CN101240137A - 石油管/钻杆专用保护涂料及其制备方法和施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石油管/钻杆专用保护涂料及其制备方法和施工方法。该涂料是以改性丙烯酸树脂、改性醇酸树脂为主要成膜物质,以醛树脂、氯醚树脂和环氧树脂等为改性剂,与无毒着色颜料、纳米微粉、环保溶剂、无毒防锈颜料及添加剂、助剂等制成。该涂料成本低、储存稳定性好、不易沉淀;施工性好,抗流挂性强;涂膜阻燃、干性好、丰满度好,附着力强,耐候、防锈、无毒、环保。本发明的石油管/钻杆专用保护涂料专用设计用于短期防腐涂层,如石油套管、油井管、油井钻杆等的外壁涂层等。
Description
技术领域
本发明涉及一种涂料,具体涉及一种专用于石油套管、油井管、油井钻杆等的外壁保护涂料及其制备法方法和施工方法。主要作为油套管、油管及钻杆外壁等的短期防腐涂层。属化工涂料技术领域。
背景技术
油套管、油管及钻杆以碳钢、微合金和低合金钢为主,化学腐蚀是造成其破损的主要原因。
油套管、油管及钻杆的破损将导致严重后果,甚至整个油井的报废,从而带来高额的经济损失。目前主要使用丙烯酸树脂涂料作为外壁等的短期防腐涂层。由于该涂料成本高,易沉淀,长期附着力较差,因此尚不能全面满足油套管、油管及钻杆的防腐要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足,提供一种涂料成本低,不易沉淀,长期附着力较好、抗腐蚀的石油管/钻杆专用保护涂料及其制备方法和施工方法。
本发明的目的是这样实现的:一种石油管/钻杆专用保护涂料,该涂料是按重量百分比包括如下组份:
主要成膜物质 5-40%
改性剂 5-20%
阻燃剂 8-35%
防锈添加剂 1-8%
颜料 1-15%
溶剂 4-25%
涂料表面调整剂 0.3-3.0%,
所述主要成膜物质至少为改性丙烯酸树脂、改性醇酸树脂中的一种,
所述改性剂至少为环氧树脂、醛树脂、氯醚树脂中的一种,也可采用其它改性剂,
所述阻燃剂至少为氯化石蜡、二氯甲烷、三氯乙烯中的一种,也可采用其它阻燃剂,
所述防锈添加剂至少为璜酸钡盐、璜酸锌盐、胺盐、环烷酸钴、环烷酸稀土、环烷酸钙、纳米二氧化硅中的一种,也可采用其它防锈添加剂,
所述无毒功能颜料至少为碳黑、二氧化钛、大红、紫红、酞菁兰、酞菁绿、永固黄、永固橙、磷酸锌、三聚磷酸铝中的一种,也可采用其它无毒颜料,
所述溶剂至少为芳烃溶剂油、丙二醇甲醚、异丙醇、正丁醇中的一种,也可采用其它环保溶剂,
所述涂料表面调整剂至少为表面润湿剂BYK161、流平剂BYK361、消泡剂BYK066N、硅烷偶联剂KH-550中的一种,也可采用其它涂料表面调整剂。
本发明石油管/钻杆专用保护涂料的制备方法是将主要成膜物质、涂料表面调整剂、部分溶剂、颜料依次投入容器内混合均匀,浸泡24小时后砂磨至细度≤30um,用部分溶剂将改性剂溶解后与其混合均匀,投入其它组分混合均匀,用剩余的溶剂调正粘度至标准,经检验合格后过滤包装制得成品。
本发明石油管/钻杆专用保护涂料的施工方法包括如下步骤:
1、工作表面预处理:除掉工件表面的浮锈及污物。
2、采用淋涂/空气喷涂/无空气喷涂/刷涂/抹涂等工艺施工。
3、自然干燥/强制通风干燥/烘烤等工艺干燥。
本发明以改性丙烯酸树脂、改性醇酸树脂为主要成膜物质,通过添加一些改性材料来达到提高石油管的防护性能;添加环氧树脂提高附着力;添加醛树脂提高光泽、丰满度、防腐性;添加氯醚树脂提高干性;添加氯化石蜡增加塑性、阻燃性;添加二氯甲烷、三氯乙烯增加阻燃性;添加璜酸钡盐、璜酸锌盐、胺盐、环烷酸钴、环烷酸稀土、环烷酸钙提高防锈性能及干性;添加纳米二氧化硅减少针孔,提高附着力、耐候性、防腐性、抗流挂及贮存稳定性;添加碳黑、二氧化钛、大红、紫红、酞菁兰、酞菁绿、永固黄、永固橙等无毒颜料可以给涂料着色,提高涂层附着力和机械性能,符合环保要求;添加磷酸锌、三聚磷酸铝等无毒防锈颜料提高防锈性,符合环保要求;添加芳烃溶剂油、丙二醇甲醚、异丙醇、正丁醇等环保溶剂,符合环保要求;添加表面润湿剂BYK161,提高表面润湿性;添加流平剂BYK361,提高表面平坦性、丰满度、光泽;添加BYK066消泡剂,消除表面针孔,减少表面缺陷;添加硅烷偶联剂KH-550提高附着力,防锈性能。
