CN116410714A - 一种树脂胶凝材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种树脂胶凝材料及其制备方法。以重量份剂，该树脂胶凝材料的原料组成包括：树脂基体100份，活性稀释剂15‑20份，固化剂80‑110份，调凝剂0‑5份，增韧剂3‑5份；其中，所述树脂基体包括水性改性环氧树脂和呋喃树脂；活性稀释剂包括三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和甲苯缩水甘油醚中的至少一种；固化剂包括酸酐、芳香族胺类、和双氰胺中的至少一种；调凝剂包括N,N‑二甲基苄胺和咪唑中的至少一种；增韧剂包括纳米晶须材料。本发明提供的树脂胶凝材料为一种中高温树脂胶凝材料，其能够适应70‑110℃油气井井况条件，其环保型好且在井况密闭条件下具有良好的固化效果、强度、耐久性以及韧性。
Description
技术领域
本发明属于油田钻完井及修井技术领域，特别涉及一种树脂胶凝材料及其制备方法。
背景技术
普通硅酸盐水泥由于成本低，且泵送、顶替、凝固易于控制，一直以来是油气井开发主要应用的胶凝材料。但普通硅酸盐水泥石是具有先天微观缺陷的脆性材料，井下工况条件下水泥环容易受到破坏，且硅酸盐水泥收缩严重、耐腐蚀能力差，严重影响水泥环的长期封隔性能。此外，随着复杂井的逐渐增多及油气井的持续开采，环空带压等问题已成为各大油田普遍面临的技术难题，采用常规的技术已很难从根本上解决这些难题。
合成树脂胶凝材料为新型聚合物基材料，其为无固相可固化材料，可轻易通过致密砂岩的微孔隙结构，且其固化后本身具有高强度、高弹性、低收缩、抗腐蚀等特性，克服了传统硅酸盐水泥胶凝材料本身固有的缺陷，是一种较为理想的油气井用胶凝材料。然而，目前仍旧缺乏综合性能良好的油气井用合成树脂胶凝材料。一般合成树脂多用于涂料、胶黏剂、塑料等行业，而油气井下的环境与普通树脂的应用环境是不同的，普通合成树脂体系很难满足井况条件下的需求。
现有合成树脂用在中高温油气井常存在以下问题：(1)现有油气井用树脂一般采用油性体系，常含挥发性有机物且清洗需要溶剂，环保性差。(2)水性树脂虽然环保性较好，但在井下密闭高温条件下的稠化时间很难实现有效控制，无法满足不同油气井安全施工要求；且其在井况密闭条件下很难实现充分固化；(3)部分合成树脂由于玻璃化温度低耐热性较差，在井下高温环境下会出现明显的强度衰退问题；(4)为了增加树脂的耐热性，需引入较多刚性基团，而刚性基团增多后就会使树脂变得较脆，从而导致其在井况条件下容易受到破坏；(5)部分树脂在潮湿环境下界面胶结强度低，降低了其封隔效果。
综上所述，研究适用于油气井井况条件下的综合性能良好的中高温树脂胶凝材料具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够适应70-110℃中高温油气井井矿条件的树脂胶凝材料及其制备方法。本发明提供的树脂胶凝材料环保型好且在70-110℃中高温油气井密闭井矿条件下具有较好的固化效果、强度、耐久性以及韧性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种树脂胶凝材料，以重量份剂，该树脂胶凝材料的原料组成包括：
树脂基体100份，活性稀释剂15-20份，固化剂80-110份，调凝剂0-5份，增韧剂3-5份；
其中，所述树脂基体包括水性改性环氧树脂和呋喃树脂；
活性稀释剂包括三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和甲苯缩水甘油醚中的至少一种；
固化剂包括酸酐、芳香族胺类和双氰胺(二氰二氨)中的至少一种；
调凝剂包括N,N-二甲基苄胺和咪唑中的至少一种；
增韧剂包括纳米晶须材料。
在上述树脂胶凝材料中，优选地，所述水性改性环氧树脂和呋喃树脂的质量比为7:3。
在上述树脂胶凝材料中，优选地，所述活性稀释剂包括三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和甲苯缩水甘油醚；
更优选地，所述三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和甲苯缩水甘油醚的质量比为1:1。
在上述树脂胶凝材料中，优选地，所述纳米晶须材料的长径比为50-100:1。
在上述树脂胶凝材料中，优选地，所述纳米晶须材料为碳化硅纳米晶须。
在上述树脂胶凝材料中，优选地，所述水性改性环氧树脂为经过羧基改性的环氧树脂。
在上述树脂胶凝材料中，优选地，所述酸酐选自三烷基代四氢邻苯二甲酸酐和十二烯基琥珀酸酐中的至少一种。
