CN112592660A - 一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料及其制备方法 - Google Patents

一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112592660A
CN112592660A CN202010397142.1A CN202010397142A CN112592660A CN 112592660 A CN112592660 A CN 112592660A CN 202010397142 A CN202010397142 A CN 202010397142A CN 112592660 A CN112592660 A CN 112592660A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
parts
weight
sucker rod
asphalt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010397142.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112592660B (zh
Inventor
江拥
杨汝良
蒋合兵
杨飞
熊林
岳渊
陈永付
黄涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Hongrun Paint Co ltd
Original Assignee
Chengdu Hongrun Paint Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Hongrun Paint Co ltd filed Critical Chengdu Hongrun Paint Co ltd
Priority to CN202010397142.1A priority Critical patent/CN112592660B/zh
Publication of CN112592660A publication Critical patent/CN112592660A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112592660B publication Critical patent/CN112592660B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D195/00—Coating compositions based on bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • C09D195/005—Aqueous compositions, e.g. emulsions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/30—Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups
    • C08F8/32—Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups by reaction with amines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G81/00—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers
    • C08G81/02—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers in the absence of monomers, e.g. block polymers at least one of the polymers being obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C08G81/024—Block or graft polymers containing sequences of polymers of C08C or C08F and of polymers of C08G
