一种复合纳米防粘扣工业涂料及其工业生产方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种复合纳米防粘扣工业涂料及其工业生产方法和应用，该涂料由固态微粉、有机溶剂和能溶于有机溶剂内的金属粘接剂均匀混合而成；固态微粉和有机溶剂混合后形成的有机混合液中，固态微粉含量为15～45wt%；金属粘接剂与有机混合液混合后形成的液体涂料中，金属粘接剂含量为10～30wt%；固态微粉为纳米铜微粉或纳米铜微粉和纳米聚四氟乙烯微粉组成的混合粉；该涂料工业生产方法包括步骤：一、有机混合液制备；二、液体涂料制备；该涂料的应用包括步骤：Ⅰ、涂料涂刷或喷涂；Ⅱ、涂料干燥。本发明专利技术生产工艺步骤简单、生产流程短、投入成本低且操作简便、实现方便，均匀涂抹且干燥后即可，能大幅降低螺纹连接的上扣扭矩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油管螺纹表面的表面改性
，尤其是涉及一种复合纳米防粘扣工业涂料及其工业生产方法和应用。
技术介绍
油管是石油管材中仅次于套管的第二大类产品，各油田每年用量普遍在几十万米到数百万米之间，根据油管文献调查，我国各油田油管使用总量大约为23万吨 25万吨，占全国油井管总需求量的1/4左右。油管在使用过程中，粘扣问题比较突出，特别是近几年来，随着石油专用管国产化进程的加快，油管的粘扣失效事故时有发生，大大缩短了油管的使用寿命，增加了油井的修井作业量，给油田的生产造成影响，同时也给油田带来巨大的经济损失。粘扣(具体指油管螺纹粘扣)是指油管螺纹在连接机紧过程中，相啮合的两齿面发生金属表面直接粘在一起的现象；两齿面相对滑动时，粘住的地方就会被撕裂。于是，在螺纹齿面上沿着相对滑动的方向形成裂痕，这种现象称为“粘扣”。据不完全统计，油管粘扣失效的油田有胜利、大庆、辽河、吉林、华北、中原、长庆、克拉玛依、塔里木、青海、江汉、四川等油田；涉及粘扣失效的油管厂家有宝钢、Siderca、住友金属、奥钢联、西班牙TR、诚德、西姆莱斯、山东墨龙以及胜利、华北、中原等油田的油管加工厂等；油管所用原材料的钢级有J-55、N-80、C-90、P-110等。综上，可以说各类油管均发生过粘扣，而且粘扣失效总集中在油管的现场上扣端，即便是产品质量完全符合API标准，也不能保证在使用中不发生粘扣现象。粘扣是一种发生在相互接触金属表面间的冷焊。如果金属之间发生进一步的相对滑动或旋转，将会引起冷焊部位的撕裂。一般将粘扣分为以下四个等级进行评判，即①轻度粘扣是指粘扣面积不超过接头螺纹表面积的2%，可用砂纸对粘扣进行修磨，修磨后螺纹接头的使用性能没有影响；②中度粘扣是指粘扣面积不超过接头螺纹表面积的10%，可用锉刀和砂纸修磨，修磨后对螺纹几何形状和使用性能均没有损害；③严重粘扣是指粘扣面积超过接头螺纹表面积的10%，需要大范围的修整，并除去大量金属，修磨后不能保证螺纹接头的使用性能极其严重粘扣螺纹表面相对滑动造成啮合处齿形被剪切以致于发生螺纹撕裂，无法修复，而且螺纹接头使用性能大大降低。现如今，一般采用对接箍螺纹进行表面处理的方法来改善螺纹的抗粘扣性能，如镀铜、镀锌、磷化等方法，但实际应用效果表明镀铜处理具有最佳的抗粘扣效果。但从经济和环境保护两方面考虑，在需要大量使用的油井管方面，镀铜处理还不可能普遍应用。因而，如何利用更简单的方法来解决油管粘扣问题，成为石油采掘及运输业的一个重大产业技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种加工过程简单、造价低、对外界环境污染小且使用效果好、抗粘扣性能优良的复合纳米防粘扣工业涂料。