专利名称：具有疏油疏水和三防功能金属管、杆的制造方法及所用涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属管、杆金属表面双疏(疏油疏水)涂层的制造方法及涂层所用的涂料和该涂料的制造方法。
背景技术：
据统计在我国的管道事故中，腐蚀造成的破坏约占30％。特别近几年不少油田生产开发进入后期，原油含水量增高，设备老化，腐蚀问题越来越严重。我国所产石油大多属低硫、石蜡基原油。采出的原油从地层深处向地面输送的过程中，随着温度、压力的降低和气体的析出，原油中溶解的石蜡便开始析出，蜡结晶聚集和沉积在管壁及抽油杆上，便出现结蜡现象，油井结蜡后增加油流阻力，甚至造成蜡卡、油管堵塞，增加了清蜡作业次数，不仅会增加采油成本，还会严重影响生产。由此可见石油开采中采油管道的内壁及抽油杆，除防腐蚀外，防结蜡的意义十分突出。近年来“三防”(即防腐、防垢、防结蜡)技术不断的发展，在油气田管道壁采用涂料技术已成为防腐、防垢和防结蜡的重要手段，形成了多种材料，即液体涂料(包括环氧涂料，聚氨酯涂料等)、环氧粉末涂料、玻璃鳞片防腐层、水泥砂浆衬里、玻璃钢衬里和富锌涂料等。液体环氧涂料在国内外油田应用较多，品种也有多种。此类防腐层的优点是与金属的附着力强，有很好的耐腐蚀性能(耐酸、碱、盐有机溶剂，耐水等)，较好的机械性能及电绝缘性能，该类防腐适用于介质温度小于65度。环氧粉末涂料，此种防腐涂层具有良好的防腐蚀性能，粘结性能，使用寿命长，绝缘性能好，适用的工作温度为100度以下。管道水泥砂浆衬里是一种应用历史悠久，材料来源广泛、施工方便、无毒、经济的内防腐材料。主要应用于清水，污水管道，所输送介质的PH值不得低于5，温度不宜高于60度。上述各种石油工业采油及注水管道国内外防腐涂料技术，虽各有特点，但这些类型防腐涂料都不同时具备疏油和疏水的特性，特别对防结蜡作用没有明显效果。其原因在于对涂层表面功能设计上的考虑，缺乏理论和实践指导，只是考虑涂层表面光滑，通过涂层表面亲水达到表面疏油来实现防蜡的目的，实践表明防蜡效果并不理想；因为亲水的表面会导致结垢，进而又形成新的结蜡核心使表面结蜡。另外，从现有的三防涂料中可以看出，它们所获得的涂层大部分都是疏水亲油的表面，这样的表面防结蜡性能就更弱了。
发明内容
本发明的目的在于研制一种具有疏水、疏油，使金属管、杆具有三防(防腐、防垢、防结蜡)郊果的涂层和其制法及该涂层所用涂料和该涂料的制造方法，它应具有可长期使用、不脱层、抗老化、不相溶性好的特点。本发明金属管、杆1的金属表面上至少涂固有一层表面为双疏的涂层2，涂层2的厚度为5～100μm，底层3的厚度为0～150μm。形成该涂层的涂料中含有纳米材料、成膜物质、颜料、填料、助剂，其中纳米材料占涂料总重量的0.001～1％，成膜物质占涂料总重量的40～79％，颜料、填料占涂料总重量的20～50％，助剂占涂料总重量的0～39％。所述的纳米材料是C23、SiOx，其粒度为1～100nm；所述的成膜物质是复合高分子树脂228A、228B、TY-54、38树脂；所述的颜料、填料是氧化铁红、磷铁粉、石墨粉、云母粉、钛自粉；所述助剂是二甲苯、丁醇、S329、88-9C，其中所含纳米材料由C23和SiOx其中的一种或其两种的混合组成；所含成膜物质中复合高分子树脂228A占成膜物质总重量的17～45％、228B占成膜物质总重量的2～10％、TY-54占成膜物质总重量的30～58％，38树脂占成膜物质总重量的17～45％；所含颜料、填料由氧化铁红、磷铁粉、石墨粉、云母粉、钛白粉中的一种或两种的混合组成；所含助剂由二甲苯、丁醇、S329、88-9C中的任何一种或几种混合而成，本发明涂料的制作方法是1、取占涂料总重量0.001～1％的纳米材料，取占涂料总重量40～79％的成膜物质，取占涂料总重量20～50％的颜料、填料，取占涂料总重量0～39％的助剂；2、用表面活性剂对纳米材料进行分散处理；3、在双轴升降高速分散机里依次加入成膜物质、助剂，然后加入经分散处理的纳米材料，再加入颜料、填料，高速分散1小时，制得半成品的拌合色浆；4、将已分散后的拌合色浆通过卧式砂磨机进行磨细分散，得到砂磨至细度十微米以下带颜色的树脂浆；5、将树脂浆通过过滤设备除去机械杂质及粗粒，通过灌装机包装即为成品。