CN101948648A - 一种油田管道内壁涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油田管道内壁涂料及其制备方法。该涂料的甲组分由三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂15～50重量份，润滑填料8～30重量份，分散助剂1～3重量份，溶剂10～20重量份，色浆15～45重量份和润滑助剂1～6重量份组成；色浆由成膜树脂40～80重量份，分散助剂1～3重量份，溶剂10～40重量份和颜料2～40重量份组成，其成膜树脂为三种双酚A型环氧树脂E-20、E-12和E-06，或为三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂；乙组分为固化剂芳香族类甲苯二异氰酸酯加成物；在施工前再将甲组分与乙组分按重量比10∶1混合。用本发明涂料涂覆油田管道内壁，不仅耐腐蚀且可以使管道内壁具有疏水性，达到减阻增效的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田管道内壁涂料及其制备方法。
背景技术
注水采油技术是国内各大油田提高原油采收率的主要方法。目前，注水采油井普遍存在油管、套管腐蚀现象，而油管腐蚀或结垢，会给分层注水工艺带来了极大困难，降低了采油率并造成巨大的经济损失。但目前大部分管道涂料的功效仅注重于涂膜的防腐蚀、防锈性能，并不关注涂膜的疏水性，而且现有涂料涂膜的干燥速度，不仅比较慢而且还受到周边使用环境的影响。这对油田开发造成许多困难，影响了能源的发展。
发明内容
本发明的第一个目的是：提供一种具有防腐蚀性，可降低管道内液体流动阻力且涂膜易干燥的油田管道内壁涂料。
实现本发明第一个目的的技术方案是：一种油田管道内壁涂料，有甲组分和乙组分，其特征在于，甲组分由三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂15～50重量份，润滑填料8～30重量份，分散助剂1～3重量份，溶剂10～20重量份，色浆15～45重量份和润滑助剂1～6重量份组成；
所述色浆由成膜树脂40～80重量份，分散助剂1～3重量份，溶剂10～40重量份和颜料2～40重量份组成，其中的成膜树脂为三种双酚A型环氧树脂E-20、E-12和E-06，或者为三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂；
乙组分为固化剂芳香族类甲苯二异氰酸酯加成物；
在施工前再将甲组分与乙组分按重量比10∶1混合。
所述油田管道内壁涂料，其所述色浆中，作为成膜树脂的三种双酚A型环氧树脂E-20、E-12和E-06的重量份比为6∶10∶13；所述色浆中的分散助剂为捷利康公司的产品SOLSPERSE32500或毕克公司的产品BYK-161。
所述油田管道内壁涂料，其所述润滑助剂为含羟基硅烷助剂、含氟羟基硅烷助剂中的一种或两种。
所述油田管道内壁涂料，所述润滑填料为聚四氟乙烯粉末、石墨、二硫化钼、滑石粉中的一种或几种。
所述油田管道内壁涂料，其所述分散助剂为捷利康公司的产品SOLSPERSE32500或埃夫卡公司的产品EFKA-5065。
本发明的第二个目的是：提供一种简单、易操作的制备油田管道内壁涂料的方法。
实现本发明第二个目的的技术方案是：一种上述油田管道内壁涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
①制备色浆
按成膜树脂40～80重量份，分散助剂1～3重量份，溶剂10～40重量份，颜料2～40重量份的配方准备色浆用原料，然后依次加入分散缸中，用高速分散搅拌机搅拌10～15分钟，再用砂磨机研磨分散至细度＜30微米即可，保存备用；
②制备甲组分
