CN101240137A - 石油管/钻杆专用保护涂料及其制备方法和施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石油管/钻杆专用保护涂料及其制备方法和施工方法。该涂料是以改性丙烯酸树脂、改性醇酸树脂为主要成膜物质，以醛树脂、氯醚树脂和环氧树脂等为改性剂，与无毒着色颜料、纳米微粉、环保溶剂、无毒防锈颜料及添加剂、助剂等制成。该涂料成本低、储存稳定性好、不易沉淀；施工性好，抗流挂性强；涂膜阻燃、干性好、丰满度好，附着力强，耐候、防锈、无毒、环保。本发明的石油管/钻杆专用保护涂料专用设计用于短期防腐涂层，如石油套管、油井管、油井钻杆等的外壁涂层等。

Description

石油管/钻杆专用保护涂料及其制备方法和施工方法

技术领域

本发明涉及一种涂料，具体涉及一种专用于石油套管、油井管、油井钻杆等的外壁保护涂料及其制备法方法和施工方法。主要作为油套管、油管及钻杆外壁等的短期防腐涂层。属化工涂料技术领域。

背景技术

油套管、油管及钻杆以碳钢、微合金和低合金钢为主，化学腐蚀是造成其破损的主要原因。

油套管、油管及钻杆的破损将导致严重后果，甚至整个油井的报废，从而带来高额的经济损失。目前主要使用丙烯酸树脂涂料作为外壁等的短期防腐涂层。由于该涂料成本高，易沉淀，长期附着力较差，因此尚不能全面满足油套管、油管及钻杆的防腐要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种涂料成本低，不易沉淀，长期附着力较好、抗腐蚀的石油管/钻杆专用保护涂料及其制备方法和施工方法。

本发明的目的是这样实现的：一种石油管/钻杆专用保护涂料，该涂料是按重量百分比包括如下组份：

主要成膜物质            5-40％

改性剂                  5-20％

阻燃剂                  8-35％

防锈添加剂              1-8％

颜料                    1-15％

溶剂                    4-25％

涂料表面调整剂          0.3-3.0％，

所述主要成膜物质至少为改性丙烯酸树脂、改性醇酸树脂中的一种，

所述改性剂至少为环氧树脂、醛树脂、氯醚树脂中的一种，也可采用其它改性剂，

所述阻燃剂至少为氯化石蜡、二氯甲烷、三氯乙烯中的一种，也可采用其它阻燃剂，

所述防锈添加剂至少为璜酸钡盐、璜酸锌盐、胺盐、环烷酸钴、环烷酸稀土、环烷酸钙、纳米二氧化硅中的一种，也可采用其它防锈添加剂，

所述无毒功能颜料至少为碳黑、二氧化钛、大红、紫红、酞菁兰、酞菁绿、永固黄、永固橙、磷酸锌、三聚磷酸铝中的一种，也可采用其它无毒颜料，

所述溶剂至少为芳烃溶剂油、丙二醇甲醚、异丙醇、正丁醇中的一种，也可采用其它环保溶剂，

所述涂料表面调整剂至少为表面润湿剂BYK161、流平剂BYK361、消泡剂BYK066N、硅烷偶联剂KH-550中的一种，也可采用其它涂料表面调整剂。

本发明石油管/钻杆专用保护涂料的制备方法是将主要成膜物质、涂料表面调整剂、部分溶剂、颜料依次投入容器内混合均匀，浸泡24小时后砂磨至细度≤30um，用部分溶剂将改性剂溶解后与其混合均匀，投入其它组分混合均匀，用剩余的溶剂调正粘度至标准，经检验合格后过滤包装制得成品。