在上述树脂胶凝材料中，优选地，所述芳香族胺类选自间苯二甲胺和间胺基甲胺中的至少一种。
在上述树脂胶凝材料中，优选地，咪唑选自1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑中的至少一种。
本发明还提供了上述树脂胶凝材料的制备方法，其中，该方法包括：
将树脂基体与活性稀释剂混合后，依次加入增韧剂、固化剂、调凝剂，得到所述树脂胶凝材料。
在一具体实施方式中，如图1所示，树脂胶凝材料的制备方法包括：S1：称取水性改性环氧树脂70份和呋喃树脂30份；S2：加入活性稀释剂15-20份；S3：加入纳米晶须增韧剂3-5份；S4：混合均匀后加入固化剂80-110份；S5：根据温度加入适量调凝剂；从而得到油井用中高温凝胶材料。
本发明技术方案选用特殊的树脂基体，配合特殊的固化剂、调凝剂，选用反应性活性稀释剂进行稀释并使用特殊的增韧剂进行进一步性能改善(在保证了反应活性的基础上能够起到很好的稀释作用并且挥发性低环保性好)，得到的树脂胶凝材料能够很好的适应70-110℃中高温油气井井矿条件，有效解决了(1)传统油气井用树脂环保性差的问题；(2)传统水性树脂井况条件下的调凝和固化困难问题；(3)传统环氧树脂高温强度衰退问题；(4)传统油气井用树脂耐热性、强度和韧性的矛盾问题。与现有技术相比，具备如下有益效果：
1、本发明提供的树脂胶凝材料采用的树脂基体不含挥发性有机物且具有一定的亲水性，施工后用清水冲洗即可避免了使用传统油性树脂带来的环保性问题。
2、本发明提供的技术方案中通过低活性固化剂与调凝剂协同作用，有助于实现在中高温下树脂稠化时间的有效控制；且本发明提供的技术方案中选用反应性活性稀释剂而非水降低体系黏度，有助于实现良好固化；在过低活性固化剂、调凝剂以及反应性活性稀释剂的共同作用下解决了传统水性树脂在井下密闭条件下的难以固化的问题，具备优异的固化性能。
3、本发明提供的技术方案中引入耐温能力强的呋喃树脂与环氧树脂复合，同时选用带有刚性基团较多的固化剂，增加树脂固化后的玻璃化温度，从而保证树脂高温下长期养护强度不衰退，具备较高的强度和耐久性。
4、本发明提供的技术方案引入了纳米晶须纤维，从而使体系玻璃化温度不降低保证其耐热性的同时，增加体系韧性。
3、本发明提供的技术方案在70-110℃中高温油气井密闭井矿条件下具有较好的固化效果、强度、耐久性以及韧性，显著缓解了传统树脂耐热性、强度和韧性之间的矛盾。
附图说明
图1为一实施方式中树脂胶凝材料的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供了一种树脂胶凝材料1-1
该树脂凝胶材料1-1通过下述方法制备得到：
称取70重量份水性改性环氧树脂(属于羧基改性环氧树脂)，放入带有搅拌器的容器内；分别称取30重量份呋喃树脂和事先配制好的活性稀释剂15重量份，将称取好的呋喃树脂和活性稀释剂依次加入水性改性环氧树脂中；然后开启搅拌器，加入长径比为100:1的碳化硅纳米晶须增韧剂3重量份，待混和均匀后依次加入固化剂80重量份、调凝剂0.5重量份，搅拌均匀得到树脂胶凝材料，标记为树脂胶凝材料1-1。
其中，活性稀释剂为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与甲苯缩水甘油醚质量比1:1的混合物；
其中，固化剂选用三烷基代四氢邻苯二甲酸酐和间苯二胺，其质量比为1:1；
其中，调凝剂选用N,N-二甲基苄胺和2-乙基-4-甲基咪唑，其质量比为2:1
实施例2
本实施例提供了一种树脂胶凝材料1-2
该树脂凝胶材料1-2的制备方法与树脂凝胶材料1-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为1重量份。
实施例3
本实施例提供了一种树脂胶凝材料1-3
该树脂凝胶材料1-3的制备方法与树脂凝胶材料1-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为1.5重量份。
实施例4
本实施例提供了一种树脂胶凝材料1-4
该树脂凝胶材料1-4的制备方法与树脂凝胶材料1-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为3.0重量份。
实施例5
本实施例提供了一种树脂胶凝材料1-5
该树脂凝胶材料1-5的制备方法与树脂凝胶材料1-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为3.5重量份。
实施例6
本实施例提供了一种树脂胶凝材料1-6
