单包装高固体分石油钻杆涂料及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种环境友好型石油钻杆内壁用单包装高固体分涂料，简称单包装高固体分石油钻杆涂料，其基本组成是液态环氧树脂、M8531专用复配树脂、MH135潜伏性固化剂、复配颜填料、匹配助剂及混合溶剂。单包装高固体分石油钻杆涂料分为底漆和面漆，施工时的质量固体分为89%左右，比现有溶剂型石油钻杆涂料少用溶剂30%，减少污染并改善涂装环境。采用高压无空气旋杯喷涂法施工时，涂料的触变指数1.6-2.2。涂膜具有优异的耐蚀性、防腐蚀介质渗透性、耐酸碱等化学药品性、耐盐雾1000h、耐高压碱性水通过16h，满足石油钻杆的实用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料领域，具体来说是一种单包装高固体分石油钻杆涂料配方设计及涂料制造工艺。
技术介绍
石油钻杆内壁在钻井过程中会遇到以下腐蚀及破坏环境: (1)钻井液的腐蚀:根据不同钻井目的和地质条件，使用不同类型的钻井液体系，它们对钻杆内壁金属底材可产生应力腐蚀、硫化物应力开裂、坑点腐蚀、缝隙腐蚀、沉淀物腐蚀、摩滚腐蚀、冲击和微生物腐蚀。(2)氧气的腐蚀破坏:钻井液循环过程中混入游离氧，部分氧溶于钻井液内，直到饱和状态。在氧相当低的含量下(小于lmg/1)，就会对金属引起严重的腐蚀破坏。钻井液中溶解氧是钻杆腐蚀的主要原因之一。氧与其它腐蚀介质产生协同效应，会加速钢材腐蚀破坏。(3)硫化氢的腐蚀破坏:浸入钻井液的硫化氢或石油(水)中混杂的硫化氢，对钻具及钻井设备具有强烈的腐蚀破坏作用。(4)二氧化碳的腐蚀:干CO2是非腐蚀性气体，当水存在时，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸与铁反应产生碳酸亚铁，导致管材呈片状脱落，减少管壁厚度。为防止石油钻杆在钻井过程中遇到极其严苛的腐蚀破坏，人们采用带内防腐蚀涂层的石油钻杆，使管壁金属与腐蚀介质隔绝，减少钻杆内壁腐蚀，延长钻杆使用寿命，提升钻杆的钻井工作效率，取得明显经济效益。20世纪90年代前，国内少数钻井油田采用国外进口的溶剂型石油钻杆涂料PC200，1998年，国内开发了溶剂型石油钻杆涂料SN222。2006年，将SN222改为TC2000。目前，国内油田采用PC200和TC2000两种溶剂型石油钻杆涂料。两种溶剂型石油钻杆涂料在涂装中，涂料内含41%有机溶剂挥发到涂装车间里，浪费资源、污染环境，强烈的刺激性气味对操作工人有害。因此，对开发一种新型的环境友好型石油钻杆涂料存在强烈需要。
技术实现思路
本专利技术提供一种新型的单包装高固体分石油钻杆涂料，由于采用的溶剂量明显降低，因此取得了明显的环境效益及使用效果。本专利技术采用的具体技术方案如下: 一种单包装高固体分石油钻杆涂料，包括底漆和面漆，其特征在于，底漆由46.0-58.0%的环氧值为0.42-0.52eq/100g的液态环氧树脂、14.5-17.2%的M8531专用复配树脂、7.3-9.5%的60% MH135潜伏性固化剂、19.5-22.4%的cp复配颜填料、2.8-3.5%的cp匹配助剂和3.5-4.3%的混合溶剂组成，面漆由58.6-65.5%的环氧值为0.42-0.52eq/100g的液态环氧树脂、7.8-9.2%的60% MH135潜伏性固化剂、19.0-24.0%的CF复配颜填料、2.6-3.3%的CF匹配助剂和5.5-7.0%的混合溶剂组成。优选地，底漆由46.0%的环氧值为0.42-0.52eq/100g的液态环氧树脂、17.2%的M8531专用复配树脂、7.3%的60% MHl35潜伏性固化剂、22.4%的cp复配颜填料、2.8%的cp匹配助剂和4.3%的混合溶剂组成，面漆由58.6%的环氧值为0.42-0.52eq/100g的液态环氧树脂、7.8%的60% MH135潜伏性固化剂、24.0%的CF复配颜填料、2.6%的CF匹配助剂和7.0%的混合溶剂组成。