CN112852256B - 一种利用超细钻杆、油管内涂环氧粉末废料制备的粉末涂料组合物 - Google Patents

一种利用超细钻杆、油管内涂环氧粉末废料制备的粉末涂料组合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及油气开采技术领域，具体是一种利用超细钻杆、油管内涂环氧粉末废料制备的粉末涂料组合物，由以下成分按如下重量百分比组成：双酚A环氧树脂10‑25％，钛酸酯螯合剂1‑3％，脲醛树脂1‑3％，填料5‑25％，超细粉末涂料废料30‑50％，噁唑烷酮环氧树脂10‑20％，酚醛树脂5‑15％，咪唑类促进剂0.5‑2％，气相二氧化硅0.5‑1％。本发明还提供所述涂料组合物的制备方法。本发明让回收的钻杆、油管内涂环氧粉末涂料重新利用，制备得到的粉末涂料粒径能够满足20‑150微米，并且通过SY/T 6717(2016)以及SY/T 0544(2016)中含N2和CO2的高温高压釜测试。

Description

一种利用超细钻杆、油管内涂环氧粉末废料制备的粉末涂料 组合物
技术领域
本发明涉及油气开采技术领域，具体地说，是一种反应挤出回收利用超细钻杆、油管内涂环氧粉末废料的方法及制备的粉末涂料组合物。
背景技术
制备钻杆、油管内涂环氧粉末涂料过程中容易产生10％左右5-20微米的超细粉末涂料，此种粉末涂料无法静电喷涂并且此类粉末涂料容易采用真空吸附内喷涂时也容易导致粉末涂料悬浮于空气，当钻杆、油管内，当粉末涂料在基材表面初步形成交联结构不具有流平效果时超细粉末会落在管件内壁，使得管内粉末涂层出现各种不佳的表面如麻点，此类超细粉末涂料通常被当作危废处理。
关于一种反应挤出回收利用超细钻杆、油管内涂环氧粉末废料的方法及制备的粉末涂料组合物目前还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反应挤出回收利用超细钻杆、油管内涂环氧粉末涂料废料的方法，通过回收粉末中加入双酚A环氧树脂以及高附着力支化助剂通过反应挤出预聚的支化结构环氧树脂，然后加入其它树脂、固化剂和填料等再次熔融、挤出、压片、破碎、磨粉，让回收的钻杆、油管内涂环氧粉末涂料废料重新利用，并且通过SY/T 6717(2016)以及SY/T 0544(2016)中含N2和CO2的高温高压釜测试。
本发明的第一方面，提供一种利用超细钻杆、油管内涂环氧粉末废料的制备的粉末涂料组合物，由以下成分按如下重量百分比组成：
Figure BDA0002882118050000011
Figure BDA0002882118050000021
进一步的，所述的双酚A环氧树脂采用环氧当量400-1000，软化点60-105℃的双酚A环氧树脂。可采用南亚NPES 901、903树脂。
进一步的，所述的钛酸酯螯合剂选自乙酰丙酮型钛酸酯偶联剂或乙酰乙酸乙酯型钛酸酯偶联剂。该系列钛酸酯能够和环氧树脂发生反应，能够润湿包覆填料，同时又能显著的抑制环氧树脂在和超细粉组合预挤出过程中环氧树脂的出现爆聚或者和回收粉末之间的过度交联导致凝胶的现象。可采用双(乙酰乙酸乙酯基)二正丁氧基钛酸酯、双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丁酯、双(乙酰丙酮基)乙氧基异丙氧基钛酸酯、双(乙酰丙酮基)二异丙基钛酸酯。
进一步的，所述的脲醛树脂选自正丁醚化、异丁醚化、甲醚化脲醛树脂。可采用氰特U-1051。
进一步的，所述的填料选自重防腐粉末涂料中常用的耐化学性良好的硫酸钡、硅微粉及其组合。