本发明石油管/钻杆专用保护涂料的施工方法包括如下步骤：

1、工作表面预处理：除掉工件表面的浮锈及污物。

2、采用淋涂/空气喷涂/无空气喷涂/刷涂/抹涂等工艺施工。

3、自然干燥/强制通风干燥/烘烤等工艺干燥。

本发明以改性丙烯酸树脂、改性醇酸树脂为主要成膜物质，通过添加一些改性材料来达到提高石油管的防护性能；添加环氧树脂提高附着力；添加醛树脂提高光泽、丰满度、防腐性；添加氯醚树脂提高干性；添加氯化石蜡增加塑性、阻燃性；添加二氯甲烷、三氯乙烯增加阻燃性；添加璜酸钡盐、璜酸锌盐、胺盐、环烷酸钴、环烷酸稀土、环烷酸钙提高防锈性能及干性；添加纳米二氧化硅减少针孔，提高附着力、耐候性、防腐性、抗流挂及贮存稳定性；添加碳黑、二氧化钛、大红、紫红、酞菁兰、酞菁绿、永固黄、永固橙等无毒颜料可以给涂料着色，提高涂层附着力和机械性能，符合环保要求；添加磷酸锌、三聚磷酸铝等无毒防锈颜料提高防锈性，符合环保要求；添加芳烃溶剂油、丙二醇甲醚、异丙醇、正丁醇等环保溶剂，符合环保要求；添加表面润湿剂BYK161，提高表面润湿性；添加流平剂BYK361，提高表面平坦性、丰满度、光泽；添加BYK066消泡剂，消除表面针孔，减少表面缺陷；添加硅烷偶联剂KH-550提高附着力，防锈性能。

本发明专用保护涂料是一种成本低、储存稳定性好，不易沉淀；施工性好，抗流挂；涂膜阻燃，干性好，丰满度好，附着力好，耐候，防锈，无毒，环保的新型防护涂料，其性能特点如下：

1、成本低，原材料性价比高，市场竞争力强，该成本低于目前普通采用的丙烯酸涂料。

2、储存稳定性好，不易沉淀，该性能高于目前普通采用的丙烯酸涂料。

3、施工性好，抗流挂性强，适合各种施工方法。

4、阻燃性好，开口闪点≥70℃，安全性强。

5、干性好，表干≤15min，实干≤6hr，该性能好于目前普通采用的丙烯酸涂料。

6、丰满度高，光泽高，光泽≥95。

7、附着力强，附着力(划格)≤1级，该性能优于目前普遍采用的丙烯酸涂料。

8、附锈性好，耐盐雾≥168hr，耐候性≥3个月，该性能优于目前普遍采用的丙烯酸涂料。

9、环保，采用无毒颜料、环保溶剂及添加剂，气味小，符合环保要求。

具体实施方式

下面通过实例进一步具体描述本发明。

本发明以改性丙烯酸树脂、改性醇酸树脂为主要成膜物质，以醛树脂、氯醚树脂和环氧树脂等为改性剂，与无毒着色颜料、纳米微粉、环保溶剂、无毒防锈颜料及添加剂、助剂等制成。本发明的石油管/钻杆专用保护涂料专用设计用于短期防腐涂层，如石油套管、油井管、油井钻杆等的外壁涂层等。

石油管/钻杆专用保护涂料，按重量百分比包括如下组份：

序号	原料名称	配比
			1	改性丙烯酸树脂	20
2	改性醇酸树脂	20
			3	环氧树脂	0.5
4	醛树脂	5
			5	氯醚树脂	5
6	氯化石蜡	3
			7	二氯甲烷	15
8	芳烃溶剂油	20.2
			9	环烷酸钴	0.1
10	环烷酸稀土	0.8
			11	环烷酸钙	1.1
12	表面润湿剂BYK161	0.5
			13	流平剂BYK361	0.5
14	BYK066N消泡剂	0.3
			15	硅烷偶联剂KH-550	0.5
16	纳米二氧化硅	0.5
			17	碳黑	1.5
18	三聚磷酸铝	5
			19	璜酸锌盐防锈剂	0.5

本发明用于石油管/钻杆专用保护涂料的制备方法是将改性丙烯酸树脂、改性醇酸树脂、表面润湿剂BYK161、硅烷偶联剂KH-550、部分芳烃溶剂油、纳米二氧化硅、碳黑、三聚磷酸铝依次投入混合均匀后，浸泡24小时后砂磨至细度≤30um，用部分的芳烃溶剂油冲车、清洗，用部分芳烃溶剂油将环氧树脂、醛树脂、氯醚树脂溶解后与其混合均匀，投入其它组分混合均匀，用剩余的芳烃溶剂油调粘至标准，经检验合格后过滤包装制得成品。

本发明用于石油管/钻杆专用保护涂料的施工方法包括如下步骤：

1、工作表面预处理：除掉工件表面的浮锈及污物。

2、采用淋涂工艺施工。

3、自然干燥工艺干燥。

实验例1：

(1)本实验以马口铁板为底材，规格为50×150，石油管/钻杆专用保护涂料为黑色。漆膜样板的制备按GB/T1727进行，涂装时按2.0g/dm制板，产品性能和市售的丙烯酸涂料对比见表一