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征在于由固态微粉、有机溶剂和能溶解于所述有机溶剂内的金属粘接剂均匀混合而成；所述固态微粉和有机溶剂均匀混合后形成有机混合液；所述有机混合液中，所述固态微粉的含量为15wt% 45wt% ;所述金属粘接剂与所述有机混合液均匀混合后形成液体涂料；所述液体涂料中，所述金属粘接剂的含量为10wt% 30wt% ;所述固态微粉为纳米铜微粉或由纳米铜微粉和纳米聚四氟乙烯微粉组成的混合粉，所述纳米铜微粉为粒径D5050nm 500nm的铜微粉,所述纳米聚四氟乙烯微粉为粒径D5tlIOnm 200nm 聚四氟乙烯微粉，所述混合粉中纳米铜微粉和纳米聚四氟乙烯微粉的重量比为(9 I) (I 9)。上述一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征是所述纳米铜微粉的优选粒径为D5050nm 200nm,所述纳米聚四氟乙烯微粉的优选粒径为D5tlIOnm 200nm。上述一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征是所述纳米铜微粉和所述纳米聚四氟乙烯微粉的质量纯度均在98%以上。上述一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征是所述有机溶剂为醇类有机溶剂、酯类有机溶剂、醚类有机溶剂或酮类有机溶剂；所述金属粘接剂为橡胶粘接剂或丙烯酸酯粘接剂。上述一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征是所述醇类有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇或丙二醇，所述酯类有机溶剂为乙酸乙酯，所述醚类有机溶剂为乙醚，所述酮类有机溶剂为丙酮；所述橡胶粘接剂为硅胶，所述丙烯酸酯粘接剂为聚丙烯酸树脂。。上述一种复合纳米防粘扣工业涂料,其特征是所述混合粉中纳米铜微粉和纳米聚四氟乙烯微粉的优选重量比为(2 4) I ;所述液体涂料中，所述金属粘接剂的优选含量为 13wt% 17wt% ；。上述一种复合纳米防粘扣工业涂料,其特征是所述混合粉中纳米铜微粉和纳米聚四氟乙烯微粉的最佳重量比为3 I ;所述液体涂料中，所述金属粘接剂的最佳含量为15wt%。上述一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征是所述纳米铜微粉采用化学还原法制备而成。同时，本专利技术还提供了一种方法步骤简单、操作简便、实现方便且投入成本低的复合纳米防粘扣工业涂料的工业生产方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、有机混合液制备将预先称量好的固态微粉和有机溶剂均匀混合后，获得有机混合液；步骤二、液体涂料制备将预先称量好的金属粘接剂，加入步骤一中所述的有机混合液内并搅拌均匀后获得液体涂料。另外，本专利技术还提供了一种操作方法简便、易于掌控、所需人力物力较少且螺纹连接处理后抗粘扣效果好的复合纳米防粘扣工业涂料的应用，其特征在于包括以下步骤步骤I、防粘扣工业涂料涂刷或喷涂常温状态下，采用毛刷或液体喷涂设备，将所制得的所述液体涂料均匀涂刷或均匀喷涂在需处理螺纹连接的外表面上，且涂刷或喷涂厚度为10 μ m 20 μ m ;步骤II、防粘扣工业涂料干燥待步骤I中涂刷或喷涂在需处理螺纹连接外表面上的所述液体涂料干燥后，即可投入使用。本专利技术与现有技术相比具有以下优点I、所采用的复合纳米防粘扣工业涂料加工过程简单、造价低、对外界环境污染小且使用效果好、抗粘扣性能优良。2、所采用工业生产方法的方法步骤简单、操作简便、实现方便且投入成本低，只需将预先称量好的纳米铜微粉或由纳米铜微粉和纳米聚四氟乙烯微粉组成的混合粉混合并悬浮在有机溶剂中，之后再添加金属粘接剂且均匀混合搅拌即可。因而，工艺步骤简单、安全环保、流程短且成本低。所采用的纳米铜微粉和纳米PTEE微粉，均可自行制作或购买现成的市售产品。3、所采用的复合纳米防粘扣工业涂料实际应用时，操作方法简便、控制方便、易于掌控、所需人力物力较少且螺纹连接处理后抗粘扣效果好。实际操作过程中，可操作性强，能有效地降低螺纹连接的上扣扭矩。其中，纳米颗粒在润滑与摩擦方面表现出了优异的性能，而纳米铜作为一种软金属纳米颗粒，可用作新型的磨损修复型润滑添加剂，并广泛应用于汽油机润滑油或工业润滑油，作为高级润滑油的添加剂，其以适宜的方式分散于各种润滑油中形成一种稳定的悬浮液，在这种润滑油中每升含有数百万个超细的金属微粒，它们与固体表面结合形成一个光滑的保护层，同时将微划痕填塞，可大幅度降低磨损和摩擦，大幅度提高其润滑性能，尤其在重载、低速和高温震动情况下作用更加显著。研究表明，纳米铜在超高摩擦磨损条件下，其减磨效果更加卓越。聚四氟乙烯(英文简称PTFE)是一种有机聚合物类型的固体润滑剂，而纳米聚四氟乙烯颗粒则被称为“减磨王”，纳米PTFE的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征在于：由固态微粉、有机溶剂和能溶解于所述有机溶剂内的金属粘接剂均匀混合而成；所述固态微粉和有机溶剂均匀混合后形成有机混合液；所述有机混合液中，所述固态微粉的含量为15wt%～45wt%；所述金属粘接剂与所述有机混合液均匀混合后形成液体涂料；所述液体涂料中，所述金属粘接剂的含量为10wt%～30wt%；所述固态微粉为纳米铜微粉或由纳米铜微粉和纳米聚四氟乙烯微粉组成的混合粉末，所述纳米铜微粉为粒径D5050nm～500nm的铜微粉，所述纳米聚四氟乙烯微粉为粒径D5010nm～200nm的聚四氟乙烯微粉，所述混合粉中纳米铜微粉和纳米聚四氟乙烯微粉的重量比为（9～1）︰（1～9）。

【技术特征摘要】
1.一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征在于由固态微粉、有机溶剂和能溶解于所述有机溶剂内的金属粘接剂均匀混合而成；所述固态微粉和有机溶剂均匀混合后形成有机混合液；所述有机混合液中，所述固态微粉的含量为15wt% 45wt% ;所述金属粘接剂与所述有机混合液均匀混合后形成液体涂料；所述液体涂料中，所述金属粘接剂的含量为 10wt% 30wt% ;所述固态微粉为纳米铜微粉或由纳米铜微粉和纳米聚四氟乙烯微粉组成的混合粉末，所述纳米铜微粉为粒径D5(l50nm 500nm的铜微粉，所述纳米聚四氟乙烯微粉为粒径D5tlIOnm 200nm的聚四氟乙烯微粉，所述混合粉中纳米铜微粉和纳米聚四氟乙烯微粉的重量比为(9 I) : (I 9)。2.按照权利要求I所述的一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征在于所述纳米铜微粉的优选粒径为D5(l50nm 500nm,所述纳米聚四氟乙烯微粉的优选粒径为D5tlIOnm 200nm。3.按照权利要求I或2所述的一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征在于所述纳米铜微粉和所述纳米聚四氟乙烯微粉的质量纯度均在98%以上。4.按照权利要求I或2所述的一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征在于所述有机溶剂为醇类有机溶剂、酯类有机溶剂、醚类有机溶剂或酮类有机溶剂；所述金属粘接剂为橡胶粘接剂或丙烯酸酯粘接剂。5.按照权利要求4所述的一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征在于所述醇类有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇或丙二醇，所述酯类有机溶剂为乙酸乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟昭，杨云，
申请(专利权)人：孟昭，
类型：发明
国别省市：