一种用于抽油杆的防腐耐高温高分子膜材料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及高分子材料技术领域，提出了一种用于抽油杆的防腐耐高温高分子膜材料及其制备工艺，防腐耐高温高分子膜材料的原料包括A组分和B组分，A组分和B组分质量比为1：1，A组分包括以下重量份的原料：氟硅改性聚丙烯酸酯乳液100份、水性环氧树脂乳液20

【技术实现步骤摘要】
一种用于抽油杆的防腐耐高温高分子膜材料及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体涉及一种用于抽油杆的防腐耐高温高分子膜材料及其制备工艺。

技术介绍

[0002]抽油杆是抽油机井的细长杆件，它上接光杆，下接抽油泵起传递动力的作用。抽油杆单根长度为7.62或8米、9.14m，材质一般是低碳合金钢经过调质处理，在油管内用内螺纹箍一根根连接起来一直延伸到地下油层处的活塞上，通过往复运动来泵油。目前的油井长度一般在两千米左右，以胜利油田为例，最深的以达三千余米。
[0003]在有杆采油井中，采用常规抽油杆带泵往复运动，抽油杆与油管内壁频繁摩擦，杆体与油液直接接触，由于油液中含有H2S等酸性物质，使抽油杆工作的环境腐蚀性较强，抽油杆长时间工作后会导致抽油杆断开事故，因此需要对抽油杆表面进行防腐处理。
[0004]申请号为CN202010727071.7的国内专利公开了一种抽油杆表面包覆防腐方法及耐腐蚀抽油杆，包括如下步骤：(A)除锈处理：将抽油杆本体外表面的铁锈打磨干净；(B)喷涂防腐层：在抽油杆本体外表面均匀喷涂防腐层，防腐层包括A、R两组分，以重量计，其中A组分是由45
‑
65份的多异氰酸酯和35
‑
55份异氰酸酯封端组成的半预聚物，R组分由55
‑
80份端羟基聚醚、15
‑
30份扩链剂、5
‑
25份耐磨填料组成，喷涂完成后进行保温固化处理；(C)包覆PE层：通过挤塑工艺，在抽油杆本体外表面均匀包覆PE层。该专利技术可对抽油杆表面进行整体防腐，避免抽油杆本体直接与油液接触，延长了抽油杆的使用寿命，但是其一放面在喷涂高分子涂料后，还需要在抽油杆本体外表面均匀包覆PE层，因此使得工艺复杂化，会使生产成本明显增加，同时其耐腐蚀性也需要进行进一步提升。
[0005]因此，研发一种只需在抽油杆表面进行涂料喷涂，即可获得一种防腐性能优异的高分子膜材料的技术方案，对于抽油杆的防腐十分必要。此外，抽油杆在工作时，工作环境温度偏高，因此也需要所得的高分子膜材料具有一定的耐高温性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出一种用于抽油杆的防腐耐高温高分子膜材料及其制备工艺，解决了相关技术中的抽油杆表面防腐的问题，通过在抽油杆表面喷涂本专利技术高分子涂料，即可获得一种用于抽油杆的防腐耐高温高分子膜材料，对抽油杆起到很好的保护作用。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种用于抽油杆的防腐耐高温高分子膜材料，其原料包括A组分和B组分(A组分和B组分质量比为1：1)，所述A组分包括以下重量份的原料：氟硅改性聚丙烯酸酯乳液100份、水性环氧树脂乳液20
‑
30份、马来酸酐改性炭黑12
‑
17份、硅烷偶联剂改性纳米氮化硅0.3
‑
0.8份、多晶莫来石纤维0.8
‑
1.2份、丙二醇单甲醚1
‑
3份、触变剂0.7
‑
1份、流平剂0.5
‑
0.8份、消泡剂0.5
‑
0.8份、去离子水5
‑
10份；
[0009]所述B组分包括以下重量份的原料：六(甲氧基甲基)三聚氰胺甲醛树脂18
‑
23份。
[0010]优选的，所述氟硅改性聚丙烯酸酯乳液的制备方法包括以下步骤：
[0011](1)向100份去离子水中加入25
‑
30份甲基丙烯酸甲酯、8
‑
15份丙烯酸
‑2‑
羟基丙酯、2
‑
3.5份甲基丙烯酸六氟丁酯、4
‑
9份甲基丙烯酸十二氟庚酯、6
‑
10份乙烯基三甲氧基硅烷、1
‑
2份十二烷基苯磺酸钠、0.5
‑
1份聚氧乙烯烷基醚，搅拌混合均匀，得混合液一；
[0012](2)向10份去离子水中加入0.1
‑
0.3十二烷基苯磺酸钠、0.2
‑
0.3份偶氮二异丁腈、0.1
‑
0.15份过硫酸铵，搅拌混合均匀，得混合液二；
[0013](3)将混合液一升温至75
‑
80℃，缓慢向混合液一中滴加混合液二，滴加时间为1
‑
1.5h，滴加完毕后，继续保温搅拌2
‑
2.5h，即得所述氟硅改性聚丙烯酸酯乳液。
[0014]优选的，所述马来酸酐改性炭黑的制备方法包括以下步骤：
[0015](1)向炭黑中加入硝酸溶液，所述硝酸溶液浸没所述炭黑，静置3
‑
5h后，过滤并进行干燥；
[0016](2)向经步骤(1)所得炭黑中加入去离子水、聚乙二醇以及异幸醇聚氧乙烯醚，然后搅拌均匀；搅拌分散后用氨水调节pH值至9
‑
10，再升温至130
‑
145℃，边搅拌加热回流30
‑
45min后，进行过滤，将所得炭黑进行干燥，得改性炭黑；
