石油管專用uv快速固化塗料及其製備方法和施工方法
2023-08-09 03:17:21 1
專利名稱：石油管專用uv快速固化塗料及其製備方法和施工方法
技術領域：
本發明涉及一種塗料，具體涉及一種石油管專用UV快速固化塗料及其製備方法和施工方法。主要作為防腐塗層，如油套管、鑽杆的外壁塗裝等。屬化工塗料技術領域。
背景技術：
油套管、油管、鑽杆是以碳鋼、微合金和低合金鋼為主，化學腐蝕是造成其破損的主要原因。油套管、油管、鑽杆等破損將導致嚴重後果，甚至整個油井的報廢，從而帶來高額的經濟損失。目前主要使用溶劑型丙烯酸樹脂塗料等，由於該塗料VOC含量高，氣味大，不環保，塗膜厚度薄，長期附著力和防腐性能較差，乾燥時間長，流水線長，佔用場地面積大，生產效率不高，因此尚不能全面滿足油套管、油管、鑽杆的防腐要求。
發明內容
本發明的目的在於克服上述不足，提供一種佔地面積小、流水線短、快速固化、塗裝效率高、塗層綜合性能好、抗腐蝕且無毒、無VOC排放的石油管專用UV快速固化塗料及其製備方法和施工方法。本發明的目的是這樣來實現的一種石油管專用UV快速固化塗料，該塗料是按重量百分比包括如下組份
光敏樹脂15-50%
活性稀釋劑15-60%
光敏劑2-10%
防鏽添加劑1-8%
納米微粉0. 3-3%
染料0. 1-1%
促進劑0. 1-5% 塗料表面調整劑 0. 1-3% 觸變劑 0. 3-3% 光穩定劑 0. 5-5%
上述各組分之和為100% ；
所述光敏樹脂為聚氨酯丙烯酸酯樹脂，所述聚氨酯丙烯酸酯樹脂為帶有4飛官能度的聚氨酯丙烯酸酯樹脂與帶有2 3官能度的聚氨酯丙烯酸酯樹脂的混合物，其二者的混合比為 1 0. 5-4 ；
所述活性稀釋劑為IBOA (丙烯酸異冰片酯)、HDDA (1,6-己二醇二丙烯酸酯)、 E03-TMPTA (乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)、DPHA (雙季戊四醇丙烯酸酯)的混合物， 其四者的混合比為5 0. 5-5 0. 5-1. 5 0. 5-1. 5 ；
所述光敏劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)、1-羥基-環已基-苯基甲酮(184)、2，4，6(三甲基苯甲醯基)二苯基氧化膦(TPO)和異丙基硫雜蒽酮(ITX)的混合物，其四者的混合比為3 0. 5-3 0. 5-6 0. 5-6 ；
所述防鏽添加劑至少為防腐性好的磷酸鋅、三聚磷酸鋁、偏硼酸鋇、璜酸鋇鹽、季胺鹽中的一種；
所述納米微粉至少為納米二氧化矽、CoFe2O4納米微粉、氧化鋅納米微粉的一種； 所述染料至少為耐候性優異的黑、紅、紫紅、蘭、綠、黃、橙的一種； 所述促進劑至少為矽烷偶聯劑、鈦酸酯、磷酸酯中的一種。所述塗料表面調整劑為潤溼分散劑、流平劑、消泡劑。表面潤溼分散劑優選為 Β (168，流平劑優選為ΒΙ310，消泡劑優選為ΒΙ054。所述觸變劑至少為聚乙烯蠟、聚醯胺蠟、聚合脲、氫化蓖麻油中的一種。所述光穩定劑為紫外光吸收劑(UV-吸收劑)及受阻胺類光穩定劑(HALS)的混合物，其二者的混合比為2 0. 5-2，紫外光吸收劑優選為TINUVIN 1130，受阻胺類光穩定劑優選為 TINUVIN 292。本發明用於石油管專用UV快速固化塗料的製備方法是將光敏樹脂、觸變劑、塗料表面調整劑、部分活性稀釋劑、防鏽添加劑、納米微粉、染料依次投入混合均勻後，浸泡M 小時後高速分散至細度< 30 μ m，用少量活性稀釋劑清洗設備，將光敏劑、光穩定劑與其混合均勻，投入附著力促進劑及其它組分等混合均勻後，用少量的活性稀釋劑調粘至標準，經檢驗合格後過濾包裝製得成品。本發明用於石油管的UV快速固化塗料的施工方法包括如下步驟
