在油田输油、输水管道内，存在着大量的细菌，特别是硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌的存在和不断繁殖，使管道结垢并受到严重的堵塞和腐蚀，直接影响采油、输油和注水。以前油田注水管线，一般采用钢管内衬水泥砂浆防腐。利用水泥砂浆中的强碱性，抑制细菌附着和繁殖，以防止菌类形成结瘤堵塞管道。但内衬水泥砂浆附着力差、易开裂掉块，损坏输送泵或堵塞过滤器。又因水泥砂浆层表面粗糙，磨擦力大，增加了介质输送阻力和压力、影响液体流速。再因水泥砂浆衬里较厚，实际降低了管线的排量。以Φ114mm×9mm水泥砂浆衬里管线为例，输送量降低24%左右。若要输送相同的输送量，就得增大管径，从而浪费钢材30%左右。
    一、引言
    为解决这一问题，黑龙江科发同业科技有限责任公司和北京博迪中青科技发展有限公司合作，开发并使用一种专用的粉状元机抗菌剂，添加后，成功地制备出具有抗菌、防腐、抑制藻类繁殖的新型环氧粉末涂料。用传统的静电喷涂技术，将抗菌环氧粉末喷涂在钢管内壁，固化后，形成一个外观平滑、理化性能稳定，完全符合国家标准的防腐涂层。该涂层能自动杀抑附着的细菌、霉菌、藻类，灭，菌率达98%以上。这项技术不仅一举解决了上述难题，而且新增加的成本有限。介绍了专用无机抗菌剂、抗菌环氧粉末涂料、抗菌内防腐管及经济效益和发展前景。
    二、抗菌环氧粉涂料专用无机抗菌剂
    自上世纪80年代中后期，日本首先开始开发出区别传统的有机抗菌剂和防霉剂的新型无机抗菌剂。它是以各种无机物做材料，经过特定的加工方法制成的抗菌制剂。其突出的优点是：能广谱长效抑菌、一次添加，长期自动灭菌、耐热、耐水、耐化学腐蚀、无抗药性、应用领域广阔、对人体安全，对环境无污染。几年的发展证明，这是一种非常有前途的抗菌材料。
    我国科研人员自上世纪90年代进入该领域，由于无机抗菌技术的巨大优势和良好的前景。中科院等数十单位，投入了开发和应用研究，取得喜人的成果，使我国成为世界上继日本之后无机抗菌技术规模最大、发展最快的国家。

使用的环氧粉末涂料专用无机抗菌剂来自博迪中青公司。该抗菌剂是以无机氧化硅做载体，无机抗菌金属盐作有效成分，经过离子交换技术，使载体充分担载抗菌金属离子，再用当前最先进的粉碎方法，制成超细粉状抗菌剂。

    1、抗菌剂的主要理化指标：

    性状：白色粉末，纯比重1.9～2.1；比表面积600m2/g；蓬松度0.35～0.4g/cm2；比热0.26cal/g；粒度1.27μm；pH8～10；耐热8000℃；耐酸(pH=3～4)；耐碱(pH=13)。

    2、抗菌剂的抗菌功能指标：

    根据JC/T897-2002及卫生部《消毒技术规范》(2002版)对金黄葡萄球菌的最小抑菌浓度(MIC)为0.156g/L；对大肠杆菌的最小抑菌浓度(MIC)为0.312g/L。抗菌剂自身的毒理检测如表1，可以证明使用这类无机抗菌剂对人是十分安全的。

    表1抗菌剂自身的毒理检测

    3、抗菌剂无抗药性，长期使用能保持持续效果，其长期使用的检测结果见表2。

    表2长期使用抗菌剂的检测结果

4、抗菌剂的灭菌原理

    目前有几种不同的解释和分歧，但从研究实践中体会到，应当是：当细菌、霉菌等微生物接触到释放的抗菌金属离子后，这些抗菌有效成分带正电荷，而微生物带负电荷，根据库伦引力，两者很容易相互吸附。当微生物表面积蓄一定数量的抗菌金属离子时，它就会有效地击穿细胞壁、粉碎其细胞膜、接触到细胞内的蛋白质和核酸。达到一定浓度后，便产生化学反应，使蛋白质变性，降低蛋白酶的活性。

