一种石油管道内涂层材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于涂料，涉及石油管道内涂层材料，尤其涉及一种石油管道内涂层材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着全球范围内石油能源需求量的不断增加，更多的石油公司将大型石油开采的目标聚焦于深海井以及超深钻井等高腐蚀性领域。然而，极端环境对石油钻杆以及输油管道的损害非常严重。经过大量调研分析后可知约80％的事故是由于腐蚀疲劳失效等原因导致，这已经成为影响石油开采工业健康发展的一个难题，阻碍了当前石油行业的快速发展。

2、针对当前石油开采的现状，使用特种涂料对管道表面进行保护是目前最为有效的方法，但这在对套管内涂层的物理和力学性能要求不断提高的同时也对耐腐蚀等耐化学介质性能提出了更严格的要求。目前常见的特种涂料有：环氧粉末涂料、环氧酚醛涂料、钛纳米涂料。然而，喷涂环氧粉末涂料并制备完整的涂层需要特殊的仪器设备，受很多影响因素限制，且成本较高，在一定程度上限制了该涂料的使用。而环氧酚醛涂料对于体系固化需要一定的条件，并且附着力有待考究。加之钛纳米涂料防腐油管还存在一定的缺陷，如涂层表面不平整光滑，且需要解决接箍连接处的防护问题。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种石油管道内涂层材料及其制备方法和应用，以解决目前石油开采中输油管道腐蚀的问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一方面，本发明提供了一种石油管道内涂层材料，包括a组分和b组分，所述a组分与b组分的质量比为100：(10～50)；其中，

4、所述a组分包括如下重量份的组分：

5、环氧树脂ⅰ45～50份，活性稀释剂0～5份，云母粉5～15份，滑石粉5～15份，玻璃鳞片5～15份，沉淀硫酸钡5～15份，钛白粉0～10份，石墨粉0～1份，有机膨润土0～1.5份，助剂1.4～3.5份；

6、所述b组分为13.9～16份的环氧树脂ⅱ固化剂。

7、具体地，所述助剂包括0.1～0.5份的分散剂，0.1～0.5份的流平剂，0.1～0.5份的消泡剂，0.1～0.5份的流变剂和1～1.5份的硅烷偶联剂。其中，通过添加分散剂可改善涂料的分散效果，通过添加消泡剂可改善涂料的消泡效果，通过添加流变剂可改善涂料的流平效果，通过添加流变剂可改善油墨的流变效果，通过添加硅烷偶联剂可提高涂料的附着力，并且可以提高树脂与无机填料之间的结合力，使涂层更加致密。

8、具体地，所述a组分与b组分的质量比为100：(13～16)。

9、具体地，所述玻璃鳞片为80～400目。

10、具体地，所述云母粉为200～600目。

11、具体地，所述滑石粉粒径为0.5～5μm。

12、具体地，所述沉淀硫酸钡粒径小于5μm。

13、需要说明的是，所述助剂的重量份及其具体物质可根据实际的制备需求进行选取，可选重量份为1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2.0份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份、3.0份、3.1份、3.2份、3.3份、3.4份、3.5份等，不再一一列举。

14、另一方面，本发明还提供了一种如上部分或全部所述的石油管道内涂层材料的制备方法，包括如下步骤：

15、先将要求的重量份配比将环氧树脂ⅰ、活性稀释剂放置于反应容器内，加入助剂后以转速r1分散10～15min；然后依次加入滑石粉、玻璃鳞片、云母粉、沉淀硫酸钡、钛白粉、石墨粉、有机膨润土，以转速r2分散10～20min，得到a组分；

