CN110283514A - 一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料 - Google Patents

一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料，其原料包括环氧树脂KR104L、环氧树脂KD2012H、环氧树脂KD2012H，无机颜料钛白粉和炭黑，二次成膜填料，触变剂，二次成膜填料中包括片状填料。本发明还公开了一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料的制备方法，本发明所得粉末涂料具有良好的耐化学腐蚀性和耐热性。

Description

一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料
技术领域
本发明涉及石油钻探领域，特别涉及到一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料。
背景技术
石油钻杆是石油钻井过程中连接钻头并且传递动力的杆件，将钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置连接，将钻探泥浆运送到钻头，在工作中需要够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动，所以对石油钻杆的力学性能要求特别高。为了提高石油钻杆内壁的耐磨损性能，增长石油钻杆的使用寿命，会在石油钻杆内部涂一层内涂层。
随着石油天然气工业勘探开发的发展，含高H2S、CO2、氯离子及水合物等多种腐蚀性介质的油气田相续出现，使得石油钻杆工作环境的安全、腐蚀、结蜡、结垢等问题越加突出。现有技术中石油钻杆一般使用溶剂型防腐有机涂料涂层，有机涂料的耐腐蚀性有限，在高腐蚀性的环境下防腐性能低，无法保护石油钻杆，此外有机溶剂挥发会对环境产生有害影响。因此，发明一种具有高耐腐蚀性的石油钻杆内涂粉末涂料是当下急需解决的技术问题。
发明内容
本发明目的之一为提供一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料，以解决石油钻杆耐腐蚀性有限的技术问题。
本发明的目的之二为提供一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料的制备方法，以得到具有高耐腐蚀性的石油钻杆内涂粉末涂料。
为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：
一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料，其特征在于，其原料包括环氧树脂， 39.8％-76.8％；无机颜料，4.9％-8.2％；二次成膜填料，28.0％-40.2％；触变剂，1％。
优选地，环氧树脂包括树脂KR104L，5.2％-18.3％；树脂KD2012H，30.5％-41.2％；树脂KD214C， 4.2％-17.3％。
更优选地，环氧树脂包括树脂KR104L，7.4％-7.5％；树脂KD2012H，35.5％-38.1％；树脂 KD214C，7.5％-11.1％。
优选地，无机颜料包括钛白粉，1.2％-3.1％；炭黑，3.7％-5.2％。
优选地，二次成膜填料包括硅微粉，24.4％-30.9％；片状填料，1.2％-4.1％；沉淀硫酸钡， 2.4％-5.2％。
更优选地，二次成膜填料包括硅微粉，29.1％-29.6％；片状填料，3.2％-3.3％；沉淀硫酸钡，4.8％-4.9％。
更优选地，片状填料为玻璃鳞片、胶体石墨、云母粉中的一种或两种或三种。
优选地，环氧树脂的TG值大于107℃。
优选地，触变剂为膨润土、高岭土、气相二氧化硅中的一种。
为达到上述目的之二，本发明采用以下技术方案：
一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
原料称量：按重量计称取相应的环氧树脂，无机颜料，二次成膜填料；
投料：将原料投入混合器内混合15-20分钟；
预混合：用米赛克混合器将原料上下混合均匀；
下料：用料车将混合后的原料下料；
熔融挤出：将原料在80-90℃条件熔融混合并用挤出机挤出原料；
压片：用压片机将挤出的原料压成片状；
破碎：用破碎机将片状原料破碎；
粉碎：加入触变剂，用粉碎机将原料粉碎；
筛粉包装：用筛网筛选得到粉末涂料，将涂料包装成箱。
有益效果：
本发明原料中包含环氧树脂KR104L，环氧树脂KD2012H，环氧树脂KD214C，环氧树脂KR104L是一种CTBN改性环氧树脂，本发明用KE104L进行增韧，在保证对涂料有效增韧的同时,提高涂料的交联密度，平衡涂料韧性和耐热性的矛盾，从而在不影响涂料的耐热性的情况下使本发明涂料体现出良好的柔韧性；环氧树脂KD2012H的交联密度很高，使本涂料具有良好的耐热性；环氧树脂KD214C的分子量大，在提高涂料的交联密度的同时使涂料具有良好的流平性。本发明包含多种环氧树脂，各树脂之间以一定的配比关系混合，使涂料具有良好的韧性、耐热性、流平性。
本发明环氧树脂的TG(玻璃化温度)值高，大于107℃。由于环氧树脂的TG值高，环氧树脂成膜后硬，具有高交联密度，耐热性好，还有优异的化学防腐性能，使涂膜在高达105℃的煤油、甲苯、水、以CO2为介质的环境中，压力为35MPa的高温高压气釜实验中，均表现出强抗软化、耐油、耐温、耐气、耐压的性能。
本发明原料中包含片状填料玻璃鳞片、胶体石墨、云母粉中的一种或两种或三种，片状填料使涂膜形成层叠结构，油、水、气侵蚀涂膜时，无法直接达到被涂膜包裹的底材，阻碍油、水、气的侵蚀路径，从而增强涂层的抗腐蚀能力。
本发明在原料中加入触变剂，使涂覆后的涂层具有抗流挂性。本发明为一种粉末涂料，由于固化体系的限制，对底材的抓力降低，涂覆后的涂层易流挂。本发明中加入触变剂，涂覆时涂料受力变稀易流动涂覆，涂覆后涂层变稠不流挂。
本发明二次成膜填料中包括硅微粉，硅微粉能够降低环氧树脂固化反应的放热峰值温度，降低固化物的线膨胀系数和收缩率，从而消除固化物的内应力，防止开裂；同时由于硅微粉不易与其他物质反应，与大部分酸、碱不起化学反应，其颗粒均匀覆盖在物件表面，具有较强的抗腐蚀能力，还能提高涂膜的冲击强度和硬度。
本发明二次成膜填料中还包括沉淀硫酸钡，沉淀硫酸钡能够调整粉末的密度，同时也具有很强的耐化学性能，能提高产品耐光、耐候、耐化学及电化学腐蚀性和产品装饰效果，增强涂层的抗冲击强度。