    因蛋白质是一切生命的基础，蛋白质的失活，就影响细胞的代谢和呼吸功能，便无法分裂、繁殖，直至死亡，从而完成了抑菌、灭菌的全过程。它和传统的溶剂型有机抗菌剂不同，后者在杀抑菌类的同时，消耗(挥发)了自身；而本类抗菌剂在杀死细胞后，抗菌金属离子会从细胞中游离出来，本身并没消耗，仍然存在，可继续杀抑新的菌类。这就是它能保持长效抗菌的原因所在。   

    三、抗菌环氧粉末涂料

    抗菌环氧粉末涂料与普通环氧粉末涂料所用原料及配比无大的变化；制备工艺也无明显差别，但抗菌环氧粉末涂料抗菌功能则十分优异。

    1、抗菌环氧粉末涂料的配比(%)：

    环氧树脂45～55；固化剂8～1l；流平剂3～5；颜填料30～36；抗菌剂2～4

    2、制备工艺

    物料→高速混合→挤出压片→粉碎→磨粉→分筛→成品分装→检验→包装入库

    3、环氧粉末涂料的抗菌功能检测

    建筑材料工业环境监测中心对制备出的上述抗菌环氧粉末涂料做了抗菌功能检测。结果证明：其抗菌效果优异，所检样品对大肠杆菌的抑菌率为98.2%，符合JC/T897-2002的抗菌性能指标要求。    

    四、抗菌型环氧粉末涂料内防腐管

    使用上述抗菌环氧粉末涂料，采用下列工艺，可制成理化性能达标并具有抗菌功能的内防腐管。

    1、生产工艺

    钢管一除锈(Sa2.5级)→检验→空气吹扫→中频加热(180±10)℃→喷涂粉末→成品管→检验→成品堆放。

2、理化性能指标

    抗菌环氧粉末涂料的理化的指标见表3

    表3理化性能指标

   

     3、抗菌内防腐管的主要特点

    主要是：a.抗菌粉末涂料的固化温度(180±10)℃；b.涂装工艺简单，防腐效果好，价格与水泥砂浆内衬防腐管持平；c.涂层中添加的超细无机抗菌粉末分布均匀，自身安全无毒；涂层在就有抗菌剂在就能杀菌，真正做到持续、长久；d.取代水泥砂浆内衬管后，增加了钢管的有效管输断面积，从而可增加输送量24%左右；e.管内涂层表面光滑、摩擦力小，降低了介质的输送压力，还可提高5%以上的输送量，起到了节能的作用；f.由于涂层有抗菌作用，有害细菌难以附壁繁殖可延长清管周期，减少清管次数、降低成本；g.其使用寿命是水泥砂浆内衬管的几倍。    

    五、项目的经济效益和发展前景

    将水泥砂浆内衬管(以Φ114mm×9mm为例，水泥砂浆厚度6mm为例)替换成抗菌内环氧粉末防腐管后，因增加了输送介质断面积24%左右，年增加输送量5.25t，每输送1km可收回管输费78.84万元(15元，(t•km))。每年新增管线500km以上，再考虑输送距离，年收回管输费十分可观。经过大庆油田采油七厂56km油井管和采油一厂63km输油、注水管防腐试用，效果十分理想。管内元结垢、无挂蜡现象，大大提高了输送效果节省了费用，得到了油田的认可。    

    对于没有作内防腐输油管线来说，改用抗菌内环氧粉末防腐管，输送量增加5%以上，又可抗菌去垢，减少清理次数，延长管线使用寿命，预计在年内就可收回抗菌内防腐层的投资。抗菌环氧粉末涂料、抗菌防腐涂层，能够自动杀抑附着的细菌、霉菌、酵母菌和各种藻类。除了在上述输油、注水管道内壁涂覆外，还可以用于食品加工设备、船舶、建筑材料等诸多领域的灭菌、防腐、防藻工程，涂层技术指标完全符合SY/T0442-1997标准要求。应用广阔，前景可观。