该树脂凝胶材料1-6的制备方法与树脂凝胶材料1-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为4.0重量份。
实施例7
本实施例提供了一种树脂胶凝材料1-7
该树脂凝胶材料1-7的制备方法与树脂凝胶材料1-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为5.0重量份。
对比例1
本对比例提供了一种树脂胶凝材料1-8
该树脂凝胶材料1-8的制备方法与树脂凝胶材料1-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为0重量份。
对比例2
本对比例提供了一种树脂胶凝材料1-9
该树脂凝胶材料1-9的制备方法与树脂胶凝材料1-8的制备方法的区别仅在于，水性改性环氧树脂的添加量为100重量份、呋喃树脂的添加量为0重量份。
实施例8
本实施例提供了一种树脂胶凝材料2-1
该树脂凝胶材料2-1通过下述方法制备得到：
称取70重量份水性改性环氧树脂(属于羧基改性环氧树脂)，放入带有搅拌器的容器内；分别称取30重量份呋喃树脂和事先配制好的活性稀释剂17重量份，将称取好的呋喃树脂和活性稀释剂依次加入水性改性环氧树脂中；然后开启搅拌器，加入长径比为100:1的碳化硅纳米晶须增韧剂4重量份，待混和均匀后依次加入固化剂90重量份、调凝剂0.5重量份，搅拌均匀得到树脂胶凝材料，标记为树脂胶凝材料2-1。
其中，活性稀释剂为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与甲苯缩水甘油醚质量比1:1的混合物；
其中，固化剂选用间苯二胺和双氰胺，其质量比为1:1；
其中，调凝剂选用1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑
实施例9
本实施例提供了一种树脂胶凝材料2-2
该树脂凝胶材料2-2的制备方法与树脂凝胶材料2-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为1重量份。
实施例10
本实施例提供了一种树脂胶凝材料2-3
该树脂凝胶材料2-3的制备方法与树脂凝胶材料2-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为1.5重量份。
实施例11
本实施例提供了一种树脂胶凝材料2-4
该树脂凝胶材料2-4的制备方法与树脂凝胶材料2-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为3.0重量份。
实施例12
本实施例提供了一种树脂胶凝材料2-5
该树脂凝胶材料2-5的制备方法与树脂凝胶材料2-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为3.5重量份。
实施例13
本实施例提供了一种树脂胶凝材料2-6
该树脂凝胶材料2-6的制备方法与树脂凝胶材料2-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为4.0重量份。
实施例14
本实施例提供了一种树脂胶凝材料2-8
该树脂凝胶材料2-8的制备方法与树脂凝胶材料2-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为5.0重量份。
对比例3
本对比例提供了一种树脂胶凝材料2-7
该树脂凝胶材料2-7的制备方法与树脂凝胶材料2-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为0重量份。
实施例15
本实施例提供了一种树脂胶凝材料3-1
该树脂凝胶材料3-1通过下述方法制备得到：
称取70重量份水性改性环氧树脂(属于羧基改性环氧树脂)，放入带有搅拌器的容器内；分别称取30重量份呋喃树脂和事先配制好的活性稀释剂20重量份，将称取好的呋喃树脂和活性稀释剂依次加入水性改性环氧树脂中；然后开启搅拌器，加入长径比为100:1的碳化硅纳米晶须增韧剂5重量份，待混和均匀后依次加入固化剂100重量份、调凝剂0.5重量份，搅拌均匀得到树脂胶凝材料，标记为树脂胶凝材料3-1。
其中，活性稀释剂为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚与甲苯缩水甘油醚质量比1:1的混合物；
其中，固化剂选用三烷基代四氢邻苯二甲酸酐和间胺基甲胺，其质量比为1:1；
其中，调凝剂选自N,N-二甲基苄胺和2-乙基-4-甲基咪唑，其质量比为3:1
实施例16
本实施例提供了一种树脂胶凝材料3-2