[0017](3)向反应釜中加入丙酮和马来酸酐，配制得到马来酸酐丙酮溶液，然后加入所述改性炭黑，所述马来酸酐与所述改性炭黑的质量比为1：(5
‑
7)，搅拌混合均匀后，升温到125
‑
130℃搅拌回流2
‑
3h，然后自然冷却至室温，经过滤后进行真空干燥，制备得到马来酸酐改性炭黑。
[0018]优选的，步骤(1)中，所述硝酸溶液的浓度为0.05
‑
0.1mol/L；
[0019]步骤(2)中，去离子水、步骤(1)所得炭黑、聚乙二醇、异幸醇聚氧乙烯醚的质量比为10：(2
‑
3)：(0.05
‑
0.1)：(0.05
‑
0.1)；
[0020]步骤(3)中，所述马来酸酐丙酮溶液的质量分数为5
‑
8％。
[0021]优选的，所述水性环氧树脂乳液为AB
‑
EP
‑
20水性环氧树脂乳液。
[0022]优选的，所述硅烷偶联剂改性纳米氮化硅的制备方法包括以下步骤：
[0023]将乙醇和去离子水混合后，加入硅烷偶联剂，搅拌1
‑
1.5h，得混合液；向所述混合液中加入纳米氮化硅，搅拌20
‑
30min后，再边搅拌边超声分散20
‑
30min，然后离心、水洗3
‑
4次，再进行真空干燥，即得所述硅烷偶联剂改性纳米氮化硅。
[0024]优选的，所述乙醇、去离子水、硅烷偶联剂的质量比为1：(0.3
‑
0.5)：(0.02
‑
0.03)；所述硅烷偶联剂为KH550或KH560；所述纳米氮化硅与混合液的质量比为1：(15
‑
25)；所述纳米氮化硅的粒径为5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于抽油杆的防腐耐高温高分子膜材料，其特征在于，其原料包括A组分和B组分，所述A组分和B组分质量比为1：1，所述A组分包括以下重量份的原料：氟硅改性聚丙烯酸酯乳液100份、水性环氧树脂乳液20
‑
30份、马来酸酐改性炭黑12
‑
17份、硅烷偶联剂改性纳米氮化硅0.3
‑
0.8份、多晶莫来石纤维0.8
‑
1.2份、丙二醇单甲醚1
‑
3份、触变剂0.7
‑
1份、流平剂0.5
‑
0.8份、消泡剂0.5
‑
0.8份、去离子水5
‑
10份；所述B组分包括以下重量份的原料：六(甲氧基甲基)三聚氰胺甲醛树脂18
‑
23份。2.根据权利要求1所述的用于抽油杆的防腐耐高温高分子膜材料，其特征在于，所述氟硅改性聚丙烯酸酯乳液的制备方法包括以下步骤：(1)向100份去离子水中加入25
‑
30份甲基丙烯酸甲酯、8
‑
15份丙烯酸
‑2‑
羟基丙酯、2
‑
3.5份甲基丙烯酸六氟丁酯、4
‑
9份甲基丙烯酸十二氟庚酯、6
‑
10份乙烯基三甲氧基硅烷、1
‑
2份十二烷基苯磺酸钠、0.5
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1份聚氧乙烯烷基醚，搅拌混合均匀，得混合液一；(2)向10份去离子水中加入0.1
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0.3十二烷基苯磺酸钠、0.2
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0.3份偶氮二异丁腈、0.1
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0.15份过硫酸铵，搅拌混合均匀，得混合液二；(3)将混合液一升温至75
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80℃，缓慢向混合液一中滴加混合液二，滴加时间为1
‑
1.5h，滴加完毕后，继续保温搅拌2
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2.5h，即得所述氟硅改性聚丙烯酸酯乳液。3.根据权利要求1所述的用于抽油杆的防腐耐高温高分子膜材料，其特征在于，所述马来酸酐改性炭黑的制备方法包括以下步骤：(1)向炭黑中加入硝酸溶液，所述硝酸溶液浸没所述炭黑，静置3
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5h后，过滤并进行干燥；(2)向经步骤(1)所得炭黑中加入去离子水、聚乙二醇以及异幸醇聚氧乙烯醚，然后搅拌均匀；搅拌分散后用氨水调节pH值至9
‑
10，再升温至130
‑
145℃，边搅拌加热回流30
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45min后，进行过滤，将所得炭黑进行干燥，得改性炭黑；(3)向反应釜中加入丙酮和马来酸酐，配制得到马来酸酐丙酮溶液，然后加入所述改性炭黑，所述马来酸酐与所述改性炭黑的质量比为1：(5
‑
7)，搅拌混合均匀后，升温到125
‑
130℃搅拌回流2...

【专利技术属性】
技术研发人员：高向阳，
申请(专利权)人：河北环亚石油钻采科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：