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/65—Additives macromolecular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明涉及一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。包括按照重量百分比计的如下成分：自乳化沥青65‑75%，水性丙烯酸树脂乳液15‑25%，水性分散剂0.3‑0.5%、水性消泡剂0.1‑0.2%、水性有机硅流平剂0.2‑0.5%、水性聚酰胺蜡浆0.5‑1%、去离子水4.4‑6%、成膜助剂1‑3%、石墨烯浆0.2‑0.5%。该涂料利用了非离子型乳化沥青的特点，使涂料在抽油杆的表面在低温条件下能够有效提供耐候防腐特性，产生较好的保护作用；同时，又会在温度升高时，完全溶解，不会出现涂层呈颗粒状和呈片脱落的问题。

Description

一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料及其制备方法，属于涂料技术领域。
背景技术
钢丝绳抽油杆是抽油机井的细长杆件，它上接光杆，下接抽油泵起传递动力作用。抽油杆单根长度为7.62或8米、9.14m，材质一般是低碳合金钢经过调质处理，在油管内用内螺纹箍一根根连接起来一直延伸到地下油层处的活塞上，通过往复运动来泵油。目前的油井长度一般在两千米左右，以胜利油田为例，最深的以达三千余米。
钢丝绳抽油杆的工作环境非常恶烈，分为以下三种因素：1、一般油井中含有HS、CO、CI-及硫酸盐还原菌，系多元腐蚀介质。不同油田，同一油田的不同油井，同一油井的不同部位存在着不同的腐蚀介质和不同的介质浓度；2、抽油杆工作时，作上下往复运动，承受交变拉伸载荷的作用；3、由于油井有一定的斜度，钢丝绳与油管之间存在滑动摩擦。抽油杆工作在较强烈的腐蚀环境中，其失效主要是因腐蚀引起的破坏；钢丝绳的料选用高碳钢，耐蚀性差；钢丝绳是由若干根钢丝组成，结构具有稀疏性，腐蚀介质可侵入钢丝绳内部，每根钢丝都会与腐蚀介质接触，钢丝绳抽油杆与腐蚀介质的接触面积是钢杆的4.85倍。因此，须对钢丝绳抽油杆进行表面防护。
目前市场上对钢丝绳抽油杆的表面防护方法有很多：如金属涂层：镀锌层、锌铝合金层、热浸铝等；有机涂层：流床法浸渍涂覆塑料、静电涂覆塑料、热挤塑包覆塑料和热喷塑涂覆塑料等。根据油井的腐蚀环境，抽油杆的工作状况及运输要求，在l000多米细长钢丝绳上实施防护工艺的可靠性，现实性和经济性，在分析，比较的基础上决定采用热挤塑包覆塑料和热喷塑涂覆塑料的方法对钢丝绳抽油杆进行表面防护热挤塑包覆塑料用于接体涂层，热喷塑涂覆塑料用于局部(如接头,破损修复)涂层。热挤塑包覆塑料就是使塑料在一定的温度和压力下熔融塑化，并连续通过一个型孔，成为特定断面形状的产品。热挤塑成型主要包括加料、塑化、成型、定型四个过程，其工艺流程如下：钢丝绳检验一钢丝绳除锈一钢丝绳除油一放线准备一挤塑机备料一控制系统动作一挤塑一涂层检验一收线打包。热喷塑涂覆塑料是用火焰加热塑料粉末，将软化的液滴喷射到事先预热到接近粉末熔点的被涂工件上，熔融粉末融合堆积形成涂层。通常，热喷塑工艺流程如下：基体工件表面预处理一表面预热一喷塑一塑(固)化—一检验一潦层修复。
以上防护方法均存在一个安全问题，抽油杆工作时被涂层包覆着，不能将原油摩擦时产生的静电释放，易产生静电火花，加之传统方案不环保，工艺处于被淘汰的边缘。为此，安全要求，抽油杆表面的涂层只能起到临时保护作用，在工作时涂层必须溶解到原油中，不能呈片、呈块脱落，否则会影响抽油机的正常运作。
发明内容
本发明针对钻井机抽油杆的临时性保护需求，开发了一种水性涂料，其利用了非离子型乳化沥青的特点，使涂料在抽油杆的表面在低温条件下能够有效提供耐候防腐特性，产生较好的保护作用；同时，又会在温度升高时，完全溶解，不会出现涂层呈颗粒状和呈片脱落的问题。
技术方案是：
一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料，包括按照重量百分比计的如下成分：
自乳化沥青65-75％，水性丙烯酸树脂乳液15-25％，水性分散剂0.3-0.5％、水性消泡剂0.1-0.2％、水性有机硅流平剂0.2-0.5％、水性聚酰胺蜡浆0.5-1％、去离子水4.4-6％、成膜助剂1-3％、石墨烯浆0.2-0.5％。
在一个实施方式中，所述的水性消泡剂、水性有机硅流平剂、水性聚酰胺蜡浆和石墨烯浆的pH≤7。
在一个实施方式中，所述的自乳化沥青的制备方法，包括如下步骤：
第1步，按重量份计，将阳离子型乳化剂1-1.5份与非离子型乳化剂1-1.5份加入至去离子水62-73份中，混合均匀，并用HCl调节pH至4以下；