首先按三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂15～50重量份，润滑填料8～30重量份，分散助剂1～3重量份，溶剂10～20重量份，步骤①制得的色浆15～45重量份和润滑助剂1～6重量份的配方准备各组分的原料，然后将所准备的三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂、润滑填料、分散助剂、溶剂加入分散缸中搅拌均匀后，在砂磨机上研磨分散至细度＜30微米，将其转移到分散缸内，再加入色浆，在高速分散下充分搅拌均匀，最后加入润滑助剂搅拌均匀，即为甲组分，包装；
③制备油田管道内壁涂料
取10重份步骤②制得的甲组分和1重量份的乙组分固化剂芳香族类甲苯二异氰酸酯加成物，在施工前再将甲组分与乙组分混合并搅拌均匀即为油田管道内壁涂料。
所述油田管道内壁涂料的制备方法，其所述步骤①中的成膜树脂为三种双酚A型环氧树脂E-20、E-12和E-06，其中E-20∶E-12∶E-06的重量份比为6∶10∶13，或者是三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂；分散助剂为毕克公司的产品BYK-161或捷利康公司的产品SOLSPERSE32500。
所述油田管道内壁涂料的制备方法，其所述步骤②中的润滑填料为聚四氟乙烯粉末、石墨、二硫化钼、滑石粉中的一种或几种；分散助剂为捷利康公司的产品SOLSPERSE32500或毕克公司的产品EFKA-5065；所述润滑助剂为含羟基硅烷助剂、含氟羟基硅烷助剂中的一种或两种。
所述油田管道内壁涂料的制备方法，其所步骤①和步骤②中的溶剂为醋酸丁酯、环己酮、二甲苯中的一种或几种。
本发明的技术效果是：本发明技术方案的油田管道内壁涂料具有以下优点：
①由于甲组分选用了合适的成膜树脂三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂，利用了氟树脂本身碳氟键离解能远大于碳氢键而且碳氟键的键长又比碳氢键短的特点，为涂膜提供了优异的机械性能和耐化学防腐蚀性；
②采用三种双酚A型环氧树脂作为色浆的成膜树脂时，由于环氧树脂本身没有酯键而有烃基及醚键，因此，可以使涂膜的耐碱性更好，同时，三种双酚A型环氧树脂中高分子量环氧树脂的仲羟基与芳香族类甲苯二异氰酸酯加成物固化剂的交联反应可以在室温下进行，因此，涂膜很容易完全干燥固化，涂覆后完全固化的涂膜就更能确保其具有优越的耐水性、耐溶剂性、耐化学品腐蚀性和柔韧性；
③本发明的油田管道内壁涂料利用了氟树脂本身具有较小的内聚能和低表面张力，利用了润滑填料具有的低摩擦系数和低表面张力特性，还利用了润滑助剂的疏水作用，三者协同作用的结果赋予涂膜表面较低的表面能，涂膜与水接触角＞98°成为一种疏水涂层，使得用本发明涂料作为油田管道内壁涂料时，降低了管道内液体的流动阻力，达到减阻增效的作用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
实施例中所用原料除另有说明外，均为符合涂料行业原材料标准的工业品，通过商业渠道可以购得。各实施例原料用量均为重量份。
本发明的油田管道内壁涂料，有甲组分和乙组分，其甲组分由三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂15～50重量份，润滑填料8～30重量份，分散助剂1～3重量份，溶剂10～20重量份，色浆15～45重量份和润滑助剂1～6重量份组成；
所述色浆由成膜树脂40～80重量份，分散助剂1～3重量份，溶剂10～40重量份和颜料2～40重量份组成，其中的成膜树脂为三种双酚A型环氧树脂E-20、E-12和E-06，或者为三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂；
乙组分为固化剂芳香族类甲苯二异氰酸酯加成物；
在施工前再将甲组分与乙组分按重量比10∶1混合。
实施例1制备色浆
(一)配方
①环氧树脂色浆的具体配方见表1。
表1
注：表1中的溶剂为环己酮和二甲苯的体积比为1∶1的混合溶剂。
②氟树脂色浆的具体配方见表2。
表2
注：表2中的成膜树脂LF200是日本旭硝子公司的产品三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂，其牌号为Lumiflon 200，简称LF200；
