聚苯胺/TiO2-环氧涂层的制备与耐蚀性研究

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目前,一方面,在酸性油气田开采过程中,产生的腐蚀性气体(H2S)及地层水中的CI"对所涉及的X70钢造成了腐蚀;另一方面,作为管道防腐用的环氧涂料,由于耐酸性气体腐蚀能力差,需要进行改性。因此,针对水溶液中S2-与CI-对X70钢的腐蚀问题,研究改性环氧基有机涂料及其涂层的防护作用,就具有理论和现实意义。采用原位化学氧化合成法制备了聚苯胺/Ti02纳米粒子,用FTIR、SEM、XRD及TG测试手段分别对其进行了表征。结果表明:当Ti02/苯胺质量比为0.05时,合成的聚苯胺/TiO2粒子产率可达76.8wt%;聚苯胺/Ti02粒子具有典型的聚苯胺红外吸收峰;聚苯胺/Ti02粒子尺寸为纳米级另(60nm-95nm),呈球形状,分散性较好;合成的聚苯胺结晶度不高,存在有较宽的衍射峰,且受TiO2影响;温度达到410℃时,聚苯胺/TiO2纳米粒子发生分解。通过设计正交试验,采用共混方法制备了聚苯胺/Ti02-环氧涂层,筛选出较优的涂料配方如下:聚苯胺0.288wt%、TiO20.288wt%、环氧树脂28.818wt%、钛白粉1.441wt%、三聚磷酸铝8.646wt%、磷酸锌8.646wt%、滑石粉8.646wt%、硫酸钡14.409wt%及聚酰胺28.818wt%。所得涂层附着力为1级,冲击强度正反面均能达到50kg·cm,柔韧性优异,铅笔硬度达到6H,耐化学试剂实验中涂层低频阻抗模值为5.112。利用常态浸泡腐蚀实验及高温高压腐蚀试验分别研究了涂层耐S2-、Cl-及地层水腐蚀的能力,并结合XRD手段探讨了涂层耐蚀机理。研究得出:当S2-浓度为3wt%、温度80℃、时间120h时,涂层的自腐蚀电流密度icorr最小值为4.235×10-8A/cm2,即涂层耐S2-腐蚀效果较好;当Cl-浓度为3.5wt%、温度65℃、时间72h时,涂层的自腐蚀电流密度icorr最小值为2.352×10-8A/cm2,即涂层具有较好的耐C1腐蚀能力;涂层在3MPa、120℃地层水中浸泡96h时的自腐蚀电流密度icorr最小值为4.923×10-8A/cm2,即涂层具有较好的耐高温高压地层水腐蚀能力;涂层的耐腐蚀机理表现为屏蔽作用和钝化作用。
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