表一：

项目		石油管/钻杆专用保护涂料	市售的丙烯酸涂料	检验方法
					粘度(25℃)，涂-4杯秒		25	24	GB/T1723-1993
相对密度(20℃)		1.10	1.11	GB/T6750-1986
					细度，um		30	30	GB/T1724-1979(1989)
固体含量％		37.8	35.5	GB/T1725-79(89)
					漆膜外观		平整、光滑	平整、光滑	目测
干燥时间	表干min	10	30	GB/T1728-1979(1989)
					实干h	5	5	GB/T1728-1979(1989)
	附着力(划格)级		0	1					GB/T9286-1998
施工性					对涂装施工无障碍	对涂装施工无障碍	目测
		容器中状态		搅拌后无块，均匀				分层、有沉淀	目测
光泽					98	90	GB/T1743-1979(1989)
		耐候性 月		6				3	GB/T1767-1979(1989)
耐盐雾 h					168	96	GB/T1771-1991

实验例2：钻杆的应用测试

在某单位生产线上应用后，对比市售的丙烯酸涂料，施工性好，抗流挂性强，涂装好的钻杆外观好，客户投诉明显下降；涂膜阻燃、干性好，涂装效率高，产量明显提高；丰满度好，附着力强；涂料气味小，环保；耐候，防锈期长。

实验例3：套管的应用测试

在某单位生产线上应用后，对比市售的丙烯酸涂料，这家客户进行了成本核算，平均每吨套管可节约5元，如该单位按20万吨/年计算，全部采用后可节约资金100万元。不但节约了资金，而且综合性能也得到提高。

石油管/钻杆专用保护涂料，按重量百分比还可以是包括如下组份：

序号	原料名称	配比
			1	改性丙烯酸树脂	40
2	环氧树脂	0.5
			3	醛树脂	5
4	氯醚树脂	5
			5	氯化石蜡	3
6	三氯乙烯	15
			7	丙二醇甲醚/异丙醇/正丁醇	20.2
8	胺盐	0.1
			9	环烷酸稀土	0.8
10	环烷酸钙	1.1
			11	表面润湿剂BYK161	0.5
12	流平剂BYK361	0.5
			13	BYK066N消泡剂	0.3
14	硅烷偶联剂KH-550	0.5
			15	纳米二氧化硅	0.5
16	二氧化钛	1.5
			17	三聚磷酸铝	5
18	璜酸钡盐	0.5

Claims (3)

1、一种石油管/钻杆专用保护涂料，其特征在于所述涂料是按重量百分比包括如下组份：

主要成膜物质           5-40％

改性剂                 5-20％

阻燃剂                 8-35％

防锈添加剂             1-8％

颜料                   1-15％

溶剂                   4-25％

涂料表面调整剂         0.3-3.0％，

所述主要成膜物质至少为改性丙烯酸树脂、改性醇酸树脂中的一种，

所述改性剂至少为环氧树脂、醛树脂、氯醚树脂中的一种，

所述阻燃剂至少为氯化石蜡、二氯甲烷、三氯乙烯中的一种，

所述防锈添加剂至少为璜酸钡盐、璜酸锌盐、胺盐、环烷酸钴、环烷酸稀土、环烷酸钙、纳米二氧化硅中的一种，

所述无毒功能颜料至少为碳黑、二氧化钛、大红、紫红、酞菁兰、酞菁绿、永固黄、永固橙、磷酸锌、三聚磷酸铝中的一种，

所述溶剂至少为芳烃溶剂油、丙二醇甲醚、异丙醇、正丁醇中的一种，

所述涂料表面调整剂至少为表面润湿剂BYK161、流平剂BYK361、消泡剂BYK066N、硅烷偶联剂KH-550中的一种。

2、一种如权利要求1所述石油管/钻杆专用保护涂料的制备方法，其特征在于所述方法是将主要成膜物质、涂料表面调整剂、部分溶剂、颜料依次投入容器内混合均匀，浸泡24小时后砂磨至细度≤30um，用部分溶剂将改性剂溶解后与其混合均匀，投入其它组分混合均匀，用剩余的溶剂调正粘度至标准，经检验合格后过滤包装制得成品。

3、一种如权利要求1所述石油管/钻杆专用保护涂料的施工方法，其特征在于所述施工方法包括如下步骤：

1)、工作表面预处理：除掉工件表面的浮锈及污物；

2)、采用淋涂/空气喷涂/无空气喷涂/刷涂/抹涂工艺施工；

3)、自然干燥/强制通风干燥/烘烤工艺干燥。