一种油田井下器材的防护性涂层及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种用于油田井下器材的防护性涂层及其制备方法，具体来说是由聚硫－环氧嵌段共聚物、防蜡剂、填充剂、稀释剂、固化剂配制成涂料，将该涂料涂覆成一定厚度的涂层并固化而得到。该涂层不仅可以耐受油田井下的高温、含油、含盐碱水的高腐蚀性使用环境，而且还具有防止结蜡的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种油田井下器材的防护性涂层及其制备方法(一)
本专利技术提出一种用于油田井下器材上的防护性涂层及其制备方法。(二)技术背景目前用于油田井下器材的防护性材料主要可分为无机镀层和有机涂层。无机镀层主要为以电镀或化学镀的方法镀覆金属、金属合金或金属与其它材料的复合材料镀层，目前应用最为广泛的是化学镀镍磷合金。镍磷合金防护性镀层具有优异的耐腐蚀性、耐高温性、耐摩擦性，但是生产工艺复杂，镀覆过程中有析氢反应，非常容易造成孔隙，从而导致镀层的点腐蚀，该工艺产生大量的含重金属废水，废水较难处理，处理费用也较高，此外该工艺原材料成本也较高，因此极大地限制了该工艺的应用。有机防护性材料主要以高分子材料为主，其中主要是环氧树脂以及用其它高分子材料改性的环氧树脂，如环氧酚醛树脂、环氧沥青树脂等。在实际应用过程中发现，环氧树脂类涂层在高温、含油、含盐碱水的井下作业环境中的破坏的主要因素为：一方面，原油可以将树脂涂层溶涨，导致涂层破坏，另一方面含盐碱水也容易对树脂涂层造成破坏。井下的高温环境对以上两个因素都起到促进作用。因此提高树脂的耐油性、耐盐水性和耐高温性是提高树脂类防护性涂层性能的关键和根本途径。此外，原油中溶解的蜡质(主要为C15～C70的直链烷烃，常温下为固体，当与原油中的胶质、沥青质混合时则为粘性液体)在原油从井底上升到井口的过程中，由于温度、压力的降低，导致溶解度下降而析出并凝结在井下器材壁上形成结蜡。结蜡是油田生产中不可避免的问题，严重的结蜡导致减产甚至停产，频繁的除蜡也会使生产效率下降，生产费用提高。(三)
技术实现思路
本专利技术提出一种以液体聚硫预聚物嵌段改性的环氧树脂防护性涂层及其制备方法。在涂层中使用聚硫-环氧嵌段共聚物作为防护性的主体材料，它是由液体聚硫预聚物和环氧树脂在有机胺类催化剂的作用下，反应生成嵌段共聚物。由上述聚硫-->3涂层的制备：将欲防护的油田井下器材预先进行除油、除锈等表面前处理以获得清洁表面，再将上述方法制备的涂料用浸涂、刷涂、喷涂等方式涂覆在其表面成一定厚度的涂层，最后将涂层在30～120℃的温度下进行充分地固化处理。(四)具体实施方式实施例1：将平均分子量为4000的端巯基液体聚硫预聚物4.0公斤与E-51环氧树脂20.0公斤加入到带有搅拌器反应器中，搅拌并加热至80℃，加入5克的2，4，6-(N，N-二甲基氨甲基)苯酚，反应2小时，降温至室温，得到聚硫-环氧嵌段共聚物。将获得的聚硫-环氧嵌段共聚物100份，防蜡剂5份，石英粉30份，气相二氧化硅0.1份，活性稀释剂5份，有机胺类固化剂15份充分混合均匀后备用。将欲防护的油田井下器材预先进行除油、除锈等表面前处理以获得清洁表面。将制备好的涂料均匀地喷涂于器材的表面，直到获得需要的厚度。将该涂层在100℃固化完全。实施例2：将平均分子量为1000的端巯基液体聚硫预聚物10.0公斤与E-44环氧树脂40.0公斤加入到带有搅拌器反应器中，搅拌并加热至70℃，加入50克二乙烯三胺，反应2小时，降温至室温，得到聚硫-环氧嵌段共聚物。将获得的聚硫-环氧嵌段共聚物100份，防蜡剂0.1份，石墨粉40份，铁红粉5份，气相二氧化硅0.2份，活性稀释剂15份，有机胺类固化剂10份，咪唑类固化剂3份充分混合均匀后备用。将欲防护的油田井下器材预先进行除油、除锈等表面前处理以获得清洁表面。将制备好的涂料均匀地喷涂于器材的表面，直到获得需要的厚度。将该涂层在80℃固化完全。实施例3：将平均分子量为2500的端巯基液体聚硫预聚物25.0公斤与E-51环氧树脂40.0公斤加入到带有搅拌器反应器中，搅拌并加热至60℃，加入100克二乙烯三胺，反应5小时，降温至室温，得到聚硫-环氧嵌段共聚物。