用於石油設備的防護塗料及其施工方法
2023-05-29 20:51:16 2
專利名稱：用於石油設備的防護塗料及其施工方法
技術領域：
本發明具體涉及一種防護塗料及其製備方法和施工方法。主要應用在於石油化工系統中設備的防腐耐磨防結垢，也可應用於其它化工設備。屬於化工塗料的技術領域。
背景技術：
目前，在石油化工領域，輸油管、油套管、抽油泵等石油設備在石油開採、加工及輸送過程中始終伴隨著腐蝕、磨損及結垢對設備的破壞，每年由於這方面的損失不可估量。以往解決防腐和結垢問題常採用以下三種處理方法1、Ni-P鍍處理，但是會汙染環境；2、滲氮技術，耐腐蝕性能好，但是對結垢作用不大，而且高溫處理會使材料變得更脆；3、合金或聚合物塗層，容易分層導致塗層附著力不好；其他一些方法也都在某些方面存在不足。聚芳醚酮是一種耐高溫熱塑性塑料，並且在力學性能和物理性能方面尤為突出， 具有高強度、高模量、高斷裂韌性及優良的尺寸穩定性。將聚芳醚酮精細粉末覆蓋在金屬表面，可以得到具有絕緣性好、耐腐蝕性強、耐熱、耐水的金屬聚芳醚酮粉體塗裝製品，廣泛應用於化工防腐蝕、家用電器、電子、機械等領域。
發明內容
本發明目的是提供一種應用於石油化工設備領域的防腐耐磨防結垢塗料、防腐耐磨防結垢塗料的製備方法及施工方法。本發明的目的是通過以下技術方案來實現。一種用於石油設備防護塗料，其組分的組成按質量百分比為聚芳醚酮70 99%;氟樹脂1 30%;無機填料0 6%。上述的聚芳醚酮可以為聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚醚酮酮等聚芳醚酮類聚合物中的一種，粒徑在30 150μπι之間；氟樹脂為聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯中的一種，粒徑在1 50 μ m之間；無機填料選擇Mo&、A1203、SiC、CuS中的一種，粒度是微米和/ 或納米級的。本發明用於石油設備防護塗料的製備方法是將各組分通過高速混合機混合製備而成，轉速控制在1000 4000r/min之間；或者是將各組分及3 5倍於粉末重量的水或乙醇放入球磨機中進行球磨，轉速為200 400轉/分鐘，球磨時間為4 M小時，將所得懸濁液在110 160°C下烘乾4 10小時，製得粉末狀塗料。本發明用於石油設備防護塗料的施工方法包括如下步驟1)對工件表面進行噴砂處理用噴砂機向工件表面噴金剛砂，除去表面氧化層， 再清洗乾燥；2)運用靜電噴塗技術對工件表面噴塗一層純聚芳醚酮粉末塗料，其中靜電噴塗的工藝條件為，靜電高壓40 90kV，靜電電流10 20 μ Α,供粉氣壓0. 25 0. 55MPa，二次進風氣壓0. 25 0. 45MPa，流化氣壓0. 04 0. lOMPa，工件距噴槍口 150_300mm ；3)將工件置於烘箱中，溫度控制在370 400°C，使純聚芳醚酮粉末塗料熔融；4)將工件從烘箱中取出5分鐘內，運用靜電噴塗技術噴塗一層複合聚芳醚酮粉末塗料；5)重複步驟3，使複合聚芳醚酮粉末塗料熔融；6)降溫至220 300°C，保溫30 90分鐘，最後冷卻至室溫。所述的工件，是石油化工設備的部件，比如抽油泵柱塞、閥板、抽油杆等。在對工件表面進行噴砂處理時，金剛砂目數可以為30 80目；在將工件置於烘箱中使塗料熔融時，還可以控制時間在10 30分鐘之間。在對工件表面靜電噴塗純聚芳醚酮粉末塗料中，純聚芳醚酮粉末塗料的厚度可以控制在60 100微米；在對工件靜電噴塗複合聚芳醚酮粉末塗料中；複合聚芳醚酮粉末塗料的厚度可以控制在40 100微米。本發明具有以下優點1、工藝流程可以合理控制，操作簡單。2、通過本發明製備的塗覆在鐵板上的塗層根據GB1720-79進行附著力測試，塗層附著力為1-2級。3、塗層防腐蝕性能優異，將塗覆有複合聚芳醚酮塗層的鐵板分別放在不同的介質中進行腐蝕測試1)飽和NaCl溶液；幻10%質量分數的硫酸溶液；幻10%質量分數的氫氧化鈉溶液，試樣分別在這些介質中浸泡7 後，目測樣品無起皮，脫落現象。4、塗層耐磨不粘性能優異，主要因為聚芳醚酮本身的耐磨性能很好，氟樹脂的加入使得摩擦係數下降，表面能降低，與水接觸角為110-120°之間，不粘性能變好。5、本發明提供的設備能提高石油設備使用壽命，減少因設備損壞而發生事故的機率，從而達到降低採油成本目的。
