本发明属于阻垢剂技术领域，具体涉及一种适用于换热器管束内壁的导热阻垢防腐涂料及其制备方法。
背景技术：
国内油田增压站大量使用换热器对原油进行加热，换热器管束内运行循环水，换热器外为原油，循环水要加热保持在一定的温度。运行过程中经常发现管束内腐蚀结垢现象比较严重，每隔半年左右就需要更换一次换热器，严重影响生产，造成很大的经济损失。
专利cn102382524a公开了一种氟碳环氧树脂复合油管内壁防垢防腐涂料，其组分及含量为：树脂58%-62%、钛白粉13%-16%、分散剂byk-1610.05%-0.2%、固化剂六亚甲基二异氰酸酯三聚体9-10%，其中溶剂是由二甲苯和醋酸丁酯按质量比1:1混合而成；树脂由四氟乙烯基树脂gk570和环氧树脂e51按质量比6.5:3.5混合而成。该涂料在油管内壁涂装后可有效防止垢质的附着沉积，从而延长油井作业周期。
专利cn104087155a公开了一种防腐阻垢涂料，涂料由重量配比的硅基酚改性的聚醚砜树脂18-22份，聚四氟乙烯微粉4-6份，鳞片状的二维金属配位聚合物8-12份，混合溶剂68-72份，铝粉悬浮剂0.08-0.12份，消泡剂0.03-0.06份组成。该涂料表面具有陶瓷性能，硬度高、防腐蚀、耐冲刷、抗划伤性能强，解决了涂层在三元聚驱复合液的苛刻环境条件下的特种腐蚀问题，提高了与树脂的结合能力，在涂膜中分散分布均匀。
专利cn105017934a公开了一种仿生微纳米结构防腐阻垢涂料。该涂料中a组分：有机硅树脂7.5-8.5%，环氧树脂14-16%，丙烯酸树脂13-15%，四氟树脂13-15%，氯醚树脂9-11%，聚乙烯醇缩丁醛3.5-4.5%，聚丙二醇二缩水甘油醚7.5-8.5%，醋酸丁酸纤维素液9.5-10.5%，金红石钛白粉7-8%，碳化硅3.5-4.5%，玻璃鳞片5.5-6.5%，消泡剂0.4-0.6%，促进剂0.05-0.1%；所述b组分：羟基氟树脂4-6%，微米二氧化硅2-5%，纳米二氧化硅8-10%，硅烷偶联剂0.5-1.1%，杀菌剂1-2%，稀释剂80-85%。该仿生微纳米结垢防腐阻垢涂料，能够适应三元复合驱介质工艺条件，起到缓解三元复合驱注采系统管道腐蚀结垢现象的作用。
专利cn106010099b公开了一种防垢防腐油田管材、所使用的涂料及涂料的制备方法。该涂料包括按重量份计包括以下原料组分：热固性环氧树脂100份，增塑剂10～40份，陶瓷粉20～40份，玻璃纤维0.1～0.4份，线性氨基聚醚聚硅氧烷嵌段共聚物0.2～0.6份，2,5-二特丁基对苯二酚0.1～0.5份，溶剂为40～80份。由该涂料制得的涂层不会出现针孔，并且具有很好的防垢防腐效果、优异的耐磨性、很高的耐高温性和较高的冲击强度。
专利cn107418371a公开一种适用于含水原油加热的氟碳改性导热重防腐涂料的制备方法，但是，所述防腐涂料虽然具有较好的导热和防腐性能，但是其不具备阻垢性。
目前市场上的防垢防腐涂料，在换热器管束内壁上使用时，由于漆膜具有一定的厚度，会降低管束的导热性能，而且，结构现象严重，使换热效率降低，增大能耗，严重影响生产。所以，对于换热器管束内壁使用的涂料，同时具有良好的导热性能和阻垢性能意义重大。
技术实现要素：
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种适用于换热器管束内壁的导热阻垢防腐涂料及其制备方法，所述阻垢防腐涂料不仅导热防腐效果好，而且阻垢性能好。