本发明具有防腐、防垢、防结蜡涂层的金属管、杆的制造方法首先对金属管、杆进行喷砂处理，去除金属表面的油垢、锈，然后上工作架，先喷底漆，金属管先喷涂内壁，再喷涂外壁，金属杆直接喷涂外壁，然后在固化炉内经200℃的温度经40分钟固化，冷却后回原工作架，按喷底漆的工艺步骤及工艺条件喷涂本发明的涂料。本发明含有双疏涂层的金属管、杆具有显著的防腐、防垢、防结蜡特性，防腐可达10级以上，水管防垢率达98％以上，油管防结蜡率达95％以上，在-40～150℃范围内可长期使用，不脱层，抗老化，不相容性好。制造方法简单、易于实现自动化，规模化，工业化生产。
图1是本发明金属管的结构示意图，图2是图1的俯视图，图3是本发明金属杆的结构示意图，图4是图3的俯视图。
具体实施例方式
一本实施方式的金属管、杆1的表面上至少涂固一层表面双疏涂层2，涂层2的厚度为5～100μm，底层3的厚度为0～150μm。
具体实施方式
二本实施方式的涂料中含有纳米材料、成膜物质、颜料、填料、助剂，其中纳米材料占涂料总重量的0.001～1％，成膜物质占涂料总重量的40～79％，颜料、填料占涂料总重量的20～50％，助剂占涂料总重量的0～39％。所述的纳米材料是C23、SiOx，其粒度为1～100nm；所述的成膜物质是复合高分子树脂228A、228B、TY-54、38树脂；所述的颜料、填料是氧化铁红、磷铁粉、石墨粉、云母粉、钛白粉；所述助剂是二甲苯、丁醇、S329、88-9C，其中所含纳米材料由C23和SiOx其中的一种或其两种的混合组成；所含成膜物质中复合高分子树脂228A占成膜物质总重量的17～45％、228B占成膜物质总重量的2～10％、TY-54占成膜物质总重量的30～58％，38树脂占成膜物质总重量的17～45％；所含颜料、填料由氧化铁红、磷铁粉、石墨粉、云母粉、钛白粉中的一种或两种的混合组成；所含助剂由二甲苯、丁醇、S329、88-9C中的任何一种或几种混合而成。
具体实施方式
三本实施方式涂料的制作方法是1、取占涂料总重量0.001～1％的纳米材料，取占涂料总重量40～79％的成膜物质，取占涂料总重量20～50％的颜料、填料，取占涂料总重量0～39％的助剂；2、用表面活性剂对纳米材料进行分散处理；3、在双轴升降高速分散机里依次加入成膜物质、助剂，然后加入经分散处理的纳米材料，再加入颜料、填料，高速分散1小时，制得半成品的拌合色浆；4、将已分散后的拌合色浆通过KWS-25C卧式砂磨机进行磨细分散，得到砂磨至细度十微米以下带颜色的树脂浆；5、将树脂浆通过过滤设备除去机械杂质及粗粒，通过灌装机包装即为成品。
具体实施方式
四本实施方式具有防腐、防垢、防结蜡涂层的金属管、杆的制造方法首先对金属管、杆进行喷砂处理，去除金属表面的油垢、锈，然后上工作架，先喷底漆，金属管先喷涂内壁，再喷涂外壁，金属杆直接喷涂外壁，然后在固化炉内经200℃的温度经40分钟固化，冷却后回原工作架，按喷底漆的工艺步骤及工艺条件喷涂实施方式二的涂料。喷涂后的产品结构如图1、图3所示，图中1为金属管、杆的金属体，2为涂层，3为底层。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
三的不同点在于表面的涂料固化后，将带有涂层的金属管、杆1放入氟化物水溶液中浸泡一分钟，其它工艺条件和工艺步骤与具体实施方式
三相同。
经过表面活性剂分散处理的纳米材料C23、SiOx，当达到一定加入量时，一般为0.001～1％由于改变了涂料固体颗粒的表面组成和结构，涂料性质发生了突变，涂料表面由高能表面转变为低能(憎水、憎油)表面，具有双疏(疏水、疏油)效果，由于在氟化物水溶液中浸泡过，其双疏效果更显著，具体表现在水或油在涂层的表面上不能润湿，而只能聚成液滴，其接触角θ＞70°，这样的涂层表面是存不住液体的，即使浸在液体里面，其疏油疏水的性能足以彰显其防腐、防垢、防结蜡的卓越特性。
