步骤，一个典型的钛合金涂料工艺流程就完成了。
这个工艺流程可以提供钛合金表面的保护和美观，使其在各种工业和军事领域得到广泛应用。
纳米改性丙烯酸树脂防腐涂料的制备及应用
2021 年 04 月第 36 卷 第 04 期CHINA COATINGS April 2021中 国 涂 料Vol.36 No.0453XXXXXX收稿日期：2021-03-05作者简介：李虎（1986–），男（汉族），山东潍坊人。
工程师，主要研究方向为高性能水性树脂的开发与应用。
纳米改性丙烯酸树脂防腐涂料的李 虎，范 晔，李玉花，刘亚枝（武汉双虎涂料有限公司，武汉 430080）Preparation of Anticorrosive Coatings with Nano ModifiedAcrylic Resin and ApplicationAbstract: Nano material modified acrylic resin was prepared through high-speed ball milling based on mechanochemical principle withacrylic resin as main resin and nano titanium powder as modifier. Nano titanium modified acrylic resin was characterized through physical static sedimentation, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and transmission electron microscopy (TEM), and the process of nano titanium modified acrylic resin preparation was determined. Nano titanium polymer anticorrosive coatings were prepared with nano titanium modified acrylic resin as main resin, and the anticorrosion mechanism of anticorrosive coatings prepared with metal nano material modified acrylic resin was preliminarily analyzed.Key words:nano titanium, acrylic resin, mechanochemical force, anticorrosive coating摘 要：采用高速球磨法，以机械力化学原理，以丙烯酸树脂为主体树脂、纳米钛粉为改性剂，制备了纳米材料改性的丙烯酸树脂。
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钛纳米高分子合金涂料
钛纳米高分子合金涂料是以新型钛纳米聚合物为基体成膜材料，配以填料和涂料添加剂经特殊工艺加工而成的具有超强的耐腐蚀、抗老化、耐高温、高硬度、抗划伤和不粘性等一系列优异特性的特种涂料。
根据改姓树脂（官能团树脂）的种类不同把新型钛纳米聚合物分为四类：纳米有机钛环氧基体聚合物、纳米有机钛聚脲基体聚合物、纳米有机钛酰亚胺基体聚合物和钛纳米含氟聚芳醚酮基体聚合物。
其中钛纳米聚芳醚酮基体聚合物是专门为攻克油气田井管的腐蚀问题而开发的新型功能高分子合金材料，用其制备的油井管专用钛纳米高分子合金漆的各项性能如下：
ⅰ）耐热性：可长期在200~250℃苛刻环境下服役；
ⅱ）高硬度：常温下漆膜硬度6~9H，高温下仍可保持4H；
ⅲ）耐磨性：漆膜的高硬度提高了其抗划伤和乃冲刷性；
ⅳ）耐腐蚀：涂层具有优异的耐油品和吐酸的强腐蚀性能；
ⅴ）抗高压：涂层成功通过48小时高温高压蒸汽测试；
ⅵ）不粘性：低表面能特性赋予其不粘性和不结垢性；
该油井管专用钛纳米高分子合金漆制备技术源自北京科技大学，在江苏金陵特种涂料有限公司实现产业化生产，在产业化期间得到了江苏省重大科技成果转化项目专项资金近千万元的资助，该产品技术已获得国家科技部知识产权局的发明专利授权。