第2步，再第1步中得到的溶液升温，再将25-35份沥青升温后缓慢加入于溶液中，高速搅拌分散均匀后，得到自乳化沥青。
在一个实施方式中，所述的第1步中，阳离子型乳化剂选自氧化胺类沥青乳化剂，非离子型乳化剂选自Tween 80。
在一个实施方式中，所述的第2步中，沥青的软化点40-50℃，更优选自SK90#石油沥青，溶液升温是指升温至50-60℃，沥青升温是指升温至130-140℃。
在一个实施方式中，所述的水性丙烯酸树脂乳液的制备方法，包括如下步骤：
步骤A，按重量份计，将甲基丙烯酸缩水甘油酯20-25份、丙烯酸正丁酯20-30份、丙烯酸10-15份混合后作为混合单体，再加入引发剂0.2-0.4份以及有机溶剂150-180份，升温反应，得到的下层反应产物经过真空干燥后，得到丙烯酸预聚物；
步骤B，按重量份计，将多巴胺盐酸盐3-6份、有机溶剂15-20份混合，再加入三乙胺2-4份，作为多巴胺溶液；将丙烯酸预聚物2-5份与有机溶剂45-50份混合后，再加入1-羟基-苯并-三氮唑3-6份以及1-乙基-3-(二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐5-10份，然后加入多巴胺溶液，并滴加三乙胺1-3份，进行反应，反应后，通过加入稀盐酸使产物沉降，收集产物，真空干燥后，得到多巴胺接枝聚丙烯酸树脂；
步骤C，按重量份计，将多巴胺接枝聚丙烯酸树脂20-25份和助溶剂30-40份混合，升温至50-60℃回流使树脂溶解，然后冷却后加入去离子水20-30份稀释，高速分散处理得到乳液；然后加入Tris-HCl缓冲溶液15-20份，搅拌均匀后，滴加PEI溶液15-25份，并进行反应，反应结束后，再次高速分散后，得到水性丙烯酸树脂乳液。
在一个实施方式中，步骤A中，所述的引发剂是偶氮二异丁腈，所述的有机溶剂是二甲基甲酰胺；升温反应是指在55-70℃条件下反应10-15h。
在一个实施方式中，步骤B中，有机溶剂是二甲基甲酰胺，反应过程是在室温下反应10-15h。
在一个实施方式中，步骤C中，助溶剂是乙二醇丁醚，PEI溶液的浓度是0.2-0.25wt％，反应过程是在室温下反应18-24h。
上述的应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将自乳化沥青、水性丙烯酸树脂乳液加入生产缸中，采用300-400转/分搅拌5-10分钟；
S2、采用去离子水将水性分散剂、水性消泡剂稀释后加入生产缸中，采用300-400转/分搅拌5-10分钟；
S3、加入石墨烯浆、水性聚酰胺蜡浆采用800-1000转/分搅拌25-30分钟；
S4、加入成膜助剂，采用醋酸将pH值调整至5左右。
上述的临时性保护水性涂料在用于制备钻井机抽油杆保护层中的应用。
在一个实施方式中，所述的钻井机抽油杆保护层在原油中升温后可溶解于原油中。
有益效果
本发明利用了水性非离子型乳化沥青的特点，Tg点低，配合丙烯酸乳液(Tg点选择在35-45℃之间)，使得该涂层在常温环境下处于固化状态，该涂层具有优异的防腐性能，耐盐雾性能可达到1000h。附着力1级、冲击性60cm，耐水性能超过720h，耐候性能优异，当抽油杆在运输过程中因碰撞而损坏涂层的防腐性能，同时也不会因集装箱海上运输过程中而生锈；当抽油杆处于工作状态时，原油温度50-100℃，水性丙烯酸改性沥青涂层就会均匀的溶解在原油中，不会产生颗粒和呈片脱落的情况。
本涂料中，原料中几乎不含有粉体填料，因此可以使沥青涂料在原油中溶解时，不会影响到原油的品质，而同时也保持了较好的防护性能。
本涂料中，采用水性聚丙烯酸树脂和乳化沥青作为主要的成膜材料，并且使用的水性聚丙烯酸树脂在进行合成的过程中，采用了多巴胺和聚乙烯亚胺(PEI)对水性聚丙烯酸树脂进行接枝修饰，使得在成膜之后，能够有效地提高涂层材料的稳定性，不易开裂，并且具有更好的附着力，特别是在变温老化的过程中，由于涂层材料具有更好的韧性，稳定性更好。
本发明中制备改性水性丙烯酸乳液的方法如下所示：
首先，通过将甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸作为混合丙烯酸单体进行交联聚合，得到聚丙烯酸。
Figure BDA0002488058540000041
接下来，通过多巴胺上的胺基与聚丙烯酸的羧基进行酰胺化反应，使多巴胺接枝到聚丙烯酸的链上。
Figure BDA0002488058540000042
最后，再通过迈克尔加成反应，使多巴胺与PEI进行接枝，制备得到PEI修饰的聚丙烯树脂，并且将其形成水性乳液。