本发明专用保护涂料是一种成本低、储存稳定性好,不易沉淀;施工性好,抗流挂;涂膜阻燃,干性好,丰满度好,附着力好,耐候,防锈,无毒,环保的新型防护涂料,其性能特点如下:
1、成本低,原材料性价比高,市场竞争力强,该成本低于目前普通采用的丙烯酸涂料。
2、储存稳定性好,不易沉淀,该性能高于目前普通采用的丙烯酸涂料。
3、施工性好,抗流挂性强,适合各种施工方法。
4、阻燃性好,开口闪点≥70℃,安全性强。
5、干性好,表干≤15min,实干≤6hr,该性能好于目前普通采用的丙烯酸涂料。
6、丰满度高,光泽高,光泽≥95。
7、附着力强,附着力(划格)≤1级,该性能优于目前普遍采用的丙烯酸涂料。
8、附锈性好,耐盐雾≥168hr,耐候性≥3个月,该性能优于目前普遍采用的丙烯酸涂料。
9、环保,采用无毒颜料、环保溶剂及添加剂,气味小,符合环保要求。
具体实施方式
下面通过实例进一步具体描述本发明。
本发明以改性丙烯酸树脂、改性醇酸树脂为主要成膜物质,以醛树脂、氯醚树脂和环氧树脂等为改性剂,与无毒着色颜料、纳米微粉、环保溶剂、无毒防锈颜料及添加剂、助剂等制成。本发明的石油管/钻杆专用保护涂料专用设计用于短期防腐涂层,如石油套管、油井管、油井钻杆等的外壁涂层等。
石油管/钻杆专用保护涂料,按重量百分比包括如下组份:
序号 | 原料名称 | 配比 |
1 | 改性丙烯酸树脂 | 20 |
2 | 改性醇酸树脂 | 20 |
3 | 环氧树脂 | 0.5 |
4 | 醛树脂 | 5 |
5 | 氯醚树脂 | 5 |
6 | 氯化石蜡 | 3 |
7 | 二氯甲烷 | 15 |
8 | 芳烃溶剂油 | 20.2 |
9 | 环烷酸钴 | 0.1 |
10 | 环烷酸稀土 | 0.8 |
11 | 环烷酸钙 | 1.1 |
12 | 表面润湿剂BYK161 | 0.5 |
13 | 流平剂BYK361 | 0.5 |
14 | BYK066N消泡剂 | 0.3 |
15 | 硅烷偶联剂KH-550 | 0.5 |
16 | 纳米二氧化硅 | 0.5 |
17 | 碳黑 | 1.5 |
18 | 三聚磷酸铝 | 5 |
19 | 璜酸锌盐防锈剂 | 0.5 |
本发明用于石油管/钻杆专用保护涂料的制备方法是将改性丙烯酸树脂、改性醇酸树脂、表面润湿剂BYK161、硅烷偶联剂KH-550、部分芳烃溶剂油、纳米二氧化硅、碳黑、三聚磷酸铝依次投入混合均匀后,浸泡24小时后砂磨至细度≤30um,用部分的芳烃溶剂油冲车、清洗,用部分芳烃溶剂油将环氧树脂、醛树脂、氯醚树脂溶解后与其混合均匀,投入其它组分混合均匀,用剩余的芳烃溶剂油调粘至标准,经检验合格后过滤包装制得成品。
本发明用于石油管/钻杆专用保护涂料的施工方法包括如下步骤:
1、工作表面预处理:除掉工件表面的浮锈及污物。
2、采用淋涂工艺施工。
3、自然干燥工艺干燥。
实验例1:
(1)本实验以马口铁板为底材,规格为50×150,石油管/钻杆专用保护涂料为黑色。漆膜样板的制备按GB/T1727进行,涂装时按2.0g/dm制板,产品性能和市售的丙烯酸涂料对比见表一
表一:
项目 | 石油管/钻杆专用保护涂料 | 市售的丙烯酸涂料 | 检验方法 | |
粘度(25℃),涂-4杯秒 | 25 | 24 | GB/T1723-1993 | |
相对密度(20℃) | 1.10 | 1.11 | GB/T6750-1986 | |
细度,um | 30 | 30 | GB/T1724-1979(1989) | |
固体含量% | 37.8 | 35.5 | GB/T1725-79(89) | |
漆膜外观 | 平整、光滑 | 平整、光滑 | 目测 | |