16、最后将所述a组分和b组分按照要求的质量比混合均匀，完成石油管道内涂层材料的制备。

17、具体地，所述转速r1、r2的转速均为1500～2500r/min。

18、此外，本发明还提供了一种如上部分或全部所述的石油管道内涂层材料，在石油开采输油管道中的应用，所述输油管道为地下石油管道或海底石油管道。

19、与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：

20、1)该涂层材料选择了两类环氧树脂(环氧树脂ⅰ和环氧树脂ⅱ固化剂)作为主要成膜物质，当酚醛改性环氧树脂与酚醛胺固化剂为涂层骨架时，其交联位点多，涂层交联密度高，涂层脆性大。且使用环氧树脂ⅱ固化剂(脂环胺固化剂)，其成型的涂层tg值也相对较高，这是由于该脂环胺固化剂分子中刚性结构较多，且链段规整，从而使涂层不会在使用温度下软化，有效屏蔽腐蚀介质。并且，搭配环氧树脂ⅰ可为涂层骨架降低交联位点，避免涂层脆性过大。此外，在该体系中引入活性稀释剂还可以起到涂层增韧的效果，这是由于该活性稀释剂也具有环氧基团，能够参与涂层的固化反应，且其分子链段较长，可以显著增加涂层韧性，从而使最终制备的涂层韧性较好，可满足对涂层附着力的要求。最后，在涂层中分散耐酸碱性能优异的片状颜料(如云母粉)，可进一步提升涂层的耐介质性能。

21、2)玻璃鳞片在涂层中是重叠排列的，且由于其自身具有良好的耐化学药品、抗老化性能以及机械性能。在环氧树脂体系中加入玻璃鳞片可显著提高涂层的防腐性能以及耐磨性能。

22、3)在环氧树脂体系中选用滑石粉作为填料，它比tio2和铁红等形成固化物的内应力明显低，同时耐沸水性和防介质渗透性优异。在环氧树脂体系中加入沉淀硫酸钡(由氯化钡与硫酸钠反应制得，且耐酸、耐碱、不溶于水和有机溶剂)，可改善涂层的光泽，减少发花，不影响涂层附着力和弹性等物理力学性能。并且可以赋予涂料、胶粘剂及灌封料等材料的流动性、填充性、耐酸碱盐性、防介质渗透能力。在环氧树脂体系中加入石墨粉，可显著增强涂层的防腐性能。

23、综上，该涂层材料选用原材料价格低廉，且施工方便，最终形成的涂层材料具有附着力强、固含量高、有害物质少、不开裂、不脱落、不掉粉、抗震动等优点，具有良好的耐高温高压、耐酸碱、耐磨性能，可使用喷涂工艺在所需部位进行喷涂，可常温固化；可适用于石油套管内涂层，并且也可适用于其它重防腐领域。

技术特征：

1.一种石油管道内涂层材料，其特征在于，包括a组分和b组分，所述a组分与b组分的质量比为100：(10～50)；其中，

2.根据权利要求1所述的石油管道内涂层材料，其特征在于，所述助剂包括0.1～0.5份的分散剂，0.1～0.5份的流平剂，0.1～0.5份的消泡剂，0.1～0.5份的流变剂和1～1.5份的硅烷偶联剂。

3.根据权利要求1所述的石油管道内涂层材料，其特征在于，所述a组分与b组分的质量比为100：(13～16)。

4.根据权利要求1所述的石油管道内涂层材料，其特征在于，所述玻璃鳞片为80～400目。

5.根据权利要求1所述的石油管道内涂层材料，其特征在于，所述云母粉为200～600目。

6.根据权利要求1所述的石油管道内涂层材料，其特征在于，所述滑石粉粒径为0.5～5μm。

7.根据权利要求1所述的石油管道内涂层材料，其特征在于，所述沉淀硫酸钡粒径小于5μm。

8.一种基于权利要求1～7任一项所述的石油管道内涂层材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的石油管道内涂层材料的制备方法，其特征在于，所述转速r1、r2的转速均为1500～2500r/min。

10.一种如权利要求1～7任一项所述的石油管道内涂层材料，在石油开采输油管道中的应用，其特征在于，所述输油管道为地下石油管道或海底石油管道。

技术总结本发明属于涂料技术领域，涉及石油管道内涂层材料，尤其涉及一种石油管道内涂层材料及其制备方法和应用。该涂层材料选用原材料价格低廉，且施工方便，最终形成的涂层材料具有附着力强、固含量高、有害物质少、不开裂、不脱落、不掉粉、抗震动等优点，具有良好的耐高温高压、耐酸碱、耐磨性能，可使用喷涂工艺在所需部位进行喷涂，可常温固化；可适用于石油套管内涂层，并且也可适用于其它重防腐领域。技术研发人员：高颖涛,黄智斌,李湛,陈康,胡晨,折生阳受保护的技术使用者：陕西华秦科技实业股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18