Figure BDA0002488058540000051
其中，H2N-R-NH2是指PEI，其结构如下：
Figure BDA0002488058540000052
附图说明
图1是实施例3中的涂料经过高低温循环试验后的涂层SEM照片。图2是对照例1中的涂料经过高低温循环试验后的涂层SEM照片。
具体实施方式
以下实施例中所采用的原料如下：
乳化沥青(自制)
水性丙烯酸树脂(自制)
水性聚酰胺蜡浆(AQH810立骅鑫)
水性分散剂(BYK190 BYK)
水性消泡剂(810迪高)
水性有机硅类流平剂(4100迪高)
石墨烯浆(FA111高通科技)
成膜助剂(PDGA美国陶氏)
实施例1
本实施例采用的原料配比如下：
实施例1
乳化沥青 65
水性丙烯酸树脂 25
水性聚酰胺蜡浆 1
水性分散剂 0.5
水性有机硅流平剂 0.2
水性消泡剂 0.1
成膜助剂 3
去离子水 5
石墨烯浆 0.2
合计 100
以上步骤中，采用的自乳化沥青的制备步骤如下：
第1步，按重量份计，将氧化胺类沥青乳化剂1份与非离子型乳化剂Tween 80 1.5份加入至去离子水62份中，混合均匀，并用HCl调节pH至4；
第2步，再第1步中得到的溶液升温至60℃，再将25份SK90#石油沥青升温至140℃后缓慢加入于溶液中，高速搅拌分散均匀后，得到自乳化沥青。
以上步骤中，采用的水性聚丙烯酸乳液的制备步骤如下：
步骤A，按重量份计，将甲基丙烯酸缩水甘油酯20份、丙烯酸正丁酯30份、丙烯酸10份混合后作为混合单体，再加入引发剂偶氮二异丁腈0.4份以及二甲基甲酰胺150份，70℃条件下反应10h，得到的下层反应产物经过真空干燥后，得到丙烯酸预聚物；
步骤B，按重量份计，将多巴胺盐酸盐6份、有机溶剂15份混合，再加入三乙胺4份，作为多巴胺溶液；将丙烯酸预聚物2份与二甲基甲酰胺50份混合后，再加入1-羟基-苯并-三氮唑3份以及1-乙基-3-(二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐10份，然后加入多巴胺溶液，并滴加三乙胺1份，室温下反应15h，反应后，通过加入稀盐酸使产物沉降，收集产物，真空干燥后，得到多巴胺接枝聚丙烯酸树脂；
步骤C，按重量份计，将多巴胺接枝聚丙烯酸树脂20份和是乙二醇丁醚40份混合，升温至50℃回流使树脂溶解，然后冷却后加入去离子水30份稀释，高速分散处理得到乳液；然后加入Tris-HCl缓冲溶液15份，搅拌均匀后，滴加0.25wt％的PEI溶液(溶剂为水)15份，室温下反应24h，反应结束后，再次高速分散后，得到水性丙烯酸树脂乳液。
水性涂料的制备方法是：
S1、将自乳化沥青、水性丙烯酸树脂乳液加入生产缸中，采用300-400转/分搅拌5-10分钟；
S2、采用去离子水将水性分散剂、水性消泡剂稀释后加入生产缸中，采用300-400转/分搅拌5-10分钟；
S3、加入石墨烯浆、水性聚酰胺蜡浆采用800-1000转/分搅拌25-30分钟；
S4、加入成膜助剂，采用醋酸将pH值调整至5左右。
实施例2
本实施例采用的原料配比如下：
实施例2
乳化沥青 70
水性丙烯酸树脂 20
水性聚酰胺蜡浆 0.8
水性分散剂 0.4
水性有机硅流平剂 0.5
水性消泡剂 0.2
成膜助剂 1.6
去离子水 6
石墨烯浆 0.5
合计 100
以上步骤中，采用的自乳化沥青的制备步骤如下：
第1步，按重量份计，将氧化胺类沥青乳化剂1.5份与非离子型乳化剂Tween 80 1份加入至去离子水73份中，混合均匀，并用HCl调节pH至4；
第2步，再第1步中得到的溶液升温至50℃，再将35份SK90#石油沥青升温至130℃后缓慢加入于溶液中，高速搅拌分散均匀后，得到自乳化沥青。
以上步骤中，采用的水性聚丙烯酸乳液的制备步骤如下：
步骤A，按重量份计，将甲基丙烯酸缩水甘油酯25份、丙烯酸正丁酯20份、丙烯酸15份混合后作为混合单体，再加入引发剂偶氮二异丁腈0.2份以及二甲基甲酰胺180份，55℃条件下反应15h，得到的下层反应产物经过真空干燥后，得到丙烯酸预聚物；
步骤B，按重量份计，将多巴胺盐酸盐3份、有机溶剂20份混合，再加入三乙胺2份，作为多巴胺溶液；将丙烯酸预聚物5份与二甲基甲酰胺45份混合后，再加入1-羟基-苯并-三氮唑6份以及1-乙基-3-(二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐5份，然后加入多巴胺溶液，并滴加三乙胺3份，室温下反应10h，反应后，通过加入稀盐酸使产物沉降，收集产物，真空干燥后，得到多巴胺接枝聚丙烯酸树脂；