一种适用于换热器管束内壁的导热阻垢防腐涂料，由重量比为（0.01-0.08）:1.5:1的氧化石墨烯溶液、组分a和组分b组成，
所述氧化石墨烯溶液由如下重量份的原料组成：氧化石墨烯1份、助溶剂500-1000份，其中，所述助溶剂为正丁醇或者二甲苯中的至少一种；
所述组分a由如下重量份的原料组成：环氧树脂60份、正丁醇15-21份、二甲苯38-42份、硫酸钡7-13份、石墨粉17-23份、流平剂0.5-1.1份、消泡剂0.1-0.6份；
所述组分b由如下重量份的原料组成：分子量为300-500的低分子聚酰胺树脂63-69份、环氧固化剂96-146份、正丁醇908-968份、氟碳咪唑啉季铵盐0.5-1.5份。
优选地，所述氟碳咪唑啉季铵盐是通过以下方法制备得到的：将全氟羧酸和多胺类混合，然后加入二甲苯和催化剂，在110-160℃下回流反应6-9h，然后真空蒸馏将剩余二甲苯和生成的水去除；再加入氯化苄，在100℃-120℃反应6-10h，得到所述氟碳咪唑啉季铵盐；其中，所述全氟羧酸、多胺类、二甲苯、催化剂、氯化苄的摩尔比为1:（1-2）:(1-2):(0.001-0.005):（1-1.5）。
优选地，所述全氟羧酸为全氟庚酸、全氟辛酸或者全氟壬酸。
优选地，所述多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺或者四乙烯五胺。
优选地，所述催化剂为负载量为40-60%的负载型磷钨酸催化剂。
优选地，所述负载型磷钨酸催化剂的载体为氧化铝。
所述导热阻垢防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将氧化石墨烯和助溶剂混合，超声分散30-60min，得到氧化石墨烯溶液；
（2）将组分a中的原料与氧化石墨烯溶液混合，研磨至浆料的细度小于25μm，然后过120目筛的滤布；
（3）将组分b中的原料混合；
（4）用稀料调节步骤（2）的产物，至用涂4粘度计所测其粘度为60-70s，然后与步骤（3）的产物混合，搅拌，然后室温熟化15-20min，即得到所述导热阻垢防腐涂料。
优选地，所述稀料为正丁醇。
本发明中所述消泡剂、流平剂、环氧树脂固化剂均为现有技术。所有种类的消泡剂、流平剂、环氧树脂固化剂均可实现本发明。
本发明的优点：
本发明提供的导热阻垢防腐涂料，不仅导热和防腐性能好，而且阻垢性能优异，在60℃下使用14天，换热管内壁的垢重量仅增加1.0g/m2左右。
具体实施方式
实施例1
1.一种适用于换热器管束内壁的导热阻垢防腐涂料，由重量比为0.01:1.5:1的氧化石墨烯溶液、组分a和组分b组成，其中，
所述氧化石墨烯溶液由如下重量份的原料组成：氧化石墨烯1份、助溶剂正丁醇500份；
所述组分a由如下重量份的原料组成：环氧树脂60份、正丁醇15份、二甲苯38份、硫酸钡7份、石墨粉17份、流平剂0.5份、消泡剂0.1份；
所述组分b由如下重量份的原料组成：分子量为300-500的低分子聚酰胺树脂63份、环氧固化剂96份、正丁醇908份、氟碳咪唑啉季铵盐0.5份。
其中，所述氟碳咪唑啉季铵盐是通过以下方法制备得到的：将全氟羧酸和多胺类混合，然后加入二甲苯和催化剂，在110℃下回流反应9h，然后真空蒸馏将剩余二甲苯和生成的水去除；再加入氯化苄，在100℃℃反应10h，得到所述氟碳咪唑啉季铵盐；其中，所述全氟羧酸、多胺类、二甲苯、催化剂、氯化苄的摩尔比为1:1:1:0.001：1；其中，所述全氟羧酸为全氟庚酸；所述多胺为二乙烯三胺；所述催化剂为负载量为40%的负载型磷钨酸催化剂，所述催化剂中载体为氧化铝。