(二)具体操作
按表1和表2的配方量准备原料，将成膜树脂、分散助剂、溶剂、颜料依次加入分散缸中，用高速分散搅拌机搅拌10～15分钟，再用砂磨机研磨分散至细度＜30微米即分别制得环氧树脂和氟树脂的白色、黄色、红色和黑色色浆，保存备用；
实施例2制备1#～3#甲组分
(一)配方见表3。
表3
注：表3中的含氟硅烷类助剂为哈尔滨雪佳氟硅化学有限公司的产品G502(十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷)；含羟基的硅油类助剂为道康宁公司的产品4-2737(羟基硅油)；LF200是日本旭硝子公司的产品三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂，其牌号为Lumiflon 200，简称LF200；
(二)具体操作
按表3中的氟树脂、分散助剂、溶剂、润滑填料的配方量准备原料，然后依次加入分散缸中，搅拌均匀，再在砂磨机上研磨分散至细度＜30微米即为润滑填料浆，按表3中的配方量在制得的润滑填料浆中加入步骤①制得的氟树脂白色浆、氟树脂黄色浆、氟树脂红色浆、氟树脂黑色浆，在高速分散下充分搅拌均匀，最后加入润滑助剂搅拌均匀，分别制得灰色1#～3#甲组分，包装；
可以根据需要在技术方案的范围内选择不同颜色的色浆，调整各色浆的用量比例可以获得不同颜色的1#～3#甲组分。
实施例3制备4#～7#甲组分
(一)配方见表4。
表4
注：表4中的含羟基的硅油类助剂为道康宁公司的产品4-2737(羟基硅油)；LF200是日本旭硝子公司的产品三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂，其牌号为Lumiflon 200，简称LF200；
(二)具体操作
按表4中的氟树脂、分散助剂、溶剂、润滑填料的配方量准备原料，然后依次加入分散缸中，搅拌均匀，再在砂磨机上研磨分散至细度＜30微米即为润滑填料浆，按表4中的配方量在制得的润滑填料浆中加入步骤①制得的环氧树脂白色浆、环氧树脂黄色浆、环氧树脂红色浆、环氧树脂黑色浆，在高速分散下充分搅拌均匀，最后加入润滑助剂搅拌均匀，分别制得灰色4#～7#甲组分，包装；
可以根据需要选择不同颜色的色浆，在技术方案的范围内调整各色浆的用量比例，获得不同颜色的4#～7#甲组分。
实施例4制备油田管道内壁涂料
取实施例2和实施例3制得的1#～7#甲组分各10重量份和固化剂芳香族类甲苯二异氰酸酯加成物1重量份，在施工前混合，搅拌均匀即为油田管道内壁涂料，简称涂料1～7。
实施例5油田管道内壁涂料应用和样板性能检测
(一)应用
本发明的油田管道内壁涂料的使用方法：采用喷涂或刷涂方法涂覆在带底漆的管道内壁。涂覆好的管道可以在常温下干燥7天即可完全固化；也可在50℃的环境下加速固化，即先在常温干燥24小时，再于50℃下干燥24小时即可完全固化。
(二)性能检测
用实施例4制得的涂料1～7，均匀喷涂或刷涂在带底漆的钢质样板表面，在常温下干燥7天涂膜完全固化，其干膜厚度为50微米，供检测用；
按涂料行业国家标准的相关检测方法对上述样板进行涂膜性能检测，检测结果表明，涂料1～7样板的涂膜性能①～⑦相同，具体如下：
①弯曲性能小于2mm，②冲击性能大于50cm，③划格法附着力为1级，④耐酸性(10％硫酸水溶液)：常温240小时，板面无异常，⑤耐碱性(10％氢氧化钠水溶液)：常温240小时，板面无异常，⑥耐盐水(3％氯化钠水溶液)：常温240小时，板面无异常；⑦耐盐雾实验为1000小时无异常；
涂料1～7样板的涂膜与水的接触角分别为：120.9°、106.1°、100.03°、108°、101.8°、110°、99.93°，均大于98°，表明用涂料1～7形成的涂膜表面均属于疏水性表面。
由以上检测结果证明，用本发明油田管道内壁涂料涂覆油田管道内壁，不仅机械性能、耐介质性能符合防腐蚀要求，而且还可以使管道内壁具有疏水性，达到减阻增效的目的。
Claims (9)
