本發(fā)明涉及油氣管路防腐涂料領(lǐng)域，具體是一種油套管儲存用內(nèi)防護涂料及制備方法。
背景技術(shù)：
隨著世界能源的持續(xù)緊張，以及國家對石油天然氣勘探開發(fā)力度的加大，油田生產(chǎn)上的輸送、儲存用管線、設(shè)備就成為油氣發(fā)展的重要硬件支持。由于油套管內(nèi)壁長期與石油接觸，在具體維護保養(yǎng)上主要具有以下兩點難題。
首先，是內(nèi)壁表層的腐蝕問題。石油行業(yè)面臨的腐蝕問題主要有管道、儲罐等地面設(shè)施、套管、抽油桿等地下設(shè)施、機泵、閥門等關(guān)鍵設(shè)備的腐蝕。其中，尤為重要的管道腐蝕。截至2014年，我國在用管道數(shù)量總長度達280余萬公里，其中，非金屬管道40余萬公里。在石油行業(yè)約有45萬多公里油氣田內(nèi)部管網(wǎng)，70％以上的管道運行年限超過了15年，已經(jīng)進入了管道運行的中后期階段，大多數(shù)管道的腐蝕情況比較嚴重，腐蝕穿孔現(xiàn)象頻發(fā)，管道泄漏造成的巨大經(jīng)濟損失和環(huán)境污染等問題都亟需解決。同時，由于我國油田，尤其是大慶油田已經(jīng)進入開發(fā)的中后期，即進入了特高含水期，開采出的油大概90％以上都是水，從采出端來說，石油管道相比于前期高含油階段腐蝕加劇。
再有，就是如何降低內(nèi)壁的阻力問題。一般情況下，鋼管內(nèi)涂層大量使用減阻型液體環(huán)氧涂料。1955年，美國田納西天然氣管線公司首次將內(nèi)涂層管線投入實際應(yīng)用，洲際天然氣管線公司也于1959年將內(nèi)涂管線投入實際應(yīng)用。田納西天然氣管線公司在1958年首次進行了典型的Refugio天然氣管道內(nèi)涂層試驗，試驗結(jié)果表明，管道涂覆內(nèi)涂層后的流動效率提高了6％。近幾年來，國內(nèi)也逐漸在這一問題上進行深入探討，逐漸嘗試采用減阻涂料，但是目前這一技術(shù)的發(fā)展仍在探索嘗試階段。
綜上所述，如何進一步提高油套管內(nèi)涂料的防腐和降阻問題，是近年來油田管道內(nèi)涂層研究的主要方向和重點，對新材料的探索和延伸，或能夠幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員在此研究上不斷掘進。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種油套管儲存用內(nèi)防護涂料及其制備方法，它在防腐性能及降阻能力上具有顯著突破，為本領(lǐng)的探索提供了新的思路和可能，具有較高的經(jīng)濟價值和社會意義。
本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種油套管儲存用內(nèi)防護涂料，其原料按質(zhì)量份數(shù)計包括：
優(yōu)化上述參數(shù)，所述一種油套管儲存用內(nèi)防護涂料的原料按質(zhì)量份數(shù)計包括：
優(yōu)選的，所述水性環(huán)氧樹脂乳液的配方按質(zhì)量份數(shù)計包括：
優(yōu)選的，所述顏填料按質(zhì)量份數(shù)計包括氧化鐵紅4份；滑石粉6.5份；鐵鈦粉6份。
上述一種油套管儲存用內(nèi)防護涂料的制備方法，包括以下步驟：
1)環(huán)氧樹脂的乳化
將250～350g環(huán)氧樹脂進行60～80℃水浴加熱10～30min后，放入超聲儀中，在5000～7000r/min高剪切混合乳化機作用下加入辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚10～14g、聚氧乙烯失水山梨醇單月硅酸酯0.1～0.4g、十二烷基硫酸鈉4.5～5.5g以及丙二醇甲醚12～18ml，反應(yīng)3～8min后保持溫度在60～80℃條件下滴加60～90℃的熱水，并繼續(xù)進行5000～7000r/min高速剪切5min以上后將剩余的水滴加加入，所加水的總量為150～200ml，加水完畢后再進行5000～7000r/min高速剪切15～30min，得到水性環(huán)氧樹脂乳液；
2)鱗片石墨改性聚苯胺
將70～100g石墨置于700～1500ml蒸餾水中，22～28℃超聲波處理15～30min，加入苯胺單體50～60ml、濃鹽酸60～70ml，在氮氣保護條件下進行攪拌2～6小時，加入過硫酸銨100～120g，在氮氣保護下攪拌反應(yīng)4～8小時，靜置6～8小時，抽濾后用蒸餾水和乙醇交替洗滌3～5次，在60～80℃下真空干燥、研磨得粉末，即為石墨/聚苯胺復(fù)合物；
3)制漆
將400～600ml水加入高速分散機，在300～800r/min條件下按順序依次加入成膜助劑5～7g、增稠劑8～10g、分散劑6～9g、消泡劑2～5g，攪拌5～20min后，將轉(zhuǎn)速增加到2000～3000r/min，加入顏填料200～250g，攪拌分散，直至漿體細度＜15μm，將轉(zhuǎn)速降至300～800r/min，加入步驟1)制得的水性環(huán)氧樹脂乳液，攪拌5～15min，加入步驟2)制得的石墨/聚苯胺復(fù)合物粉末，攪拌5～15min后，將轉(zhuǎn)速升高至4000～6000r/min分散15～30min，靜置1～4h，即得。
上述制備方法經(jīng)過參數(shù)優(yōu)化，步驟如下：
1)環(huán)氧樹脂的乳化
將300g環(huán)氧樹脂進行70℃水浴加熱20min后，放入超聲儀中，在6000r/min高剪切混合乳化機作用下加入辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚12.6g、聚氧乙烯失水山梨醇單月硅酸酯0.21g、十二烷基硫酸鈉6.3g以及丙二醇甲醚15ml，反應(yīng)5min后保持溫度在70℃條件下滴加80℃的熱水，并繼續(xù)進行6000r/min高速剪切10min后將剩余的水滴加加入，所加水的總量為170ml，加水完畢后再進行6000r/min高速剪切20min，得到水性環(huán)氧樹脂乳液；
2)鱗片石墨改性聚苯胺
將85g鱗片石墨置于1000ml蒸餾水中，25℃超聲波處理20min，加入苯胺單體56ml、濃鹽酸65ml，在氮氣保護條件下進行攪拌4小時，加入過硫酸銨110g，在氮氣保護下攪拌反應(yīng)6小時，靜置7小時，抽濾后用蒸餾水和乙醇交替洗滌3次，在70℃下真空干燥、研磨得粉末，即為石墨/聚苯胺復(fù)合物；
3)制漆
將500ml水加入高速分散機，在500r/min條件下按順序依次加入成膜助劑6g、增稠劑9g、分散劑8g、消泡劑3g，攪拌10min后，將轉(zhuǎn)速增加到2500r/min，加入顏填料230g，攪拌分散，直至漿體細度＜15μm，將轉(zhuǎn)速降至500r/min，加入步驟1)制得的水性環(huán)氧樹脂乳液，攪拌10min，加入步驟2)制得的石墨/聚苯胺復(fù)合物粉末，攪拌10min后，將轉(zhuǎn)速升高至5000r/min分散20min，靜置2h，即得。
對比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
本發(fā)明使用苯胺單體聚合包裹鱗片石墨，與水性環(huán)氧樹脂乳液共同形成基料，在其他材料和填料的輔助作用下，干后表面成鱗光滑、片狀、規(guī)律，具有較好的降阻效果。同時耐酸、耐堿性能好，表面的抗?jié)B性能得到較大提高，具有較好的抗電化學(xué)腐蝕性能。本發(fā)明在配方的選擇上具有顯著的突破和創(chuàng)新，且取得了較為滿意的防腐降阻效果，為行業(yè)的發(fā)展提供了新的思路，具有經(jīng)濟價值和社會意義。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
下述實施例中所涉及的儀器、試劑、材料等，若無特別說明，均為現(xiàn)有技術(shù)中已有的常規(guī)儀器、試劑、材料等，可通過正規(guī)商業(yè)途徑獲得。下述實施例中所涉及的實驗方法，檢測方法等，若無特別說明，均為現(xiàn)有技術(shù)中已有的常規(guī)實驗方法，檢測方法等。
實施例1：一種油套管儲存用內(nèi)防護涂料
主要配方包括：水36.1份；水性環(huán)氧樹脂乳液36.1份；鱗片石墨6.1份；苯胺3.2份；成膜助劑0.45；增稠劑0.65份；分散劑0.55份；消泡劑0.25份；顏填料16.5份。
實施例2：一種油套管儲存用內(nèi)防護涂料
主要配方包括：水37份；水性環(huán)氧樹脂乳液34份；鱗片石墨7份；苯胺4份；成膜助劑0.4；增稠劑0.7份；分散劑0.6份；消泡劑0.3份；顏填料15.8份。
實施例3：實施例的一種油套管儲存用內(nèi)防護涂料的制備方法，包括以下步驟：
1)環(huán)氧樹脂的乳化
將300g環(huán)氧樹脂進行70℃水浴加熱20min后，放入超聲儀中，在6000r/min高剪切混合乳化機作用下加入辛烷基酚聚氧乙烯(10)醚12.6g、聚氧乙烯失水山梨醇單月硅酸酯0.21g、十二烷基硫酸鈉6.3g以及丙二醇甲醚15ml，上述比例乳化劑的選擇和配比具有較好的乳化效果，且乳化后乳液的穩(wěn)定性較好，反應(yīng)5min后保持溫度在70℃條件下滴加80℃的熱水，并繼續(xù)進行6000r/min高速剪切10min后將剩余的水滴加加入，所加水的總量為170ml，滴加加水的方法，有利于分散和乳化的進行，加水完畢后再進行6000r/min高速剪切20min，得到水性環(huán)氧樹脂乳液，乳液乳化充分，久置穩(wěn)定；
2)鱗片石墨改性聚苯胺
將85g鱗片石墨置于1000ml蒸餾水中，25℃超聲波處理20min，加入苯胺單體56ml、濃鹽酸65ml，在氮氣保護條件下進行攪拌4小時，加入過硫酸銨110g，在氮氣保護下攪拌反應(yīng)6小時，靜置7小時，抽濾后用蒸餾水和乙醇交替洗滌3次，在70℃下真空干燥、研磨得粉末，即為石墨/聚苯胺復(fù)合物；上述鱗片石墨與苯胺單體的配比為通過大量實驗驗證獲得，苯胺單體夾帶鱗片石墨的聚合成鏈效果最好。
3)制漆
將500ml水加入高速分散機，在500r/min條件下按順序依次加入成膜助劑6g、增稠劑9g、分散劑8g、消泡劑3g，攪拌10min后，將轉(zhuǎn)速增加到2500r/min，加入顏填料230g，攪拌分散，直至漿體細度＜15μm，將轉(zhuǎn)速降至500r/min，加入步驟1)制得的水性環(huán)氧樹脂乳液，攪拌10min，加入步驟2)制得的石墨/聚苯胺復(fù)合物粉末，攪拌10min后，將轉(zhuǎn)速升高至5000r/min分散20min，靜置2h，即得。