步骤C，按重量份计，将多巴胺接枝聚丙烯酸树脂25份和是乙二醇丁醚30份混合，升温至60℃回流使树脂溶解，然后冷却后加入去离子水20份稀释，高速分散处理得到乳液；然后加入Tris-HCl缓冲溶液20份，搅拌均匀后，滴加0.2wt％的PEI溶液(溶剂为水)25份，室温下反应18h，反应结束后，再次高速分散后，得到水性丙烯酸树脂乳液。
水性涂料的制备方法是：
S1、将自乳化沥青、水性丙烯酸树脂乳液加入生产缸中，采用300-400转/分搅拌5-10分钟；
S2、采用去离子水将水性分散剂、水性消泡剂稀释后加入生产缸中，采用300-400转/分搅拌5-10分钟；
S3、加入石墨烯浆、水性聚酰胺蜡浆采用800-1000转/分搅拌25-30分钟；
S4、加入成膜助剂，采用醋酸将pH值调整至5左右。
实施例3
本实施例采用的原料配比如下：
实施例3
乳化沥青 73
水性丙烯酸树脂 20
水性聚酰胺蜡浆 0.5
水性分散剂 0.3
水性有机硅流平剂 0.3
水性消泡剂 0.2
成膜助剂 1
去离子水 4.4
石墨烯浆 0.3
合计 100
以上步骤中，采用的自乳化沥青的制备步骤如下：
第1步，按重量份计，将氧化胺类沥青乳化剂1.2份与非离子型乳化剂Tween 801.2份加入至去离子水70份中，混合均匀，并用HCl调节pH至4；
第2步，再第1步中得到的溶液升温至55℃，再将30份SK90#石油沥青升温至135℃后缓慢加入于溶液中，高速搅拌分散均匀后，得到自乳化沥青。
以上步骤中，采用的水性聚丙烯酸乳液的制备步骤如下：
步骤A，按重量份计，将甲基丙烯酸缩水甘油酯22份、丙烯酸正丁酯25份、丙烯酸12份混合后作为混合单体，再加入引发剂偶氮二异丁腈0.3份以及二甲基甲酰胺160份，65℃条件下反应12h，得到的下层反应产物经过真空干燥后，得到丙烯酸预聚物；
步骤B，按重量份计，将多巴胺盐酸盐5份、有机溶剂18份混合，再加入三乙胺3份，作为多巴胺溶液；将丙烯酸预聚物4份与二甲基甲酰胺47份混合后，再加入1-羟基-苯并-三氮唑5份以及1-乙基-3-(二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐7份，然后加入多巴胺溶液，并滴加三乙胺2份，室温下反应12h，反应后，通过加入稀盐酸使产物沉降，收集产物，真空干燥后，得到多巴胺接枝聚丙烯酸树脂；
步骤C，按重量份计，将多巴胺接枝聚丙烯酸树脂22份和是乙二醇丁醚35份混合，升温至55℃回流使树脂溶解，然后冷却后加入去离子水25份稀释，高速分散处理得到乳液；然后加入Tris-HCl缓冲溶液18份，搅拌均匀后，滴加0.23wt％的PEI溶液(溶剂为水)20份，室温下反应22h，反应结束后，再次高速分散后，得到水性丙烯酸树脂乳液。
水性涂料的制备方法是：
S1、将自乳化沥青、水性丙烯酸树脂乳液加入生产缸中，采用300-400转/分搅拌5-10分钟；
S2、采用去离子水将水性分散剂、水性消泡剂稀释后加入生产缸中，采用300-400转/分搅拌5-10分钟；
S3、加入石墨烯浆、水性聚酰胺蜡浆采用800-1000转/分搅拌25-30分钟；
S4、加入成膜助剂，采用醋酸将pH值调整至5左右。
对照例1
与实施例3的区别在于：采用的水性聚丙烯酸树脂未经过PEI接枝处理。
干板实现：采用去离子水将漆液粘度调整为60-70KU，将抽油杆浸入漆液10秒中，取出竖立干燥。同时按配比将粘度调整至30-40S(T-4杯)进行喷板，检测物性。物性干板放置25℃恒温箱中自干48小时检测常规性能，熟化7d后测试耐盐雾性、耐水性、耐候性及在热原油中脱漆情况测试。
实施例1～实施例3、对照例1涂层干板性能
Figure BDA0002488058540000091
Figure BDA0002488058540000101
注1：耐高低温循环交变试验条件：80±2℃、95％RH 4h，80℃至-40℃2h(变温速度1℃/min)，-40±2℃4h，-40℃至80℃、95％RH 2h(变温速度1℃/min)，以上12h为一周期，样板在60周期试验完成后应室温下放置16h以上再进行测试。
从实施例1-3可以看出，当丙烯酸乳液量增大时，漆膜的硬度会增加，但在50℃原油中溶解的时间要长。当石墨烯浆量加大至0.5％时(见实施例2)，漆膜的耐盐雾性能超过3000h，并且冲击性能达到60CM，浸泡在50℃原油中溶解的时间只需要15分钟。