具體實施例方式實施例1本發明防護塗料按重量百分比由如下原料組成聚醚醚酮(PEEK)70%聚四氟乙烯(PTFE)30%上述防護塗料的製備方法是
將各組分及3倍於粉末重量的乙醇放入球磨機中進行球磨，時間為4小時，將所得懸濁液在110°C下烘乾4小時，製得防護塗料粉末。實施例2本發明防護塗料按重量百分比由如下原料組成聚醚酮(PEEK)87%聚全氟乙丙烯(FEP)10%上述防護塗料的製備方法是將各組分放入高速混合機中混合lh，混合機轉速為1500r/min，製得防護塗料粉末。
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實施例3本發明防護塗料按重量百分比由如下原料組成聚醚酮(PEK)93%聚全氟乙丙烯(FEP)1%三氧化二鋁(Al2O3)6%上述防護塗料的製備方法是將各組分放入高速混合機中混合2h，混合機轉速為lOOOr/min，製得防護塗料粉末。實施例4本發明防護塗料按重量百分比由如下原料組成聚醚醚酮酮(PEEKK)89%聚全氟乙丙烯(FEP)10%二硫化鉬(MoS2)1%上述防護塗料的製備方法是將各組分及3倍於粉末重量的乙醇放入球磨機中進行球磨，時間為6小時，將所得懸濁液在120°C下烘乾4小時，製得防護塗料粉末。實施例5本發明防護塗料按重量百分比由如下原料組成聚醚醚酮(PEEK)80%聚四氟乙烯(FTFE)15%碳化矽(SiC)5%上述防護塗料的製備方法是將各組分放入高速混合機中混合lh，混合機轉速為2000r/min，製得防護塗料粉末。實施例6本發明防護塗料按重量百分比由如下原料組成聚醚酮(PEEK)87%聚四氟乙烯(FTFE)10%硫化銅(CuQ3%上述防護塗料的製備方法是將各組分放入高速混合機中混合lh，混合機轉速為1500r/min，製得防護塗料粉末。實施例7一種用於石油設備的防護塗料在抽油泵柱塞上的施工方法，可以使用本發明給出的防護塗料，包括以下步驟1、對石油設備表面進行噴砂處理用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數為30目，並清洗乾燥；2、運用靜電噴塗技術對石油設備表面均勻噴塗一層純聚醚醚酮塗料；3、將工件置於烘箱中，溫度控制在370°C，時間控制在30分鐘，使塗料熔融；
4、然後將工件從烘箱中取出，再運用靜電噴塗技術趁熱噴塗上述防護塗料；5、重複步驟3;6、降溫至300°C，保溫30分鐘，最後冷卻至室溫。實施例8一種用於石油設備的防護塗料在抽油泵柱塞上的施工方法，可以使用本發明給出的防護塗料，包括以下步驟1、對抽油泵柱塞表面進行噴砂處理用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層， 金剛砂目數為80目，並清洗乾燥；2、運用靜電噴塗技術對石油設備表面均勻噴塗一層純聚醚酮塗料；3、將工件置於烘箱中，溫度控制在400°C，時間控制在10分鐘，使塗料熔融；4、然後將工件從烘箱中取出，再運用靜電噴塗技術趁熱噴塗上述防護塗料；5、重複步驟3;6、降溫至220°C，保溫90分鐘，最後冷卻至室溫。實施例9一種用於石油設備的防護塗料在閥板上的施工方法，可以使用本發明給出的防護塗料，包括以下步驟1、對閥板表面進行噴砂處理用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數為80目，並清洗乾燥；2、運用靜電噴塗技術對石油設備表面均勻噴塗一層純聚醚酮塗料；3、將工件置於烘箱中，溫度控制在400°C，時間控制在10分鐘，使塗料熔融；4、然後將工件從烘箱中取出，再運用靜電噴塗技術趁熱噴塗上述防護塗料；5、重複步驟3;6、降溫至280°C，保溫50分鐘，最後冷卻至室溫。實施例10一種用於石油設備的防護塗料在閥板上的施工方法，可以使用本發明給出的防護塗料，包括以下步驟1、對閥板表面進行噴砂處理用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數為46目，並清洗乾燥；2、運用靜電噴塗技術對石油設備表面均勻噴塗一層純聚醚醚酮酮塗料；3、將工件置於烘箱中，溫度控制在390°C，時間控制在10分鐘，使塗料熔融；4、然後將工件從烘箱中取出，再運用靜電噴塗技術趁熱噴塗上述防護塗料；5、重複步驟3;6、降溫至240°C，保溫70分鐘，最後冷卻至室溫。實施例11一種用於石油設備的防護塗料在抽油杆上的施工方法，可以使用本發明給出的防護塗料，包括以下步驟1、對抽油杆表面進行噴砂處理用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數為60目，並清洗乾燥；2、運用靜電噴塗技術對石油設備表面均勻噴塗一層純聚醚醚酮塗料；