1、工作表面預處理除掉工件表面的浮鏽及汙物；
2、加熱塗料至施工粘度後用空氣噴塗或無空氣噴塗等工藝施工；
3、UV快速固化等工藝乾燥；
本發明帶有4飛官能度的聚氨酯丙烯酸酯樹脂，其高反應活性低分子量，可提高漆膜強度；帶有2 3官能度聚氨酯丙烯酸酯樹脂，其中反應活性中低分子量，可提高漆膜柔韌性；以此二者混合作為主樹脂，添加活性稀釋劑來降低塗料在製備和施工過程中的粘度、 稀釋性、反應性及其它綜合性能，添加光敏劑使塗料在UV光下深度快速固化反應成膜並達到設計要求的塗料綜合性能要求等；並通過添加如下改性材料來達到進一步提高該石油管UV快速固化塗料的防護性能添加矽烷偶聯劑、鈦酸酯、磷酸酯附著力促進劑提高附著力和防鏽性能；添加磷酸鋅、三聚磷酸鋁、偏硼酸鋇、璜酸鋇鹽、季胺鹽提高防鏽性能；添加納米微粉減少針孔，提高附著力、耐候性、防腐性、抗流掛及貯存穩定性；添加黑、紅、紫紅、 蘭、綠、黃、橙等無毒耐候性染料可以給塗料著色，提高塗層遮蓋石油管表面缺陷的能力，改善石油管的外觀質量；添加表面潤溼劑Β (168，提高表面潤溼性；添加流平劑Β (310，提高表面平坦性、豐滿度、光澤、抗劃傷和耐磨性；添加消泡，消除表面針孔，減少表面缺陷。添加觸變劑提高貯存穩定性、抗流掛；添加光穩定劑提高耐候性、防腐性。本發明專用保護塗料是一種性價比高、儲存穩定性好，不易沉澱；施
工性好，抗流掛；不含溶劑，阻燃性好，乾性好，附著力好，耐候，防鏽，無毒，環保的新型防護塗料，其性能特點如下
1、原材料性價比高，市場競爭力強，該塗料性價比高於目前國內普通採用的丙烯酸漆。2、儲存穩定性好，不易沉澱，該性能高於目前國內普通採用的丙烯酸漆。
3、施工性好，抗流掛性強，適合各種施工方法。4、無溶劑產品，阻燃性好，安全性強。5、乾燥快，實幹廣2秒，該性能遠優於目前國內普通採用的丙烯酸漆。6、附著力強，附著力(劃格法)^ 1級，該性能優於目前國內普遍採用的丙烯酸漆。7、防鏽性好，耐候性> 1年，該性能優於目前國內普遍採用的丙烯酸漆。8、環保，採用無毒顏料、環保添加劑，氣味小，更符合環保要求。
具體實施例方式下面通過實例進一步具體描述本發明。本發明以可提高漆膜強度的帶有4飛官能度的高反應活性低分子量聚氨酯丙烯酸酯樹脂和可提高漆膜柔韌性的帶有2 3官能度的中反應活性中低分子量聚氨酯丙烯酸酯樹脂為主樹脂，添加活性稀釋劑、光敏劑等通過UV深度快速固化反應成膜，並通過添加無毒著色染料、納米微粉、無毒防鏽顏料及添加劑、助劑等製成。本發明的石油管專用UV快速固化塗料主要作為防腐塗層，如油套管、鑽杆的外壁塗裝等。石油管專用UV快速固化塗料，按重量百分比具體實施例1-6如表一
表一