从实施例3和对照例1的对比可以看出，水性聚丙烯酸树脂表面接枝的PEI具有较多的活性基团，能够与沥青形成较好的交联，使涂层具有更好的韧性，能够有效提高涂层的耐冲击力，经过耐高低温循环交变试验后，涂层完整；其表面的SEM照片分别如图1和图2所示，从图中可以看出，实施例3中的涂层表面完整无缺陷，而对照例1中的涂层表面出现了明显的裂纹，说明采用了PEI接枝修饰的水性丙烯酸树脂可以有效提高涂料的强度；另外，由于进行了PEI接枝处理的水性丙烯酸树脂，可以更好地溶解于原油中，对照例1中的涂层在溶解于原油后，仍然在涂层的表面留有絮状物，说明其溶解性不好。
所有案例耐高低温循环交变试验、耐人工老化以及在50℃原油中溶解的效果非常好，采用水性体系VOC排放非常小。该产品已经成功在胜利油田技术部试验，效果非常好，可以批号生产，上机操作。

Claims (10)

1.一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料，其特征在于，包括按照重量百分比计的如下成分：自乳化沥青65-75%，水性丙烯酸树脂乳液15-25%，水性分散剂0.3-0.5%、水性消泡剂0.1-0.2%、水性有机硅流平剂0.2-0.5%、水性聚酰胺蜡浆0.5-1%、去离子水4.4-6%、成膜助剂1-3%、石墨烯浆0.2-0.5%。
2.根据权利要求1所述的应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料，其特征在于，在一个实施方式中，所述的水性消泡剂、水性有机硅流平剂、水性聚酰胺蜡浆和石墨烯浆的pH≤7。
3.根据权利要求1所述的应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料，其特征在于，在一个实施方式中，所述的自乳化沥青的制备方法，包括如下步骤：第1步，按重量份计，将阳离子型乳化剂1-1.5份与非离子型乳化剂1-1.5份加入至去离子水62-73份中，混合均匀，并用HCl调节pH至4以下；第2步，再第1步中得到的溶液升温，再将25-35份沥青升温后缓慢加入于溶液中，高速搅拌分散均匀后，得到自乳化沥青。
4.根据权利要求1所述的应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料，其特征在于，在一个实施方式中，所述的第1步中，阳离子型乳化剂选自氧化胺类沥青乳化剂，非离子型乳化剂选自Tween 80。
5.根据权利要求1所述的应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料，其特征在于，在一个实施方式中，所述的第2步中，沥青的软化点40-50℃，更优选自SK90#石油沥青，溶液升温是指升温至50-60℃，沥青升温是指升温至130-140℃。
6.根据权利要求1所述的应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料，其特征在于，在一个实施方式中，所述的水性丙烯酸树脂乳液的制备方法，包括如下步骤：步骤A，按重量份计，将甲基丙烯酸缩水甘油酯20-25份、丙烯酸正丁酯20-30份、丙烯酸10-15份混合后作为混合单体，再加入引发剂0.2-0.4份以及有机溶剂150-180份，升温反应，得到的下层反应产物经过真空干燥后，得到丙烯酸预聚物；步骤B，按重量份计，将多巴胺盐酸盐3-6份、有机溶剂15-20份混合，再加入三乙胺2-4份，作为多巴胺溶液；将丙烯酸预聚物2-5份与有机溶剂45-50份混合后，再加入1-羟基-苯并-三氮唑3-6份以及1-乙基-3-(二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐5-10份，然后加入多巴胺溶液，并滴加三乙胺1-3份，进行反应，反应后，通过加入稀盐酸使产物沉降，收集产物，真空干燥后，得到多巴胺接枝聚丙烯酸树脂；步骤C，按重量份计，将多巴胺接枝聚丙烯酸树脂20-25份和助溶剂30-40份混合，升温至50-60℃回流使树脂溶解，然后冷却后加入去离子水20-30份稀释，高速分散处理得到乳液；然后加入Tris-HCl缓冲溶液15-20份，搅拌均匀后，滴加PEI溶液15-25份，并进行反应，反应结束后，再次高速分散后，得到水性丙烯酸树脂乳液。
7.根据权利要求1所述的应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料，其特征在于，在一个实施方式中，步骤A中，所述的引发剂是偶氮二异丁腈，所述的有机溶剂是二甲基甲酰胺；升温反应是指在55-70℃条件下反应10-15h；在一个实施方式中，步骤B中，有机溶剂是二甲基甲酰胺，反应过程是在室温下反应10-15h。
8.根据权利要求1所述的应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料，其特征在于，在一个实施方式中，步骤C中，助溶剂是乙二醇丁醚，PEI溶液的浓度是0.2-0.25wt%，反应过程是在室温下反应18-24h。