3、將工件置於烘箱中，溫度控制在380°C，時間控制在30分鐘，使塗料熔融；4、然後將工件從烘箱中取出，再運用靜電噴塗技術趁熱噴塗上述防護塗料；5、重複步驟3;6、降溫至220°C，保溫90分鐘，最後冷卻至室溫。實施例12一種用於石油設備的防護塗料在抽油杆上的施工方法，可以使用本發明給出的防護塗料，包括以下步驟1、對抽油杆內表面進行噴砂處理用噴砂機向表面噴金剛砂，除去表面氧化層，金剛砂目數為46目，並清洗乾燥；2、運用靜電噴塗技術對石油設備表面均勻噴塗一層純聚醚酮塗料；3、將工件置於烘箱中，溫度控制在390°C，時間控制在25分鐘，使塗料熔融；4、然後將工件從烘箱中取出，再運用靜電噴塗技術趁熱噴塗上述防護塗料；5、重複步驟3;6、降溫至260°C，保溫60分鐘，最後冷卻至室溫。
權利要求
1.一種用於石油設備防護塗料，按質量百分比的組分為 聚芳醚酮 70 99%;氟樹脂 1 30%; 無機填料 0 6%。
2.根據權利要求1所述的用於石油設備防護塗料，其特徵是，所述的聚芳醚酮是聚醚酮、聚醚醚酮或聚醚醚酮酮，粒徑在30 150 μ m之間；所述的氟樹脂是聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯或聚偏氟乙烯，粒徑在1 50 μ m之間；所述的無機填料，是Mo&、Al203、SiC或CuS， 粒度是微米和/或納米級的。
3.—種權利要求1的用於石油設備防護塗料的施工方法，有如下步驟1)對工件表面進行噴砂處理用噴砂機向工件表面噴金剛砂，除去表面氧化層，再清洗乾燥；2)運用靜電噴塗技術對工件表面噴塗一層純聚芳醚酮粉末塗料，其中靜電噴塗的工藝條件為，靜電高壓40 90kV，靜電電流10 20 μ Α,供粉氣壓0. 25 0. 55MPa，二次進風氣壓0. 25 0. 45MPa,流化氣壓0. 04 0. IOMPa,工件距噴槍口 150_300mm ；3)將工件置於烘箱中，溫度控制在370 400°C，使純聚芳醚酮粉末塗料熔融；4)將工件從烘箱中取出5分鐘內，運用靜電噴塗技術噴塗一層複合聚芳醚酮粉末塗料；5)重複步驟3，使複合聚芳醚酮粉末塗料熔融；6)降溫至220 300°C，保溫30 90分鐘，最後冷卻至室溫。
4.根據權利要求3所述的用於石油設備防護塗料的施工方法，其特徵是，在對工件表面靜電噴塗純聚芳醚酮粉末塗料中，純聚芳醚酮粉末塗料的厚度可以控制在60 100微米；在對工件靜電噴塗複合聚芳醚酮粉末塗料中，複合聚芳醚酮粉末塗料的厚度可以控制在40 100微米。
5.根據權利要求3或4所述的用於石油設備防護塗料的施工方法，其特徵是，在對工件表面進行噴砂處理時，金剛砂目數為30 80目；在將工件置於烘箱中使塗料熔融時，控制時間在10 30分鐘。
全文摘要
本發明的用於石油設備的防護塗料及其施工方法屬於化工塗料的技術領域。防護塗料按質量百分比的組成為聚芳醚酮70～99％、氟樹脂1～30％、無機填料0～6％。施工方法包括以下步驟對工件表面進行噴砂處理；運用靜電噴塗技術對工件表面噴塗純聚芳醚酮粉末塗料；將工件置於烘箱中使塗料熔融；再運用靜電噴塗技術趁熱噴塗複合聚芳醚酮粉末塗料並熔融；降溫至220～300℃保溫30～90分鐘，最後冷卻至室溫。本發明工藝流程可以合理控制，操作簡單；塗層附著力強、防腐蝕及耐磨不粘性能優異，能提高石油設備使用壽命，從而達到降低採油成本目的。
文檔編號C09D127/16GK102504678SQ20111036609
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者代中明, 關紹巍, 姜振華, 嶽喜貴, 王貴賓, 祝世洋 申請人:吉林大學