基于改性硅酸铝纤维增强的油田储罐保温涂料的制备与性能研究

保温涂料能够代替传统保温材料应用于油田储罐,降低了施工难度,提高油田的经济效益,但涂料涂刷后易开裂、寿命短的问题一直无法解决。基于此,本研究以表面改性的硅酸铝纤维(AF)作为增强材料制备应用于油田储罐的保温涂料,通过扫描电镜、热常数分析仪等表征了AF的改性方法(碱刻蚀改性、KH550接枝改性、协同改性)及掺杂量对保温涂层抗开裂能力、导热系数、力学性能、耐水性、耐碱性的影响。结果表明:经3种改性方法处理的AF均有效提高了涂层的抗开裂能力,其中协同改性的效果最为显著;AF的改性对涂层的导热系数影响不大;AF改性后提高了涂层的拉伸强度,耐水性、耐碱性,相比于未改性的纤维,改性后的AF最高可使涂层的拉伸强度提高47.4%,且涂层在水和碱溶液中分别浸泡192 h、168 h后无裂纹、无起泡。

发泡处理对EVA树脂作为油田防蜡剂释放性能的影响

对乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)防蜡剂进行了化学发泡处理,研究了发泡剂和成核剂对EVA防蜡剂泡孔结构的影响以及泡孔结构与释放性能的关系。结果表明,当发泡剂偶氮二甲酰胺(AC)的用量在0.1~1.2 phr之间,随着AC用量的增多,泡孔平均直径和密度逐渐增大,泡孔平均直径与释放速率之间存在一定的指数关系。当AC的用量增加至1.5 phr,泡孔平均直径进一步增大,泡孔密度减小,释放速率减慢;经成核剂纳米碳酸钙(Nano-CaCO_(3))处理得到的防蜡剂样品的泡孔形态保留完整,主要以开孔结构为主,在油相中的释放速率最快;当AC的用量恒为1.2 phr,随着Nano-CaCO_(3)用量的增多,泡孔的密度逐渐增大,样品中的泡孔几乎均为开孔结构,释放速率逐渐加快,而当Nano-CaCO_(3)的用量继续增加至7 phr,泡孔出现塌陷,释放速率减慢。

基于多尺度孔结构的保温隔热涂层的导热系数与导热模型

以水性丙烯酸酯乳液为成膜物质,以二氧化硅气凝胶(SA)与空心玻璃微珠(HGB)为隔热填料,同时引入纳米孔和微米孔,制备了具有多尺度孔结构的保温隔热涂料。通过热常数分析仪测量不同SA、HGB体积比的涂层的导热系数。结果表明:涂层的导热系数与SA、HGB的体积比密切相关。涂层的导热系数随填料体积分数的增加而减小,当填料体积分数为70%,SA与HGM体积比为8∶2时,涂层导热系数最低为0.053 W(/m·K)。使用并联模型、串联模型、Maxwell模型、H-C模型对SA/HGM保温隔热涂层的导热实验数据进行拟合,发现当填料体积分数为30%时,涂层导热系数可以用Maxwell模型进行预测;当填料体积分数为50%和70%时,需要考虑涂层中开放孔隙的影响,涂层导热系数可以用基于Maxwell模型的修正模型进行预测。

硅橡胶表面老化、改性与修复的研究

主要探讨了硅橡胶表面产生电晕老化的原因和电晕老化的评估方法,并介绍了氢氧化铝(ATH)等无机填料对硅橡胶表面抗电晕老化改性的影响,归纳了硅橡胶表面紫外老化发生的机理以及相应的紫外老化评估手段。另外,讨论了二氧化钛、二氧化铈等光屏蔽剂以及紫外线吸收剂对硅橡胶表面耐紫外辐照老化性能的作用,总结了硅橡胶表面出现热老化的原因、相应的热老化评估方法以及当前国内外改善硅橡胶表面耐热老化性能常用的方法。论述了硅橡胶老化表面修复的最新研究进展。最后,提出了目前国内外学者在硅橡胶表面老化研究方面存在的一些问题,并对未来的发展方向进行了展望。