本發明創造提供了一種用于油管防腐涂料的石墨烯分散液及其制備方法，該分散液由石墨烯、混合溶劑、增溶劑、偶聯劑組成；所述混合溶劑包括有：二甲苯、N,N?二甲基甲酰胺、N?甲基吡咯烷酮、1，4丁二醇二縮水甘油醚；所述混合溶劑的還可包括乙酸乙酯、乙二醇丁醚、醋酸丁酯、環己酮、乙酸異戊酯中的一種或幾種。本發明創造所制備的石墨烯分散液中石墨烯的剝離性良好，片層結構明顯，提高了石墨烯的分散性，當該種分散液被添加到防腐涂料中后，能充分發揮石墨烯優異的理化性質，可以提高防腐涂料的綜合性能，尤其是耐高溫高壓性能。

技術領域

本發明創造屬于石油工業防腐技術領域，尤其是涉及一種用于油管防腐涂料的石墨烯分散液及其制備方法。

背景技術

油管占據石油工業用鋼總量的40％以上，油管的使用壽命對石油工業的整體效益意義重大，因此油管的失效將導致災難性事故，并造成極大的經濟和社會損失。腐蝕是油管失效的重要形式之一，據不完全統計，石油行業由于腐蝕造成的直接經濟損失達到十億元以上。油管材的腐蝕主要是由于油氣井產出物、淺層水、注入液等，主要介質包含硫化氫，二氧化碳、溶解氧和微生物(SRB等)，腐蝕介質復雜。同時，部分油井勘探深度至數千米，油井溫度和壓力隨著深度的增加而增加，至數千米之后，油井的溫度可能達到140℃以上，壓力達到數十兆帕。這樣的高溫高壓腐蝕環境對油管材的防腐提出了更高的要求。

在油管材表面或內壁涂覆防腐涂料是國內外普遍采用的防止油井管材腐蝕和損壞的最有效的方法，然而目前常用的環氧樹脂、酚醛樹脂或者鈦納米防腐涂料等已經很難滿足實際的需要，特別是在高溫高壓條件下，上述涂層會發生起泡的現象，導致過早的涂層脫落，因此開發新型的用于油井管的耐高溫高壓防腐涂料勢在必行。

石墨烯是一種二維納米材料，具有獨特的單原子層結構，石墨烯從發現以來就被人們高度重視，成為研究熱點：石墨烯擁有優異的物理性質，比如良好的導熱性、優異的導電性、高機械強度以及獨特的光學性能；石墨烯在電池材料、儲能材料、電子器件、復合材料等領域應用前景廣泛。由于石墨烯耐高溫、耐腐蝕、比表面積大，可以在高溫高壓條件下發揮物理阻隔的作用，將石墨烯添加到防腐涂料中，可明顯提高涂料的綜合性能，因此在油管防腐涂料領域具有良好的應用前景，石墨烯涂料可以用作理想的防腐蝕涂料。

然而，石墨烯的化學穩定性高，很難有效分散到有機溶液中，并且石墨烯片層間還具有較強的范德華力很容易發生團聚。如果發生團聚，這些石墨烯團簇在高溫高壓條件下反倒成為水分子的透過通道，造成涂層過早的起泡。石墨烯具有的這些特點，影響了石墨烯性能的發揮，限制了它在多個領域的應用。因此，制備均一穩定的石墨烯分散液，有利于石墨烯的產業化發展。分散液溶劑的選擇在考慮與耐高溫高壓的樹脂相配伍前提下，還需要很好的分散石墨烯，將石墨烯均勻分散在混合有機溶劑中，使溶劑分子或表面活性劑分子吸附在石墨烯表面，利用經典斥力和分子間的作用力實現單層石墨烯的分散；在現階段的研究中，通過物理或化學修飾方法能夠抑制石墨烯的團聚已經被證實，但在生成復合材料時引入的雜質是否影響復合材料性能還有待研究，還可以采用一些表面改性和其他的方法來提高石墨烯的分散性；另外分散液溶劑也要求經濟實惠，價格不能太高，以及考慮環保等問題。在這種情況下，單一的溶劑很難滿足上述復合要求，開發一種可以良好地分散石墨烯的混合溶劑是目前的難題。

發明內容

本發明提供了一種用于油管防腐涂料的石墨烯分散液及其制備方法，該種石墨烯分散液可用于油管石墨烯防腐涂料的制備，實現涂料在高溫高壓情況下防腐的目的。

為解決上述技術問題，本發明創造采用的技術方案是：

一種用于油管防腐涂料的石墨烯分散液，該分散液由石墨烯、混合溶劑、增溶劑、偶聯劑組成；

所述混合溶劑包括有：二甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、1，4丁二醇二縮水甘油醚；