进一步的，所述的超细粉末涂料废料为磨粉过程中形成的超细粉末涂料，该类型粉末涂料粒径≤20微米，主要是从生产厂家的回收塔中收集以及涂装厂的回收塔中收集，这类产品不能直接使用，否则粉末涂料上粉率偏低影响涂层膜厚以及涂层的外观，内喷涂时容易出现滴痕，公司生产的该类型涂料通常由双酚A环氧树脂、噁唑烷酮环氧树脂、酚醛树脂、潜伏胺、固化促进剂以及填料如硅微粉、硫酸钡以及颜料组成。如果废旧的超细粉末直接用螺杆挤出机二次挤出时容易导致喂料难以进入螺杆挤出机并且磨粉后粉末涂料依然粒径在20微米以内，难以符合预期的20-150微米范围内。
因此本方案采用钛酸酯类偶联剂以及脲醛树脂以及环氧树脂等二次挤出使得旧的粉末如填料一般被夹带进入螺杆，避免了挤出剂喂料过程中的难以加入的现象，其次通过脲醛树脂和钛酸酯偶联剂和超细粉之间的反应，让超细粉重新和加入的树脂、固化剂、填料等重新融合，并且磨粉后粉末粒径达到20-150微米之间，使得粉末涂料具有可用性。
进一步的，所述的噁唑烷酮环氧树脂的环氧当量380-460。可采用陶氏化学的DER6508、6510等。
进一步的，所述的酚醛树脂的软化点85-110℃。可采用山东圣泉PF-8013/8012/8010/8020。
进一步的，所述的咪唑类促进剂选自咪唑、二甲基咪唑、苯基咪唑等。优选2-甲基咪唑，以上原料国药集团均有销售。
进一步的，所述的气相二氧化硅为常用的亲水性气相二氧化硅。比表面积达到200平米/克。可采用德固赛的A200气相二氧化硅、瓦克化学的N20气相二氧化硅，均属于性价比高的亲水性气相二氧化硅。
本发明中采用的材料均为市售材料。
本发明的第二方面，提供一种反应挤出回收利用超细钻杆、油管内涂环氧粉末废料的方法，包括以下步骤：
通过螺杆挤出机130-150℃熔融挤出双酚A环氧树脂、钛酸酯螯合剂、脲醛树脂、填料、超细粉末涂料废料并且压片破碎后获得中间体，然后将中间体中加入噁唑烷酮环氧树脂、酚醛、咪唑类促进剂混合熔融120-130℃熔融反应挤出，压片破碎、然后在磨粉过程中加入气相二氧化硅，通过100目筛网，即可获得合格的粒径在20-150微米之间的粉末涂料。
本发明创新点在于钛酸酯偶联剂和脲醛树脂以及环氧树脂和超细粉通过130-150℃挤出，脲醛树脂和钛酸酯偶联剂在该温度下与树脂和超细粉末反应挤出，使得脲醛树脂和钛酸酯能够充分润湿超细粉末，并且熔融反应形成整体，然后再挤出、破碎作为中间体再与酚醛固化剂和促进剂一起120-130℃二次挤出、压片，然后粉碎后粒径能够达到20-150微米；如果直接使用超细粉末涂料二次挤出、磨粉后依然会是超细粉末涂料，涂料的粒径依然是≤20微米。钛酸酯偶联剂和脲醛树脂能够和超细粉末和环氧树脂发生熔融反应，并且润湿填料。
本发明优点在于：
本发明通过在回收粉末中加入双酚A环氧树脂以及高附着力支化助剂，钛酸酯和脲醛树脂在130-150℃能够和环氧树脂和超细粉末涂料之间形成充分的反应，支化结构，能够很好的包覆超细粉末，通过反应挤出预聚的支化结构环氧树脂，然后压片、破碎后作为中间体，然后往中间体中加入酚醛树脂以及促进剂作为固化剂再次120-130℃熔融、挤出、压片、破碎、磨粉，让回收的钻杆、油管内涂环氧粉末涂料重新利用，获得性能合格的粉末涂料，粒径能够满足20-150微米，涂层性能能够通过SY/T 6717(2016)以及SY/T 0544(2016)中含N2和CO2的高温高压釜测试。
本发明能够将废旧的钻杆、油管涂料重新回收利用成为合格的产品，减少粉末涂料的危废产生，对环境友好。解决了行业中超细粉末涂料只能废弃的难题；通过在没有固化剂和促进剂的条件下，环氧树脂、偶联剂、填料以及超细粉末涂料通过在130-150℃下，熔融反应，此温度下的反应不会引发树脂和粉末涂料的爆聚，而且又能实现树脂的支化和润湿超细粉末涂料以及填料，然后压片、破碎后和固化剂以及固化促进剂在120-130℃螺杆挤出、压片、破碎、磨粉，此法得到的粉末涂料粒径达到20-150微米，并且不会影响螺杆挤出过程中的喂料速度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
实施例1：
表1.实施例1粉末涂料配方
Figure BDA0002882118050000041
制备方法：通过螺杆挤出机130-150℃熔融挤出A、B、C、D、E并且压片破碎后获得中间体，然后将中间体中加入F、G、H混合熔融120-130℃熔融反应挤出，压片破碎、然后在磨粉过程中加入I，通过100目筛网，即可获得合格的粒径在20-150微米之间的粉末涂料。
制备的粉末涂料TG2 120℃，胶化时间90S；粒径范围15-140微米，粒径范围D99140微米，D50 80微米，D95 120微米。钢管加热到230℃，喷涂粉末涂料，然后固化90min，得到的涂层能够通过SY/T 6717(2016)和SY/T0544(2016)标准。
实施例2：
表2.实施例2粉末涂料配方
Figure BDA0002882118050000051
制备方法：通过螺杆挤出机130-150℃熔融挤出A、B、C、D、E并且压片破碎后获得中间体，然后将中间体中加入F、G、H混合熔融120-130℃熔融反应挤出，压片破碎、然后在磨粉过程中加入I，通过100目筛网，即可获得合格的粒径在20-150微米之间的粉末涂料。
制备的粉末涂料TG2 106℃，胶化时间110S；粒径范围D99140微米，D5080微米，D95120微米。钢管加热到230℃，喷涂粉末涂料，然后固化90min，得到的涂层能够通过SY/T6717(2016)和SY/T 0544(2016)标准。
实施例3：
表3.实施例3粉末涂料配方
Figure BDA0002882118050000061
制备方法：通过螺杆挤出机130-150℃熔融挤出A、B、C、D、E并且压片破碎后获得中间体，然后将中间体中加入F、G、H混合熔融120-130℃熔融反应挤出，压片破碎、然后在磨粉过程中加入I，通过100目筛网，即可获得合格的粒径在20-150微米之间的粉末涂料。
制备的粉末涂料TG2 105℃，胶化时间80S，粒径范围15-140微米，粒径范围D99140微米，D50 80微米，D95 120微米。钢管加热到230℃，喷涂粉末涂料，然后固化90min，得到的涂层能够通过SY/T 6717(2016)和SY/T0544(2016)标准。
实施例4：
表4.实施例4粉末涂料配方
Figure BDA0002882118050000062
Figure BDA0002882118050000071
制备方法：通过螺杆挤出机130-150℃熔融挤出A、B、C、D、E并且压片破碎后获得中间体，然后将中间体中加入F、G、H混合熔融120-130℃熔融反应挤出，压片破碎、然后在磨粉过程中加入I，通过100目筛网，即可获得合格的粒径在20-150微米之间的粉末涂料。
制备的粉末涂料TG2 115℃，胶化时间100S，粒径范围15-140微米，粒径范围D99140微米，D50 80微米，D95 120微米。钢管加热到230℃，喷涂粉末涂料，然后固化90min，得到的涂层能够通过SY/T 6717(2016)和SY/T0544(2016)标准。
实施例5：
表5.实施例5粉末涂料配方
Figure BDA0002882118050000072
制备方法：通过螺杆挤出机130-150℃熔融挤出A、B、C、D、E并且压片破碎后获得中间体，然后将中间体中加入F、G、H混合熔融120-130℃熔融反应挤出，压片破碎、然后在磨粉过程中加入I，通过100目筛网，即可获得合格的粒径在20-150微米之间的粉末涂料。
制备的粉末涂料TG2 105℃，胶化时间100S，粒径范围15-140微米，粒径范围D99140微米，D50 80微米，D95 120微米。钢管加热到230℃，喷涂粉末涂料，然后固化90min，得到的涂层能够通过SY/T 6717(2016)和SY/T0544(2016)标准。
实施例6：
表6.实施例6粉末涂料配方
Figure BDA0002882118050000081
制备方法：通过螺杆挤出机130-150℃熔融挤出A、B、C、D、E并且压片破碎后获得中间体，然后将中间体中加入F、G、H混合熔融120-130℃熔融反应挤出，压片破碎、然后在磨粉过程中加入I，通过100目筛网，即可获得合格的粒径在20-150微米之间的粉末涂料。
制备的粉末涂料TG2 105℃，胶化时间100S，粒径范围15-140微米，粒径范围D99140微米，D50 80微米，D95 120微米。钢管加热到230℃，喷涂粉末涂料，然后固化90min，得到的涂层能够通过SY/T 6717(2016)和SY/T0544(2016)标准。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种利用超细钻杆、油管内涂环氧粉末废料制备的粉末涂料组合物，其特征在于，由以下成分按如下重量百分比组成：
Figure FDA0003493169830000011
所述的粉末涂料组合物的制备方法包括以下步骤：
通过螺杆挤出机130-150℃熔融挤出双酚A环氧树脂、钛酸酯螯合剂、脲醛树脂、填料、超细粉末涂料废料并且压片破碎后获得中间体，然后将中间体中加入噁唑烷酮环氧树脂、酚醛、咪唑类促进剂混合熔融120-130℃熔融反应挤出，压片破碎、然后在磨粉过程中加入气相二氧化硅，通过100目筛网，即可获得合格的粒径在20-150微米之间的粉末涂料。
2.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述的双酚A环氧树脂采用环氧当量400-1000，软化点60-105℃的双酚A环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述的钛酸酯螯合剂选自乙酰丙酮型钛酸酯偶联剂或乙酰乙酸乙酯型钛酸酯偶联剂。
4.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述的脲醛树脂选自正丁醚化、异丁醚化、甲醚化脲醛树脂。
5.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述的填料选自重防腐粉末涂料中常用的耐化学性良好的硫酸钡、硅灰石及其组合。
6.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述的超细粉末涂料废料为超细钻杆、油管内涂环氧粉末废料。
7.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述的噁唑烷酮环氧树脂的环氧当量380-460。
8.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述的酚醛树脂的软化点85-110℃。
9.根据权利要求1所述的粉末涂料组合物，其特征在于，所述的咪唑类促进剂选自咪唑、二甲基咪唑、苯基咪唑。
10.一种制备如权利要求1-9任一所述的粉末涂料组合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过螺杆挤出机130-150℃熔融挤出双酚A环氧树脂、钛酸酯螯合剂、脲醛树脂、填料、超细粉末涂料废料并且压片破碎后获得中间体，然后将中间体中加入噁唑烷酮环氧树脂、酚醛、咪唑类促进剂混合熔融120-130℃熔融反应挤出，压片破碎、然后在磨粉过程中加入气相二氧化硅，通过100目筛网，即可获得合格的粒径在20-150微米之间的粉末涂料。
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