干燥时间 | 表干min | 10 | 30 | GB/T1728-1979(1989) |
实干h | 5 | 5 | GB/T1728-1979(1989) | |
附着力(划格)级 | 0 | 1 | GB/T9286-1998 | |
施工性 | 对涂装施工无障碍 | 对涂装施工无障碍 | 目测 | |
容器中状态 | 搅拌后无块,均匀 | 分层、有沉淀 | 目测 | |
光泽 | 98 | 90 | GB/T1743-1979(1989) | |
耐候性 月 | 6 | 3 | GB/T1767-1979(1989) | |
耐盐雾 h | 168 | 96 | GB/T1771-1991 |
实验例2:钻杆的应用测试
在某单位生产线上应用后,对比市售的丙烯酸涂料,施工性好,抗流挂性强,涂装好的钻杆外观好,客户投诉明显下降;涂膜阻燃、干性好,涂装效率高,产量明显提高;丰满度好,附着力强;涂料气味小,环保;耐候,防锈期长。
实验例3:套管的应用测试
在某单位生产线上应用后,对比市售的丙烯酸涂料,这家客户进行了成本核算,平均每吨套管可节约5元,如该单位按20万吨/年计算,全部采用后可节约资金100万元。不但节约了资金,而且综合性能也得到提高。
石油管/钻杆专用保护涂料,按重量百分比还可以是包括如下组份:
序号 | 原料名称 | 配比 |
1 | 改性丙烯酸树脂 | 40 |
2 | 环氧树脂 | 0.5 |
3 | 醛树脂 | 5 |
4 | 氯醚树脂 | 5 |
5 | 氯化石蜡 | 3 |
6 | 三氯乙烯 | 15 |
7 | 丙二醇甲醚/异丙醇/正丁醇 | 20.2 |
8 | 胺盐 | 0.1 |
9 | 环烷酸稀土 | 0.8 |
10 | 环烷酸钙 | 1.1 |
11 | 表面润湿剂BYK161 | 0.5 |
12 | 流平剂BYK361 | 0.5 |
13 | BYK066N消泡剂 | 0.3 |
14 | 硅烷偶联剂KH-550 | 0.5 |
15 | 纳米二氧化硅 | 0.5 |
16 | 二氧化钛 | 1.5 |
17 | 三聚磷酸铝 | 5 |
18 | 璜酸钡盐 | 0.5 |
Claims (3)
1、一种石油管/钻杆专用保护涂料,其特征在于所述涂料是按重量百分比包括如下组份:
主要成膜物质 5-40%
改性剂 5-20%
阻燃剂 8-35%
防锈添加剂 1-8%
颜料 1-15%
溶剂 4-25%
涂料表面调整剂 0.3-3.0%,
所述主要成膜物质至少为改性丙烯酸树脂、改性醇酸树脂中的一种,
所述改性剂至少为环氧树脂、醛树脂、氯醚树脂中的一种,
所述阻燃剂至少为氯化石蜡、二氯甲烷、三氯乙烯中的一种,
所述防锈添加剂至少为璜酸钡盐、璜酸锌盐、胺盐、环烷酸钴、环烷酸稀土、环烷酸钙、纳米二氧化硅中的一种,
所述无毒功能颜料至少为碳黑、二氧化钛、大红、紫红、酞菁兰、酞菁绿、永固黄、永固橙、磷酸锌、三聚磷酸铝中的一种,
所述溶剂至少为芳烃溶剂油、丙二醇甲醚、异丙醇、正丁醇中的一种,
所述涂料表面调整剂至少为表面润湿剂BYK161、流平剂BYK361、消泡剂BYK066N、硅烷偶联剂KH-550中的一种。
2、一种如权利要求1所述石油管/钻杆专用保护涂料的制备方法,其特征在于所述方法是将主要成膜物质、涂料表面调整剂、部分溶剂、颜料依次投入容器内混合均匀,浸泡24小时后砂磨至细度≤30um,用部分溶剂将改性剂溶解后与其混合均匀,投入其它组分混合均匀,用剩余的溶剂调正粘度至标准,经检验合格后过滤包装制得成品。
3、一种如权利要求1所述石油管/钻杆专用保护涂料的施工方法,其特征在于所述施工方法包括如下步骤:
1)、工作表面预处理:除掉工件表面的浮锈及污物;
2)、采用淋涂/空气喷涂/无空气喷涂/刷涂/抹涂工艺施工;
3)、自然干燥/强制通风干燥/烘烤工艺干燥。
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