优选地，液态环氧树脂为E51环氧树脂、E44环氧树脂和F51酚醛环氧树脂或它们的物理法复配型树脂。优选地，CP复配颜填料由表面处理的重晶石粉(800目):钛白粉(金红石型):滑石粉(600-1250 目):复合防锈颜料=(20-30):(10-20):( 10-15):( 10-15)(质量)组成；CF复配颜填料由钛白粉(金红石型):表面处理的重晶石粉(800目):粉体助剂FE= (10-25):(10-25):(1-3)(质量)组成。进一步优选地，复合防锈颜料由K-白:磷酸锌:粉体助剂FE=3:1:0.5 (质量)组成。优选地，cp匹配助剂由触变剂:流平剂:润湿分散剂:附着力促进剂:消泡剂=15.0:5.8:5.0:3.2:0.3 (质量)组成；CF匹配助剂由触变剂:流平剂:润湿分散剂:消泡剂=15.5:7.5:2.5:0.5 (质量)组成。进一步优选地，触变剂从有机膨润土(881、801_D、9385)、气相二氧化硅(Aerosil200、AMS_100)、229防沉剂及BYK-354中选用或将它们匹配使用；流平剂从LeVaslip410、433、435、825、872 及 BYK-354 中选用；润湿分散剂从 EFKA4300、4340、4400、4570或Dispiner9235、9220及912中选用；附着力促进剂从TC-1钛酸酯偶联剂、J-50增附流平剂及KH560硅烷偶联剂中选用；消泡剂从BYK-A530、BYK-020、德谦3100、5700、6500及6800中选用。优选地，混合溶剂由酮类:二甲苯:醇醚类=3:1:1 (质量)组成。进一步优选地，酮类溶剂为丁酮、环己酮、甲基异丁基酮或将它们混配使用；醇醚类溶剂为丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丁醚或丙二醇单醚醋酸酯(PMA)。本专利技术还提供一种高固体分石油钻杆涂料制造方法，所述方法包括底漆制造与面漆制造，其特征在于， (I)底漆制造包括以下步骤: (Ia)触变浆料制备:取如权利要求1所述的单包装高固体分石油钻杆涂料中底漆配方中触变剂用量9倍的液态环氧树脂，然后与cp匹配助剂中的触变剂混合，将混合物在三辊研磨机上轧制成透明状的底漆用触变浆料； (Ib)溶解树脂:将预热好的并减去制备触变浆料用的液态环氧树脂、专用复配树脂及混合溶剂加入分散机中，慢慢启动分散机至300-400转/分，经40分钟将树脂溶解； (Ic)加入固化剂及助剂:按顺序将MH135潜伏性固化剂、附着力促进剂、流平剂、润湿分散剂和消泡剂加入分散机中，然后将分散机速度由300-400转/分调至600转/分，继续分散5分钟； (Id)加入cp复配颜填料及触变浆料:在分散机300-400转/分运行下，依次加入滑石粉、钛白粉、复合防锈颜料、重晶石粉及触变浆料，然后将分散机速度调至800-900转/分，高速分散25分钟,停止分散机运行； (Ie)研磨:将上述分散好的物料转入砂磨机内进行分散研磨，当底漆细度不大于55微米时，测定底漆粘度(25°C，60rpm)为3500-5000mPa.s，过滤(120目滤网)； (2)面漆制造包括以下步骤 (2a)触变浆料制备:取如权利要求1所述的单包装高固体分石油钻杆涂料中面漆配方中触变剂用量9倍的液态环氧树脂，然后与CF匹配助剂的触变剂混合，将混合物在三辊研磨机上轧制成透明状的面漆用触变浆料； (2b)溶解液态环氧树脂:将预热好的并减去制备触变浆料用的液态环氧树脂及混合溶剂加入分散机中，慢慢启动分散机至300-400转/分，经25分钟将环氧树脂溶解； (2c)加入固化剂及助剂:按顺序加入MH135潜伏性固化剂、流平剂、润湿分散剂和消泡剂，然后将分散机速度由300-400转/分调至600转/分，继续分散5分钟； (2d)加入CF复配颜填料及触变浆料:在分散机300-400转/分运行下，依次加入钛白粉、粉体助剂FE、重晶石粉和触变浆料，全部表2中物料加完后，将分散机速度调至800-900转/分，高速分散25分钟,停