2.所述导热阻垢防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将氧化石墨烯和助溶剂混合，超声分散60min，得到氧化石墨烯溶液；
（2）将组分a中的原料与氧化石墨烯溶液混合，研磨至浆料的细度小于25μm，然后过120目筛的滤布；
（3）将组分b中的原料混合；
（4）用稀料正丁醇调节步骤（2）经过滤布得到的滤液，至用涂4粘度计所测其粘度为60-70s，然后与步骤（3）的产物混合，搅拌，然后室温熟化15min，即得到所述导热阻垢防腐涂料。
实施例2
1.一种适用于换热器管束内壁的导热阻垢防腐涂料，由重量比为0.08:1.5:1的氧化石墨烯溶液、组分a和组分b组成，其中，
所述氧化石墨烯溶液由如下重量份的原料组成：氧化石墨烯1份、助溶剂二甲苯1000份；
所述组分a由如下重量份的原料组成：环氧树脂60份、正丁醇21份、二甲苯42份、硫酸钡13份、石墨粉23份、流平剂1.1份、消泡剂0.6份；
所述组分b由如下重量份的原料组成：分子量为300-500的低分子聚酰胺树脂69份、环氧固化剂146份、正丁醇968份、氟碳咪唑啉季铵盐1.5份。
其中，所述氟碳咪唑啉季铵盐是通过以下方法制备得到的：将全氟羧酸和多胺类混合，然后加入二甲苯和催化剂，在160℃下回流反应6h，然后真空蒸馏将剩余二甲苯和生成的水去除；再加入氯化苄，在120℃反应6h，得到所述氟碳咪唑啉季铵盐；其中，所述全氟羧酸、多胺类、二甲苯、催化剂、氯化苄的摩尔比为1:2:2:0.003：1.5；所述全氟羧酸为全氟辛酸；所述多胺为三乙烯四胺；所述催化剂为负载量为60%的负载型磷钨酸催化剂，所述催化剂中载体为氧化铝。
2.所述导热阻垢防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将氧化石墨烯和助溶剂混合，超声分散30min，得到氧化石墨烯溶液；
（2）将组分a中的原料与氧化石墨烯溶液混合，研磨至浆料的细度小于25μm，然后过120目筛的滤布；
（3）将组分b中的原料混合；
（4）用稀料正丁醇调节步骤（2）经过滤布得到的滤液，至用涂4粘度计所测其粘度为60-70s，然后与步骤（3）的产物混合，搅拌，然后室温熟化20min，即得到所述导热阻垢防腐涂料。
实施例3
1.一种适用于换热器管束内壁的导热阻垢防腐涂料，由重量比为0.05:1.5:1的氧化石墨烯溶液、组分a和组分b组成，其中，
所述氧化石墨烯溶液由如下重量份的原料组成：氧化石墨烯1份、助溶剂800份，其中，所述助溶剂为正丁醇和二甲苯的混合物；
所述组分a由如下重量份的原料组成：环氧树脂60份、正丁醇18份、二甲苯40份、硫酸钡10份、石墨粉20份、流平剂0.7份、消泡剂0.3份；
所述组分b由如下重量份的原料组成：分子量为300-500的低分子聚酰胺树脂66份、环氧固化剂125份、正丁醇935份、氟碳咪唑啉季铵盐1份。
其中，所述氟碳咪唑啉季铵盐是通过以下方法制备得到的：将全氟羧酸和多胺类混合，然后加入二甲苯和催化剂，在140℃下回流反应8h，然后真空蒸馏将剩余二甲苯和生成的水去除；再加入氯化苄，在110℃反应8h，得到所述氟碳咪唑啉季铵盐；其中，所述全氟羧酸、多胺类、二甲苯、催化剂、氯化苄的摩尔比为1:1.5:1.5：0.004:1.2；所述全氟羧酸为全氟壬酸；所述多胺为四乙烯五胺；所述催化剂为负载量为50%的负载型磷钨酸催化剂，所述催化剂中载体为氧化铝。