该树脂凝胶材料3-2的制备方法与树脂凝胶材料3-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为1重量份。
实施例17
本实施例提供了一种树脂胶凝材料3-3
该树脂凝胶材料3-3的制备方法与树脂凝胶材料3-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为1.5重量份。
实施例18
本实施例提供了一种树脂胶凝材料3-4
该树脂凝胶材料3-4的制备方法与树脂凝胶材料3-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为3.0重量份。
实施例19
本实施例提供了一种树脂胶凝材料3-5
该树脂凝胶材料3-5的制备方法与树脂凝胶材料3-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为3.5重量份。
实施例20
本实施例提供了一种树脂胶凝材料3-6
该树脂凝胶材料3-6的制备方法与树脂凝胶材料3-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为4.0重量份。
实施例21
本实施例提供了一种树脂胶凝材料3-7
该树脂凝胶材料3-7的制备方法与树脂凝胶材料3-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为5.0重量份。
对比例4
本对比例提供了一种树脂胶凝材料3-8
该树脂凝胶材料3-8的制备方法与树脂凝胶材料3-1的制备方法的区别仅在于，调凝剂的加入量为0重量份。
实验例1
参照GB/T 19139-2012《油井水泥试验方法》中提供的实验方法分别测试树脂胶凝材料1-1到树脂胶凝材料1-8的稠化时间、初始稠度、抗压强度，以及树脂胶凝材料1-9抗压强度，具体的温度、压力条件参见表1。并进一步采用差示扫描量热仪分别测试树脂胶凝材料1-2、树脂胶凝材料1-4、树脂胶凝材料1-7、树脂胶凝材料1-8、树脂胶凝材料1-9固化后的玻璃化温度。结果如表1所示。
参照GB/T 19139-2012《油井水泥试验方法》中提供的实验方法分别测试树脂胶凝材料2-1到树脂胶凝材料2-8的稠化时间、初始稠度、抗压强度，具体的温度、压力条件参见表2。并进一步采用差示扫描量热仪分别测试树脂胶凝材料2-2、树脂胶凝材料2-4、树脂胶凝材料2-7、树脂胶凝材料2-8固化后的玻璃化温度。结果如表2所示。
参照GB/T 19139-2012《油井水泥试验方法》中提供的实验方法分别测试树脂胶凝材料3-1到树脂胶凝材料3-8的稠化时间、初始稠度、抗压强度，具体的温度、压力条件参见表3。并进一步采用差示扫描量热仪分别测试树脂胶凝材料3-2、树脂胶凝材料3-4、树脂胶凝材料3-7、树脂胶凝材料3-8固化后的玻璃化温度。结果如表3所示。
表1
表2
表3
由表1-表3可知，通过调凝剂加量的变化，实施例提供树脂凝胶材料在70-110℃可实现稠化时间的有效控制，且其初始稠度低，易于泵送。此外，实施例提供的实施例提供树脂凝胶材料都具有较高的抗压强度，且其玻璃化温度较高，可达120℃左右，从而可保证在应用温度范围内强度无衰退。不加调凝剂的树脂凝胶材料1-8、树脂凝胶材料2-8、树脂凝胶材料3-8的稠化时间均较长。树脂基体中不加呋喃树脂的树脂凝胶材料1-9,玻璃化温度较低，长期养护强度会出现衰退现象。
实验例2
采用岩石三轴试验机对传统硅酸盐水泥与树脂凝胶材料1-4、树脂凝胶材料2-4、树脂凝胶材料3-4的力学性能进行测试，包括单轴抗压强度、杨氏模量和泊松比。其中，养护温度为90℃，养护时间为7d。
传统硅酸盐水泥配方为：G级油井水泥+4.0％降失水剂+40％水。
测试结果如表4所示。
表4
| 单轴抗压强度，MPa | 杨氏模量，GPa | 泊松比 | |
| 树脂凝胶材料1-4 | 88.6 | 3.5 | 0.43 |
| 树脂凝胶材料2-4 | 87.3 | 3.5 | 0.43 |
| 树脂凝胶材料3-4 | 87.6 | 3.4 | 0.44 |
| 传统硅酸盐水泥 | 49.9 | 8.8 | 0.19 |
由表4可知，本发明提供的树脂凝胶材料与传统硅酸盐水泥相比，单轴抗压强度明显提高，杨氏模量明显下降，泊松比显著增加，表现出高强高韧的特点。
实验例3
采用胶结强度模拟装置对传统硅酸盐水泥与树脂凝胶材料1-4、树脂凝胶材料2-4、树脂凝胶材料3-4的胶结强度进行测试。其中，养护温度分别为90℃，养护时间为48h。
采用胶结强度模拟装置对传统硅酸盐水泥与树脂凝胶材料1-7、树脂凝胶材料2-7、树脂凝胶材料3-7的胶结强度进行测试。其中，养护温度分别为70℃，养护时间为48h。
