管杆的抗高温及耐磨、耐腐蚀性能要求,随着深层勘探开发深化而更加严苛。管杆通常以钢、铁等金属作为主要材料,采用粉末涂料产生更高的保护性能和更长的使用寿命。开展金属表面纳米复合涂层制备及改性研究,在石油化工领域具有重要的实际应用价值。在此基础上,本文研究了双酚A型环氧树脂、有机硅树脂、超高分子量聚乙烯、尼龙66等树脂材料,制备热固性粉末涂料和热塑性粉末涂料体系。研究优选热固性粉末涂料配比形成组合物,研究其静电喷涂工艺,研制涂层表面平整体系。表明涂层基本无外观缺陷,一次喷涂厚度可达566μm,常温下铅笔硬度等级5H,附着力等级0级,可承受冲击强度50kg·cm,耐湿热温度达150℃。由此,测试其在高温测试后铅笔硬度、附着力等级保持不变,虽然承受冲击强度略有下降,但可以达到45kg·cm。研究优选热塑性粉末涂料配比下,采用马来酸酐接枝共混超高分子量聚乙烯与尼龙66制备的粉末涂料,研发出涂层厚度范围达336μm～386μm,厚度对比添加环氧树脂的粉末涂料提升约25.7%。优选配比的涂层表面平整但有细微的凸凹不平的现象。常温下铅笔硬度等级6H,附着力等级0级,可承受冲击强度50kg·cm。深入优化粉末涂料制备工艺,利用硅烷偶联剂对无机纳微米粉末颗粒预处理,提升无机纳微米粉末颗粒与树脂材料的相容性。利用工业混合机混拌超细粉末颗粒,经过机械力捏合作用,制成平均粒径10μm～15μm的粉末涂料。无机纳微米粉末颗粒分散包覆在树脂颗粒表面,并填充树脂颗粒堆积空隙,减小粉末颗粒间堆积空隙度,提升涂层阻隔性能。研究以KH-550型硅烷偶联剂进行金属基材前处理工艺,表明可增大粉末涂料与金属基材的相容性,涂层表面缺陷大大降低。利用预加热的静电喷涂工艺,使超细粉末捏合颗粒更易附着在金属基材表面,提升涂层平均厚度约21.3%,减少喷涂工艺时间,提高喷涂效率。