权利要求
1.具有疏油疏水和三防功能金属管、杆，其特征在于金属管、杆(1)的金属表面上至少涂固有一层为双疏的涂层(2)，涂层(2)的厚度为5～100μm，底层(3)的厚度为0～150μm。
2.具有疏油疏水和三防功能金属管、杆的所用涂料，金属管、杆的金属表面上至少涂固有一层表面双疏涂层(2)，形成该涂层的涂料中含有纳米材料、成膜物质、颜料、填料、助剂，其特征在于纳米材料占涂料总重量的0.001～1％，成膜物质占涂料总重量的40～79％，颜料、填料占涂料总重量的20～50％，助剂占涂料总重量的0～39％。
3.根据权利要求1所述的具有疏油疏水和三防功能金属管、杆的所用涂料，其特征在于所述的纳米材料是C23、SiOx，其粒度为1～100nm；所含纳米材料由C23和SiOx其中的一种或其两种的混合组成。
4.根据权利要求1所述的具有疏油疏水和三防功能金属管、杆的所用涂料，其特征在于所述的成膜物质是复合高分子树脂228A、228B、TY-54、38树脂；所含成膜物质中复合高分子树脂228A占成膜物质总重量的17～45％、228B占成膜物质总重量的2～10％、TY-54占成膜物质总重量的30～58％，38树脂占成膜物质总重量的17～45％。
5.根据权利要求1所述的具有疏油疏水和三防功能金属管、杆的所用涂料，其特征在于所述的颜料、填料是氧化铁红、磷铁粉、石墨粉、云母粉、钛白粉；所含颜料、填料由氧化铁红、磷铁粉、石墨粉、云母粉、钛白粉中的一种或两种的混合组成。
6.根据权利要求1所述的具有疏油疏水和三防功能金属管、杆的所用涂料，其特征在于所述助剂是二甲苯、丁醇、S329、88-9C，所含助剂由二甲苯、丁醇、S329、88-9C中的任何一种或几种混合而成。
7.具有疏油疏水和三防功能金属管、杆所用涂料的制造方法，其特征在于1、取占涂料总重量0.001～1％的纳米材料，取占涂料总重量40～79％的成膜物质，取占涂料总重量20～50％的颜料、填料，取占涂料总重量0～39％的助剂；2、用表面活性剂对纳米材料进行分散处理；3、在双轴升降高速分散机里依次加入成膜物质、助剂，然后加入经分散处理的纳米材料，再加入颜料、填料，高速分散1小时，制得半成品的拌合色浆；4、将已分散后的拌合色浆通过卧式砂磨机进行磨细分散，得到砂磨至细度十微米以下带颜色的树脂浆；5、将树脂浆通过过滤设备除去机械杂质及粗粒，通过灌装机包装即为成品。
8.具有疏油疏水和三防功能金属管、杆的制造方法，其特征在于首先对金属管、杆进行喷砂处理，去除金属表面的油垢、锈，然后上工作架，先喷底漆，金属管先喷涂内壁，再喷涂外壁，金属杆直接喷涂外壁，然后在固化炉内经200℃的温度经40分钟固化，冷却后回原工作架，按喷底漆的工艺步骤及工艺条件喷涂权利要求2所述的涂料。
9.根据权利要求8所述的具有疏油疏水和三防功能金属管、杆的制造方法，其特征在于表面的涂料固化后，将带有涂层的金属管、杆(1)放入氟化物水溶液中浸泡一分钟。
全文摘要
具有疏油疏水和三防功能金属管、杆的制造方法及所用涂料，它涉及金属管、杆金属表面双疏(疏油疏水)涂层的制造方法及涂层所用的涂料和该涂料的制造方法。本发明金属管、杆(1)的金属表面上至少涂固有一层表面为双疏的涂层(2)，本发明的涂料纳米材料占涂料总重量的0.001～1％，成膜物质占涂料总重量的40～79％，颜料、填料占涂料总重量的20～50％，助剂占涂料总重量的0～39％。金属管先喷涂内壁，再喷涂外壁，金属杆直接喷涂外壁，然后在固化炉内经200℃的温度经40分钟固化。纳米材料当达到一定加入量时，一般为0.001～1％由于改变了涂料固体颗粒的表面组成和结构，涂料性质发生了突变，这样的涂层表面是存不住液体的，其“三防”功能特别突出。
文档编号E21B17/00GK1441147SQ03111189
公开日2003年9月10日 申请日期2003年3月14日 优先权日2003年3月14日
发明者国玉江, 陈竹生 申请人:国玉江