9.权利要求1所述的应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将自乳化沥青、水性丙烯酸树脂乳液加入生产缸中，采用300-400转/分搅拌5-10分钟；S2、采用去离子水将水性分散剂、水性消泡剂稀释后加入生产缸中，采用300-400转/分搅拌5-10分钟；S3、加入石墨烯浆、水性聚酰胺蜡浆采用800-1000转/分搅拌25-30分钟；S4、加入成膜助剂，采用醋酸将pH值调整至5左右。
10.权利要求1所述的临时性保护水性涂料在用于制备钻井机抽油杆保护层中的应用。
CN202010397142.1A 2020-05-12 2020-05-12 一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料及其制备方法 Active CN112592660B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010397142.1A CN112592660B (zh) 2020-05-12 2020-05-12 一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010397142.1A CN112592660B (zh) 2020-05-12 2020-05-12 一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112592660A true CN112592660A (zh) 2021-04-02
CN112592660B CN112592660B (zh) 2021-09-17

Family

ID=75180054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010397142.1A Active CN112592660B (zh) 2020-05-12 2020-05-12 一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112592660B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111876076A (zh) * 2020-07-31 2020-11-03 江苏华夏制漆科技有限公司 一种抽油机井抽油杆用临时保护水性涂料及其制备方法
CN117645393A (zh) * 2024-01-30 2024-03-05 中国矿业大学(北京) 一种煤矿矿井水处理及资源化利用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105694494A (zh) * 2016-03-30 2016-06-22 徐州卧牛山新型防水材料有限公司 乳化沥青及其制备方法、沥青防水卷材用水性基层处理剂及其制备方法
US20160185966A1 (en) * 2014-08-11 2016-06-30 Research Institute Of Highway Ministry Of Transport Waterborn polymer-modified emulsified asphalt mixture and process for producing the same
CN109762467A (zh) * 2018-12-25 2019-05-17 广西青龙化学建材有限公司 石墨烯改性粘弹防水胶及其制备方法
CN109796706A (zh) * 2019-01-30 2019-05-24 常州中英科技股份有限公司 一种聚多巴胺改性的含氟树脂混合物及其制备的半固化片和覆铜板

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160185966A1 (en) * 2014-08-11 2016-06-30 Research Institute Of Highway Ministry Of Transport Waterborn polymer-modified emulsified asphalt mixture and process for producing the same
CN105694494A (zh) * 2016-03-30 2016-06-22 徐州卧牛山新型防水材料有限公司 乳化沥青及其制备方法、沥青防水卷材用水性基层处理剂及其制备方法