将获得的聚硫-环氧嵌段共聚物100份，防蜡剂1份，石英粉25份，碳黑10份，铁红粉5份，气相二氧化硅0.2份，非活性稀释剂10份，咪唑类固化剂10份充分混合均匀后备用。将-->-环氧嵌段共聚物、防蜡剂、填充剂、稀释剂和固化剂按照一定比例配制成涂料，将该涂料涂覆成一定厚度的涂层并固化。由于聚硫聚合物具有优异的耐油性和耐盐水腐蚀的能力，嵌段共聚的方式可以结合两种共聚原材料的优点，并弥补其缺点，因此赋予涂层高耐腐蚀性。涂层中的防蜡剂为由稠环芳香烃及其衍生物组成的混合物，主要来自煤焦油中230～390℃的馏分。由于聚硫聚合物与防蜡剂的溶解度参数相差很大，防蜡剂会从固化后的涂层中缓慢地迁移至涂层表面，聚硫聚合物的憎油性和其柔性的链段为这种迁移提供了动力和通道，使得涂层具有优异的防结蜡的性能。该涂层可用作油田井下器材的防护性涂层，不仅可以耐受油田井下的高温、原油、含盐碱水的高腐蚀性使用环境，延长器材的使用寿命，而且还具有防结蜡的功能。该涂层的制备方法如下：1聚硫-环氧嵌段共聚物的制备：由液体聚硫预聚物和环氧树脂在有机胺类催化剂的作用下，在50～100℃反应0.5～5小时，生成嵌段共聚物。液体聚硫预聚物与环氧树脂之比为5～80∶100(质量比)。液体聚硫预聚物的平均分子量在500～10000之间并具有巯基端官能团。有机胺类催化剂应至少具有一个叔胺官能团，如二乙烯三胺、苄基二甲基胺、2，4，6-(N，N-二甲基氨甲基)苯酚等，用量为液体聚硫预聚物的0.1～10％(质量比)。2涂料的制备：由聚硫-环氧嵌段共聚物、填充剂、稀释剂和固化剂按照一定比例混合均匀，配制成涂料。涂料的成份及配比为：(1)聚硫-环氧嵌段共聚物：按上述制备方法制备，用量为100份。(2)防蜡剂：由稠环芳香烃及其衍生物组成的混合物，主要来自煤焦油中230～390℃的馏分，用量为0.1～5份。(3)填充剂：可以选用石英粉、氧化铝粉、石墨粉、铁红粉、碳黑和气相二氧化硅粉中的一种或多种，用量为5～50份。(4)稀释剂：可以选用活性或非活性稀释剂，用量为0～30份。(5)固化剂：可以选用有机胺类和咪唑类固化剂中的一种或两种，用量为5～50份。-->欲防护的油田井下器材预先进行除油、除锈等表面前处理以获得清洁表面。将制备好的涂料均匀地喷涂于器材的表面，直到获得需要的厚度。将该涂层在70℃固化完全。实施例4：将平均分子量为8000的端巯基液体聚硫预聚物40.0公斤与E-51环氧树脂50.0公斤加入到带有搅拌器反应器中，搅拌并加热至70℃，加入苄基二甲基胺70克，二乙烯三胺100克，反应2小时，降温至室温，得到聚硫-环氧嵌段共聚物。将获得的聚硫-环氧嵌段共聚物100份，防蜡剂0.5份，石墨粉20份，铁红粉25份，气相二氧化硅1份，活性稀释剂50份，非活性稀释剂10份，有机胺类固化剂45份，充分混合均匀后备用。将欲防护的油田井下器材预先进行除油、除锈等表面前处理以获得清洁表面。将制备好的涂料均匀地喷涂于器材的表面，直到获得需要的厚度。将该涂层在30℃固化完全。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油田井下器材的防护性涂层，其特征在于：该涂层是由聚硫－环氧嵌段共聚物１００份，防蜡剂０．１～５份，填充剂５～５０份，稀释剂０～３０份，固化剂５～５０份配制成涂料，将该涂料涂覆成一定厚度的涂层并固化而得到。

【技术特征摘要】
1.一种油田井下器材的防护性涂层，其特征在于：该涂层是由聚硫-环氧嵌段共聚物100份，防蜡剂0.1～5份，填充剂5～50份，稀释剂0～30份，固化剂5～50份配制成涂料，将该涂料涂覆成一定厚度的涂层并固化而得到。2.根据权利要求1所述的防护性涂层，其特征在于：该涂层中的聚硫-环氧嵌段共聚物是由液体聚硫预聚物和环氧树脂在有机胺类催化剂的作用下，在50～100℃反应0.5～5小时而生成，液体聚硫预聚物与环氧树脂之比为5～80∶100(...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵延斌，孙克宁，邵延文，吴金珠，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]