传统硅酸盐水泥配方为：G级油井水泥+4.0％降失水剂+40％水。
测试结果如表5所示。
由表5可知，本发明提供的树脂凝胶材料与传统硅酸盐水泥相比，胶结强度有了显著提高。
表5
综上所述，本发明提供的油井用中高温凝胶材料，黏稠度较低、可泵性良好，且其在70-110℃温度范围内具有可控的稠化时间、稠化时间可调性良好，强度发展快且不衰退。此外，该树脂胶凝材料具有高强度高韧性的特点，抗破坏能力明显增强，且其界面胶结强度远高于硅酸盐水泥，克服了传统硅酸盐水泥存在的不足，是一种综合性能良好的新型油气井用胶凝材料。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种树脂胶凝材料，以重量份剂，该树脂胶凝材料的原料组成包括：
树脂基体100份，活性稀释剂15-20份，固化剂80-110份，调凝剂大于0份小于等于5份，增韧剂3-5份；
其中，所述树脂基体包括水性改性环氧树脂和呋喃树脂；
活性稀释剂包括三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和甲苯缩水甘油醚中的至少一种；
固化剂包括酸酐、芳香族胺类和双氰胺中的至少一种；
调凝剂包括N,N-二甲基苄胺和咪唑中的至少一种；
增韧剂包括纳米晶须材料。
2.根据权利要求1所述的树脂胶凝材料，其中，所述水性改性环氧树脂和呋喃树脂的质量比为7:3。
3.根据权利要求1所述的树脂胶凝材料，其中，所述活性稀释剂包括三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和甲苯缩水甘油醚；
优选地，所述三羟甲基丙烷三缩水甘油醚和甲苯缩水甘油醚的质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的树脂胶凝材料，其中，所述纳米晶须材料的长径比为50-100:1。
5.根据权利要求1所述的树脂胶凝材料，其中，所述纳米晶须材料为碳化硅纳米晶须。
6.根据权利要求1所述的树脂胶凝材料，其中，所述水性改性环氧树脂为经过羧基改性的环氧树脂。
7.根据权利要求1所述的树脂胶凝材料，其中，所述酸酐选自三烷基代四氢邻苯二甲酸酐和十二烯基琥珀酸酐中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的树脂胶凝材料，其中，所述芳香族胺类选自间苯二甲胺和间胺基甲胺中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的树脂胶凝材料，其中，咪唑选自1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑和2-乙基-4-甲基咪唑中的至少一种。
10.权利要求1-9任一项所述的树脂胶凝材料的制备方法，其中，该方法包括：
将树脂基体与活性稀释剂混合后，依次加入增韧剂、固化剂、调凝剂，得到所述树脂胶凝材料。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2213808A1 (en) * | 1995-12-27 | 1997-07-10 | Harold Jabloner | Epoxy resin(s) with curing agent and toughener |
| CN103534289A (zh) * | 2011-05-13 | 2014-01-22 | 亨斯迈先进材料美国有限责任公司 | 具有高热稳定性和韧性的环氧树脂 |
| EP2837645A1 (de) * | 2013-08-12 | 2015-02-18 | Basf Se | Verwendung von 2,5-bisaminomethylfuran als härter für epoxidharze |
| CN105001596A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-10-28 | 中国海洋石油总公司 | 一种合成水泥及其用途 |
| JP2017149867A (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 積水化学工業株式会社 | エステル型エポキシフラン樹脂及びその製造方法、樹脂組成物、並びに樹脂硬化物 |
| US20180179330A1 (en) * | 2015-07-07 | 2018-06-28 | Dow Global Technologies, Llc | Stable high glass transition temperature epoxy resin system for making composites |