CN109762467A (zh) * 2018-12-25 2019-05-17 广西青龙化学建材有限公司 石墨烯改性粘弹防水胶及其制备方法
CN109796706A (zh) * 2019-01-30 2019-05-24 常州中英科技股份有限公司 一种聚多巴胺改性的含氟树脂混合物及其制备的半固化片和覆铜板

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张峰 等: "多巴胺改性聚丙烯酸酯的合成及性能研究", 《材料研究与应用》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111876076A (zh) * 2020-07-31 2020-11-03 江苏华夏制漆科技有限公司 一种抽油机井抽油杆用临时保护水性涂料及其制备方法
CN117645393A (zh) * 2024-01-30 2024-03-05 中国矿业大学(北京) 一种煤矿矿井水处理及资源化利用方法
CN117645393B (zh) * 2024-01-30 2024-04-02 中国矿业大学(北京) 一种煤矿矿井水处理及资源化利用方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112592660B (zh) 2021-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112592660B (zh) 一种应用于钻井机抽油杆临时性保护水性涂料及其制备方法
CN1252201C (zh) 聚合物组合物
CN110117443B (zh) 一种常温固化超疏水电活性抗点蚀涂层及其制备方法
CN1989214A (zh) 热固性水基涂料组合物和涂膜形成方法
CN101068894A (zh) 尿烷丙烯酸酯衔接涂料
CN107118656B (zh) 一种橡胶防老化涂料及其制备方法与应用
CN104231799B (zh) 高固体分高光泽阳极电泳涂料及涂装方法
CN111592614A (zh) 一种乙烯基改性氟碳树脂及其制备方法、耐腐蚀涂料及其制备方法和应用
US8901204B1 (en) Cross-linked ethylene propylene diene terpolymer latex blend for improved coatings
CN1157622A (zh) N-酰氨基亚甲基膦酸酯及其在水性涂料组合物中的用途
US5725911A (en) Method for forming a metal spray coating
CN110229571B (zh) 新型底面合一锌烯防腐涂料、制备方法及涂装系统
CN109913072B (zh) 一种水性卷钢修补漆及其制备方法
KR20190013755A (ko) 경화 전착 도막의 형성 방법
JP5490110B2 (ja) 電着組成物および方法
CN111876076A (zh) 一种抽油机井抽油杆用临时保护水性涂料及其制备方法
PT96125A (pt) Processo para a preparacao de uma composicao de tintas de agua contendo resinase polimeros para pintura por electro-imersao utilizaveis na obtencao de revestimentos de tinta de camadas multiplas
CN106189583A (zh) 一种应用于25型客车水性预涂底漆及其制备方法
CN110079190A (zh) 一种新型韧性超厚型无溶剂环氧煤沥青涂料、制备方法及其应用
CN112940574A (zh) 一种荧光防腐涂料及其制备方法
US8197654B2 (en) Methods for preparing an electrodepositable coating composition
CN113527959A (zh) 一种超快干铸管防腐漆制备方法
CN111961381A (zh) 一种抗h2s气体侵蚀的长效漆膜
CN105602430B (zh) 预涂料组合物、uv固化产品及其制备方法
JP5546877B2 (ja) 厚膜塗装可能な艶消し電着塗料組成物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant