一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂的制作方法
一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂，其由下列组分配制而成的混合液，每升混合液中各组分的重量份数为：硅烷偶联剂10～15份、锆盐2～4份、纳米氧化物4～8份、螯合剂0.5～2份、交联剂1～1.5份、缓蚀剂0.5～0.8份、稳定剂0.2～1.2份、去离子水500～700份。本发明的有益效果为：1、本处理剂可以在钢铁表面生成一层有机硅烷复合膜，与基体间附着力及后续涂装配套能力均良好，且大大提高了钢铁表面的耐蚀性能；2、本发明产品不含磷及重金属离子，具有无毒、无害、无污染、操作简单、成本低、稳定性好、清洁生产等特点；3、适合常温浸泡和喷淋处理，无须加热设备，达到节约能源、简化生产的目的。
【专利说明】一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种硅烷处理剂，尤其是指一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂。【背景技术】
[0002]海上钻井工具隔水套管接头所用金属材料的材质主要是25Mn、20Mn2、35CrMo、42CrMo等，表面普遍采用传统磷化工艺处理，在其表面生成一层磷酸盐层，同时要对磷酸盐层进行铬酸盐钝化处理。这种传统处理方法工艺简单、成本低、耐蚀性能高，主要作为金属制品有抗防锈涂层的粘结底层，以提高油漆与金属表面的结合力，增强防锈能力。然而，在实际应用中，传统磷化处理固然有诸多优点，但也存在很多其自身无法克服的弊端，例如存在着能耗高、污染较严重、含有重金属离子、废水处理较困难、容易在管壁及管道内结渣等一系列问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂，该表面硅烷处理剂能够替代传统的磷化处理工艺，无毒无害无污染，成本低，节能环保。
[0004]为了能实现上述目的，本发明按照以下技术方案实现:
[0005]一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂，其由下列组分配制而成的混合液，每升混合液中各组分的重量份数为:
[0006]硅烷偶联剂10~15份、
[0007]锆盐2~4份、
[0008]纳米氧化物4~8份、
[0009]螯合剂0.5~2份、
[0010]交联剂1~1.5份、
[0011]缓蚀剂0.5~0.8份、
[0012]稳定剂0.2~1.2份、
[0013]去离子水500~700份。
[0014]进一步，所述每升处理剂混合液还包括有适量的PH调整剂。
[0015]本发明与现有技术相比，其有益效果为:
[0016]1、本处理剂可以在钢铁表面生成一层有机硅烷复合膜，与基体间附着力及后续涂装配套能力均良好，且大大提高了钢铁表面的耐蚀性能；
[0017]2、本发明产品不含磷及重金属离子，具有无毒、无害、无污染、操作简单、成本低、稳定性好、清洁生产等特点；
[0018]3、适合常温浸泡和喷淋处理，无须加热设备，达到节约能源、简化生产的目的。
[0019]为了能更清晰的理解本发明，以下将结合【专利附图】
【附图说明】阐述本发明的【具体实施方式】。【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明和传统处理方法的实验比较曲线图。
【具体实施方式】
[0021]本发明所述海上钻井工具接头表面硅烷处理剂，其由下列组分配制而成的混合液，每升混合液中各组分的重量份数为:硅烷偶联剂10~15份、锆盐2~4份、纳米氧化物4~8份、螯合剂0.5~2份、交联剂I~1.5份、缓蚀剂0.5~0.8份、稳定剂0.2~1.2份、去离子水500~700份、及适量的PH调整剂。
[0022]如图1所示为本发明与传统处理方法的实验比较曲线图，其中，曲线图1号曲线代表未经处理的试样，2号曲线代表经传统磷化处理的试样，3号曲线代表经单一硅烷处理的试样,4号曲线代表经本发明处理的试样。
[0023]由图1可知，四种试样浸泡在5% NaCl溶液中所获得的Tafel极化曲线，相对于未经任何处理的35CrMo裸样试样，经过不同工艺处理后，阴、阳极均向电流密度减小的方向移动，其中经两步处理的试样具有最低的阳极电流密度和阴极电流密度，也就是说电流密度减少的幅度最大。[0024]在5%NaCl溶液中，经过不同工艺处理的试样，自然腐蚀电位均向正方向变化，腐蚀电流密度下降明显，其中4号曲线代表试样腐蚀电流密度最小。从膜层极化电阻看，经过处理后的试样与35CrMo裸样试样比较，RF均增加了数倍，而本发明协同作用复合处理方法处理的试样增加了 40多倍。这一结果与采用单一一种处理方式相比，更加显著地提高了转化层的耐蚀能力。分析认为，本发明协同作用复合处理方法处理并不是两种单一膜层的简单相加，而是产生了 “协同作用”，使得腐蚀电流急剧下降。
[0025]以上的电化学试验结果清楚地表明，处理方法同时影响整个体系的阴极和阳极行为，发生在钢铁基体上的主要反应是金属的阳极溶解(产生Men+)和阴极吸氧(产生0H-)。试验结果说明复合膜的耐腐蚀性超过单一一种转化膜。
[0026]另一方面，醋酸铅点滴实验。在室温条件下用滴管将5 %的醋酸铅水溶液滴一滴在试样表面，观察液滴颜色变化，用秒表记录液滴变黑经历的时间，该时间值可以大致反映钝化膜耐腐蚀性的优劣。表1为醋酸铅点滴实验结果，每个试样变黑的时间用5次点滴的平均值表示。
【权利要求】
1.一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂，其特征在于:由下列组分配制而成的混合液，每升混合液中各组分的重量份数为: 硅烷偶联剂10~15份、 锆盐2~4份、 纳米氧化物4~8份、 螯合剂0.5~2份、 交联剂I~1.5份、 缓蚀剂0.5~0.8份、 稳定剂0.2~1.2份、 去离子水500~700份。
2.根据权利要求1所述一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂，其特征在于: 所述每升处理剂混合液还包括有适量的PH调整剂。
【文档编号】C09D7/12GK103897584SQ201410144203
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】谢祖武, 李辉, 杨英亮, 刘万青, 许晖, 梁飞华, 郑松林, 黄岩, 许斌, 李春生 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油能源发展股份有限公司, 湛江南海西部石油合众近海建设有限公司
【专利摘要】本发明公开了一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂，其由下列组分配制而成的混合液，每升混合液中各组分的重量份数为：硅烷偶联剂10～15份、锆盐2～4份、纳米氧化物4～8份、螯合剂0.5～2份、交联剂1～1.5份、缓蚀剂0.5～0.8份、稳定剂0.2～1.2份、去离子水500～700份。本发明的有益效果为：1、本处理剂可以在钢铁表面生成一层有机硅烷复合膜，与基体间附着力及后续涂装配套能力均良好，且大大提高了钢铁表面的耐蚀性能；2、本发明产品不含磷及重金属离子，具有无毒、无害、无污染、操作简单、成本低、稳定性好、清洁生产等特点；3、适合常温浸泡和喷淋处理，无须加热设备，达到节约能源、简化生产的目的。
【专利说明】一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种硅烷处理剂，尤其是指一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂。【背景技术】
[0002]海上钻井工具隔水套管接头所用金属材料的材质主要是25Mn、20Mn2、35CrMo、42CrMo等，表面普遍采用传统磷化工艺处理，在其表面生成一层磷酸盐层，同时要对磷酸盐层进行铬酸盐钝化处理。这种传统处理方法工艺简单、成本低、耐蚀性能高，主要作为金属制品有抗防锈涂层的粘结底层，以提高油漆与金属表面的结合力，增强防锈能力。然而，在实际应用中，传统磷化处理固然有诸多优点，但也存在很多其自身无法克服的弊端，例如存在着能耗高、污染较严重、含有重金属离子、废水处理较困难、容易在管壁及管道内结渣等一系列问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂，该表面硅烷处理剂能够替代传统的磷化处理工艺，无毒无害无污染，成本低，节能环保。
[0004]为了能实现上述目的，本发明按照以下技术方案实现:
[0005]一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂，其由下列组分配制而成的混合液，每升混合液中各组分的重量份数为:
[0006]硅烷偶联剂10~15份、
[0007]锆盐2~4份、
[0008]纳米氧化物4~8份、
[0009]螯合剂0.5~2份、
[0010]交联剂1~1.5份、
[0011]缓蚀剂0.5~0.8份、
[0012]稳定剂0.2~1.2份、
[0013]去离子水500~700份。
[0014]进一步，所述每升处理剂混合液还包括有适量的PH调整剂。
[0015]本发明与现有技术相比，其有益效果为:
[0016]1、本处理剂可以在钢铁表面生成一层有机硅烷复合膜，与基体间附着力及后续涂装配套能力均良好，且大大提高了钢铁表面的耐蚀性能；
[0017]2、本发明产品不含磷及重金属离子，具有无毒、无害、无污染、操作简单、成本低、稳定性好、清洁生产等特点；
[0018]3、适合常温浸泡和喷淋处理，无须加热设备，达到节约能源、简化生产的目的。
[0019]为了能更清晰的理解本发明，以下将结合【专利附图】
【附图说明】阐述本发明的【具体实施方式】。【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明和传统处理方法的实验比较曲线图。
【具体实施方式】
[0021]本发明所述海上钻井工具接头表面硅烷处理剂，其由下列组分配制而成的混合液，每升混合液中各组分的重量份数为:硅烷偶联剂10~15份、锆盐2~4份、纳米氧化物4~8份、螯合剂0.5~2份、交联剂I~1.5份、缓蚀剂0.5~0.8份、稳定剂0.2~1.2份、去离子水500~700份、及适量的PH调整剂。
[0022]如图1所示为本发明与传统处理方法的实验比较曲线图，其中，曲线图1号曲线代表未经处理的试样，2号曲线代表经传统磷化处理的试样，3号曲线代表经单一硅烷处理的试样,4号曲线代表经本发明处理的试样。
[0023]由图1可知，四种试样浸泡在5% NaCl溶液中所获得的Tafel极化曲线，相对于未经任何处理的35CrMo裸样试样，经过不同工艺处理后，阴、阳极均向电流密度减小的方向移动，其中经两步处理的试样具有最低的阳极电流密度和阴极电流密度，也就是说电流密度减少的幅度最大。[0024]在5%NaCl溶液中，经过不同工艺处理的试样，自然腐蚀电位均向正方向变化，腐蚀电流密度下降明显，其中4号曲线代表试样腐蚀电流密度最小。从膜层极化电阻看，经过处理后的试样与35CrMo裸样试样比较，RF均增加了数倍，而本发明协同作用复合处理方法处理的试样增加了 40多倍。这一结果与采用单一一种处理方式相比，更加显著地提高了转化层的耐蚀能力。分析认为，本发明协同作用复合处理方法处理并不是两种单一膜层的简单相加，而是产生了 “协同作用”，使得腐蚀电流急剧下降。
[0025]以上的电化学试验结果清楚地表明，处理方法同时影响整个体系的阴极和阳极行为，发生在钢铁基体上的主要反应是金属的阳极溶解(产生Men+)和阴极吸氧(产生0H-)。试验结果说明复合膜的耐腐蚀性超过单一一种转化膜。
[0026]另一方面，醋酸铅点滴实验。在室温条件下用滴管将5 %的醋酸铅水溶液滴一滴在试样表面，观察液滴颜色变化，用秒表记录液滴变黑经历的时间，该时间值可以大致反映钝化膜耐腐蚀性的优劣。表1为醋酸铅点滴实验结果，每个试样变黑的时间用5次点滴的平均值表示。
【权利要求】
1.一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂，其特征在于:由下列组分配制而成的混合液，每升混合液中各组分的重量份数为: 硅烷偶联剂10~15份、 锆盐2~4份、 纳米氧化物4~8份、 螯合剂0.5~2份、 交联剂I~1.5份、 缓蚀剂0.5~0.8份、 稳定剂0.2~1.2份、 去离子水500~700份。
2.根据权利要求1所述一种海上钻井工具接头表面硅烷处理剂，其特征在于: 所述每升处理剂混合液还包括有适量的PH调整剂。
【文档编号】C09D7/12GK103897584SQ201410144203
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】谢祖武, 李辉, 杨英亮, 刘万青, 许晖, 梁飞华, 郑松林, 黄岩, 许斌, 李春生 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油能源发展股份有限公司, 湛江南海西部石油合众近海建设有限公司
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