| CN109439254A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-03-08 | 深圳广恒威科技有限公司 | 一种可返修的高可靠性填充胶 |
| CN110540830A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-12-06 | 天津中油渤星工程科技有限公司 | 一种水性改性合成树脂胶凝材料及其制备方法、应用 |
| CN111793481A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-10-20 | 中国石油天然气集团公司 | 一种油气井用树脂胶凝材料及其制备方法、应用 |
-
2021
- 2021-12-30 CN CN202111664220.0A patent/CN116410714A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2213808A1 (en) * | 1995-12-27 | 1997-07-10 | Harold Jabloner | Epoxy resin(s) with curing agent and toughener |
| CN103534289A (zh) * | 2011-05-13 | 2014-01-22 | 亨斯迈先进材料美国有限责任公司 | 具有高热稳定性和韧性的环氧树脂 |
| US20140069583A1 (en) * | 2011-05-13 | 2014-03-13 | Derek Scott Kincaid | Epoxy Resins With High Thermal Stability and Toughness |
| EP2837645A1 (de) * | 2013-08-12 | 2015-02-18 | Basf Se | Verwendung von 2,5-bisaminomethylfuran als härter für epoxidharze |
| US20180179330A1 (en) * | 2015-07-07 | 2018-06-28 | Dow Global Technologies, Llc | Stable high glass transition temperature epoxy resin system for making composites |
| CN105001596A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-10-28 | 中国海洋石油总公司 | 一种合成水泥及其用途 |
| JP2017149867A (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 積水化学工業株式会社 | エステル型エポキシフラン樹脂及びその製造方法、樹脂組成物、並びに樹脂硬化物 |
| CN109439254A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-03-08 | 深圳广恒威科技有限公司 | 一种可返修的高可靠性填充胶 |
| CN110540830A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-12-06 | 天津中油渤星工程科技有限公司 | 一种水性改性合成树脂胶凝材料及其制备方法、应用 |
| CN111793481A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-10-20 | 中国石油天然气集团公司 | 一种油气井用树脂胶凝材料及其制备方法、应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 赵伟: "环氧树脂固化行为及其水性乳液制备", 中国优秀博士论文全文数据库（工程科技Ⅰ辑）, no. 02, 4 January 2021 (2021-01-04), pages 15 - 17 * |
| 陈柳利，刘伟区，王政芳: "糠醛丙酮改性环氧树脂体系涂料的配制及性能研究", 涂料工业, vol. 47, no. 9, 1 September 2017 (2017-09-01), pages 1 - 5 * |
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