1.一种油田管道内壁涂料，有甲组分和乙组分，其特征在于，甲组分由三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂15～50重量份，润滑填料8～30重量份，分散助剂1～3重量份，溶剂10～20重量份，色浆15～45重量份和润滑助剂1～6重量份组成；
所述色浆由成膜树脂40～80重量份，分散助剂1～3重量份，溶剂10～40重量份和颜料2～40重量份组成，其中的成膜树脂为三种双酚A型环氧树脂E-20、E-12和E-06，或者为三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂；
乙组分为固化剂芳香族类甲苯二异氰酸酯加成物；
在施工前再将甲组分与乙组分按重量比10∶1混合。
2.根据权利要求1所述油田管道内壁涂料，其特征在于，所述色浆中，作为成膜树脂的三种双酚A型环氧树脂E-20、E-12和E-06的重量份比为6∶10∶13；所述色浆中的分散助剂为捷利康公司的产品SOLSPERSE32500或毕克公司的产品BYK-161。
3.根据权利要求1所述油田管道内壁涂料，其特征在于，所述润滑助剂为含羟基硅烷助剂、含氟羟基硅烷助剂中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述油田管道内壁涂料，其特征在于，所述润滑填料为聚四氟乙烯粉末、石墨、二硫化钼、滑石粉中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述油田管道内壁涂料，其特征在于，所述分散助剂为捷利康公司的产品SOLSPERSE32500或埃夫卡公司的产品EFKA-5065。
6.一种权利要求1的油田管道内壁涂料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
①制备色浆
按成膜树脂40～80重量份，分散助剂1～3重量份，溶剂10～40重量份，颜料2～40重量份的配方准备色浆用原料，然后依次加入分散缸中，用高速分散搅拌机搅拌10～15分钟，再用砂磨机研磨分散至细度＜30微米即可，保存备用；
②制备甲组分
首先按三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂15～50重量份，润滑填料8～30重量份，分散助剂1～3重量份，溶剂10～20重量份，步骤①制得的色浆15～45重量份和润滑助剂1～6重量份的配方准备各组分的原料，然后将所准备的三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂、润滑填料、分散助剂、溶剂加入分散缸中搅拌均匀后，在砂磨机上研磨分散至细度＜30微米，将其转移到分散缸内，再加入色浆，在高速分散下充分搅拌均匀，最后加入润滑助剂搅拌均匀，即为甲组分，包装；
③制备油田管道内壁涂料
取10重份步骤②制得的甲组分和1重量份的乙组分固化剂芳香族类甲苯二异氰酸酯加成物，在施工前再将甲组分与乙组分混合并搅拌均匀即为油田管道内壁涂料。
7.根据权利要求6所述油田管道内壁涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤①中的成膜树脂为三种双酚A型环氧树脂E-20、E-12和E-06，其E-20∶E-12∶E-06的重量份比为6∶10∶13，或者是三氟氯乙烯-乙烯基醚类氟树脂；分散助剂为毕克公司的产品BYK-161或捷利康公司的产品SOLSPERSE32500。
8.根据权利要求6所述油田管道内壁涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤②中的润滑填料为聚四氟乙烯粉末、石墨、二硫化钼、滑石粉中的一种或几种；分散助剂为捷利康公司的产品SOLSPERSE32500或毕克公司的产品EFKA-5065；所述润滑助剂为含羟基硅烷助剂、含氟羟基硅烷助剂中的一种或两种。
9.根据权利要求6所述油田管道内壁涂料的制备方法，其特征在于，所步骤①和步骤②中的溶剂为醋酸丁酯、环己酮、二甲苯中的一种或几种。
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