2.所述导热阻垢防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将氧化石墨烯和助溶剂混合，超声分散45min，得到氧化石墨烯溶液；
（2）将组分a中的原料与氧化石墨烯溶液混合，研磨至浆料的细度小于25μm，然后过120目筛的滤布；
（3）将组分b中的原料混合；
（4）用稀料正丁醇调节步骤（2）经过滤布得到的滤液，至用涂4粘度计所测其粘度为60-70s，然后与步骤（3）的产物混合，搅拌，然后室温熟化20min，即得到所述导热阻垢防腐涂料。
实施例4
1.一种适用于换热器管束内壁的导热阻垢防腐涂料，由重量比为0.06:1.5:1的氧化石墨烯溶液、组分a和组分b组成，其中，
所述氧化石墨烯溶液由如下重量份的原料组成：氧化石墨烯1份、助溶剂900份，其中，所述助溶剂为正丁醇；
所述组分a由如下重量份的原料组成：环氧树脂60份、正丁醇19份、二甲苯41份、硫酸钡11份、石墨粉21份、流平剂0.8份、消泡剂0.4份；
所述组分b由如下重量份的原料组成：分子量为300-500的低分子聚酰胺树脂67份、环氧固化剂135份、正丁醇950份、氟碳咪唑啉季铵盐1.2份。
其中，所述氟碳咪唑啉季铵盐是通过以下方法制备得到的：将全氟羧酸和多胺类混合，然后加入二甲苯和催化剂，在120℃下回流反应8h，然后真空蒸馏将剩余二甲苯和生成的水去除；再加入氯化苄，在120℃反应7h，得到所述氟碳咪唑啉季铵盐；其中，所述全氟羧酸、多胺类、二甲苯、催化剂、氯化苄的摩尔比为1:1:1.2：0.005:1.2；所述全氟羧酸为全氟庚酸；所述多胺为三乙烯四胺；所述催化剂为负载量为60%的负载型磷钨酸催化剂，所述催化剂中载体为氧化铝。
2.所述导热阻垢防腐涂料的制备方法，同实施例3。
实施例5
1.一种适用于换热器管束内壁的导热阻垢防腐涂料，由重量比为0.04:1.5:1的氧化石墨烯溶液、组分a和组分b组成，其中，
所述氧化石墨烯溶液由如下重量份的原料组成：氧化石墨烯1份、助溶剂1000份，其中，所述助溶剂为正丁醇；
所述组分a由如下重量份的原料组成：环氧树脂60份、正丁醇20份、二甲苯42份、硫酸钡12份、石墨粉22份、流平剂0.9份、消泡剂0.5份；
所述组分b由如下重量份的原料组成：分子量为300-500的低分子聚酰胺树脂68份、环氧固化剂141份、正丁醇956份、氟碳咪唑啉季铵盐1.4份。
其中，所述氟碳咪唑啉季铵盐同实施例4。
2.所述导热阻垢防腐涂料的制备方法，同实施例4。
对比例1
只含氧化石墨烯溶液、组分a，其他同实施例5。
对比例2
只含有组分b，其他同实施例5。
对比例3
cn107418371a中实施例1制备的导热重防腐涂料。
一.性能检测
1.附着力检测
将各实施例及对比例提供的涂料在马口铁试板和20#钢钢管表面喷涂3遍，漆膜实干后用qfz型漆膜附着力试验仪（天津市精科材料试验机厂）划圆轨迹法测得漆膜附着力均为一级。
2.传热速率检测
将涂料在马口铁上涂覆，厚度为90微米，实干后，测其温度从20℃增加至80℃所用的时间。
3.防腐和阻垢效果检测
将涂料在20#钢钢管内壁涂覆(样管)4遍（涂覆前进行酸洗、水洗和磷化），待漆膜实干后将其置于换热器模拟实验装置中，用导热油将模拟原油采出液加热至60℃，14天后取出，观察内壁涂料膜的状态，计算钢管内附着垢的质量，单位为g/m2，结果见表1。
表1检测结果
对比文件1-2中，实验结束后漆膜发生鼓包、剥落，说明其耐高温性能差，在漆膜发生鼓包、剥落时，无法再准确考察其阻垢性能。