本发明由高交联密度的环氧树脂、无机颜料、二次成膜填料制备而成，环氧树脂包括CTBN 改性环氧树脂KR104L，显著增强涂料的韧性，环氧树脂的交联密度大，使产品具有良好的耐热性，环氧树脂本身具备TG值大于107℃的特性，并且产品中还包括硅微粉、沉淀硫酸钡、片状填料等二次成膜填料，不仅提高了涂料的硬度，还显著增强了涂料的耐腐蚀性，即使在含高H2S、CO2、氯离子及水合物等多种腐蚀性介质的环境下也能够保持长时间工作不被腐蚀。
本发明石油钻杆内涂粉末涂料的膜厚为500μm以上，这大大增强了各种腐蚀性气体以及水、油侵蚀涂层的时间。
本发明原料不含毒性、不含溶剂、不含挥发有毒性的物质，本发明无需底涂即可获得足够厚度的涂膜，并且固体粉末涂料可回收利用，利用率高达99％，提高了涂料的利用率、优化了喷涂现场的生产环境，在不影响涂膜性能的前提下，降低生产成本，提高生产效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的制备工艺图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是。对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。
一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料，其特征在于，其原料包括环氧树脂， 39.8％-76.8％；无机颜料，4.9％-8.2％；二次成膜填料，28.0％-40.2％；触变剂，1％。环氧树脂包括树脂KR104L，5.2％-18.3％，来源于厦门爱珂玛化工有限公司；树脂KD2012H，30.5％-41.2％，来源于厦门爱珂玛化工有限公司；树脂KD214C，4.2％-17.3％，来源于昆山蓝海化工有限公司。无机颜料包括钛白粉，1.2％-3.1％，来源于山东宝利莱塑料助剂有限公司；炭黑，3.7％-5.2％，来源于东莞市安荣粉体科技有限公司。二次成膜填料包括硅微粉，24.4％-30.9％，来源于河南卡菲特粉体材料研究开发有限公司；片状填料，1.2％-4.1％；沉淀硫酸钡，2.4％-5.2％，来源于廊坊银马颜料有限公司。片状填料为玻璃鳞片、胶体石墨、云母粉中的一种或两种或三种。环氧树脂的TG值大于107℃。触变剂为膨润土、高岭土、气相二氧化硅中的一种。
一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
原料称量：按重量计称取相应的环氧树脂，无机颜料，二次成膜填料；
投料：将原料投入混合器内混合15-20分钟；
预混合：用米赛克混合器将原料上下混合均匀；
下料：用料车将混合后的原料下料；
熔融挤出：将原料在80-90℃条件熔融混合并用挤出机挤出原料；
压片：用压片机将挤出的原料压成片状；
破碎：用破碎机将片状原料破碎；
粉碎：加入触变剂，用粉碎机将原料粉碎；
筛粉包装：用筛网筛选得到粉末涂料，将涂料包装成箱。
实施例1-7的原料成分和性能测试结果：
实施例7-12的原料成分和测试结果：
对比例1-3的原料成分和测试结果
测试结果实验条件
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料，其特征在于，其原料按重量计包括
环氧树脂，39.8％-76.8％；
无机颜料，4.9％-8.2％；
二次成膜填料，28.0％-40.2％；
触变剂，1％。
2.根据权利要求1所述的一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料，其中，所述环氧树脂按重量计包括
树脂KR104L，5.2％-18.3％；
树脂KD2012H，30.5％-41.2％；
树脂KD214C，4.2％-17.3％。
3.根据权利要求2所述的一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料，其中，所述环氧树脂按重量计包括
树脂KR104L，7.4％-7.5％；
树脂KD2012H，35.5％-38.1％；
树脂KD214C，7.5％-11.1％。
4.根据权利要求1所述的一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料，其中，所述无机颜料按重量计包括
钛白粉，1.2％-3.1％；
炭黑，3.7％-5.2％。
5.根据权利要求1所述的一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料，其中，所述二次成膜填料按重量计包括
硅微粉，24.4％-30.9％；
片状填料，1.2％-4.1％；
沉淀硫酸钡，2.4％-5.2％。
6.根据权利要求5所述的一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料，其中，所述二次成膜填料按重量计包括
硅微粉，29.1％-29.6％；
片状填料，3.2％-3.3％；
沉淀硫酸钡，4.8％-4.9％。
7.根据权利要求5或6所述的一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料，其中，所述片状填料为玻璃鳞片、胶体石墨、云母粉中的一种或两种或三种。
8.根据权利要求1所述的一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料，其中，所述环氧树脂的TG值大于107℃。
9.根据权利要求1所述的一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料，其中，所述触变剂为膨润土、高岭土、气相二氧化硅中的一种。
10.一种不使用酚醛底漆打底的石油钻杆内涂粉末涂料的制备方法，包括以下步骤：
原料称量：按重量计称取相应的环氧树脂，无机颜料，二次成膜填料；
投料：将原料投入混合器内混合15-20分钟；
预混合：用米赛克混合器将原料上下混合均匀；
下料：用料车将混合后的原料下料；
熔融挤出：将原料在80-90℃条件熔融混合并用挤出机挤出原料；
压片：用压片机将挤出的原料压成片状；
破碎：用破碎机将片状原料破碎；
粉碎：加入触变剂，用粉碎机将原料粉碎；
筛粉包装：用筛网筛选得到粉末涂料，将涂料包装成箱。
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