止分散机运行； (2e)研磨:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单包装高固体分石油钻杆涂料，包括底漆和面漆，其特征在于，底漆由46.0?58.0%的环氧值为0.42?0.52eq/100g的液态环氧树脂、14.5?17.2%的M8531专用复配树脂、7.3?9.5%的60%?MH135潜伏性固化剂、19.5?22.4%的cp复配颜填料、2.8?3.5%的cp匹配助剂和3.5?4.3%的混合溶剂组成，面漆由58.6?65.5%的环氧值为0.42?0.52eq/100g的液态环氧树脂、7.8?9.2%的60%?MH135潜伏性固化剂、19.0?24.0%的CF复配颜填料、2.6?3.3%的CF匹配助剂和5.5?7.0%的混合溶剂组成。

【技术特征摘要】
1.一种单包装高固体分石油钻杆涂料，包括底漆和面漆，其特征在于，底漆由46.0-58.0%的环氧值为0.42-0.52eq/100g的液态环氧树脂、14.5-17.2%的M8531专用复配树脂、7.3-9.5%的60% MH135潜伏性固化剂、19.5-22.4%的cp复配颜填料、2.8-3.5%的cp匹配助剂和3.5-4.3%的混合溶剂组成，面漆由58.6-65.5%的环氧值为0.42-0.52eq/100g的液态环氧树脂、7.8-9.2%的60% MH135潜伏性固化剂、19.0-24.0%的CF复配颜填料、2.6-3.3%的CF匹配助剂和5.5-7.0%的混合溶剂组成。2.如权利要求1所述的单包装高固体分石油钻杆涂料，其特征在于，底漆由46.0%的环氧值为0.42-0.52eq/100g的液态环氧树脂、17.2%的M8531专用复配树脂、7.3%的60%MH135潜伏性固化剂、22.4%的cp复配颜填料、2.8%的cp匹配助剂和4.3%的混合溶剂组成，面漆由58.6%的环氧值为0.42-0.52eq/100g的液态环氧树脂、7.8%的60% MH135潜伏性固化剂、24.0%的CF复配颜填料、2.6%的CF匹配助剂和7.0%的混合溶剂组成。3.如权利要求1或2所述的单包装高固体分石油钻杆涂料，其特征在于，液态环氧树脂为E51环氧树脂、E44环氧树脂和F51酚醛环氧树脂或它们的物理法复配型树脂。4.如权利要求1或2所述的单包装高固体分石油钻杆涂料，其特征在于，cp复配颜填料由表面处理的重晶石粉(800目):钛白粉(金红石型):滑石粉(600-1250目):复合防锈颜料=(20-30):(10-20):(10-15):(10-15)(质量)组成；CF复配颜填料由钛白粉(金红石型):表面处理的重晶石粉(800目):粉体助剂FE= (10-25):(10-25):(1-3)(质量)组成。5.如权利要求4所述的单包装高固体分石油钻杆涂料，其特征在于，复合防锈颜料由K-白:磷酸锌:粉体助剂FE=3:1:0.5 (质量)组成。6.如权利要求1或2所述的单包装高固体分石油钻杆涂料，其特征在于，cp匹配助剂由触变剂:流平剂:润湿分散剂:附着力促进剂:消泡剂=15.0:5.8:5.0:3.2:0.3 (质量)组成；CF匹配助剂由触变剂: 流平剂:润湿分散剂:消泡剂=15.5:7.5:2.5:0.5 (质量)组成。7.如权利要求6所述的单包装高固体分石油钻杆涂料，其特征在于，触变剂从有机膨润土(881、801-D、9385)、气相二氧化硅(Aerosil200、AMS-100)、229 防沉剂及 BYK-354 中选用或将它们匹配使用；流平剂从LeVaslip410、433、435、825、872及BYK-354中选用；润湿分散剂从EFKA4300、4340、4400、4570或Dispiner9235、9220及912中选用；附着力促进剂从TC-1钛酸酯偶联...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂林，陈立新，
申请(专利权)人：郎溪县鑫泽涂料有限公司，
类型：发明
国别省市：