原料名稱例1例2例3例4例5例6帶有4~6官能度的聚氨酯丙烯酸酯樹脂19261823. 513. 513. 3帶有官能度的聚氨酯丙烯酸酯樹脂191322. 513. 523. 527. 6IBOA192618. 52419. 39. 7HDDA155149. 514. 523. 8EO3-TMPTA57. 33. 15. 54. 12. 9DPHA334. 5452. 92-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)21. 82221. 81 -羥基-環已基-苯基甲酮(184)21. 82221. 82，4，6 (三甲基苯甲醯基)二苯基氧化膦(TPO)111110. 9異丙基硫雜蒽酮(ITX)111110. 9表面潤溼劑BYK1680. 50. 50. 50. 50. 50. 5流平劑BYK3100. 50. 50. 40. 50. 50. 5BYK054消泡劑0. 50. 50. 40. 50. 50. 5磷酸酯1. 621. 82. 31. 92. 4納米二氧化矽0. 50. 50. 50. 50. 50. 5染料0. 50. 50. 50. 50. 50. 5三聚磷酸鋁5. 5--2. 6-4磷酸鋅-5. 5--4-偏硼酸鋇--5. 02. 6--季胺鹽----1. 31. 2璜酸鋇鹽防鏽劑111111聚醯胺蠟111111紫外光吸收劑TINUVIN11301. 61. 41. 51. 31. 61. 5光穩定劑TINUVI擬920. 80. 70. 80. 70. 80. 8
本發明用於石油管專用UV快速固化塗料的製備方法是將光敏樹脂、觸變劑、塗料表面調整劑、部分活性稀釋劑、防鏽添加劑、納米微粉、無毒染料依次投入混合均勻後，浸泡M 小時後高速分散至細度< 30um，用少量活性稀釋劑清洗設備，將光敏劑、光穩定劑與其混合均勻，投入附著力促進劑及其它組分等混合均勻後，用少量的活性稀釋劑調粘至標準，經檢驗合格後過濾包裝製得成品。
本發明用於石油管的專用UV快速固化塗料的施工方法包括如下步驟 1、工作表面預處理除掉工件表面的浮鏽及汙物。2、塗料加熱至施工粘度後採用空氣噴塗/無空氣噴塗等工藝施工。3、UV光固化等工藝乾燥。實驗例1
(1)本實驗以馬口鐵板為底材，規格為50X150，石油管專用UV快速固化塗料為黑色半透明(採用實施例1的具體配比)。漆膜樣板的製備按GB/T1727進行，塗裝時按2.0g/dm制板，產品性能和市售的丙烯酸漆對比見下表二表·~-
權利要求
1. 一種石油管專用UV快速固化塗料，其特徵在於所述塗料是按重量百分比包括如下組份光敏樹脂15-50%活性稀釋劑15-60%光敏劑2-10%防鏽添加劑1-8%納米微粉0. 3-3%染料0. 1-1%促進劑0. 1-5% 塗料表面調整劑 0. 1-3% 觸變劑 0. 3-3% 光穩定劑 0. 5-5%上述各組分之和為100% ；所述光敏樹脂為聚氨酯丙烯酸酯樹脂，所述聚氨酯丙烯酸酯樹脂為帶有4飛官能度的聚氨酯丙烯酸酯樹脂與帶有2 3官能度的聚氨酯丙烯酸酯樹脂的混合物，其二者的混合比為 1 0. 5-4 ；所述活性稀釋劑為丙烯酸異冰片酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、雙季戊四醇丙烯酸酯的混合物，其四者的混合比為5 0. 5-5 0. 5-1. 5 0. 5-1. 5 ；所述光敏劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基-環已基-苯基甲酮、 2，4，6(三甲基苯甲醯基)二苯基氧化膦和異丙基硫雜蒽酮的混合物，其四者的混合比為3 0. 5-3 0. 5-6 0. 5-6。
2.根據權利要求1所述的一種石油管專用UV快速固化塗料，其特徵在於所述光穩定劑為紫外光吸收劑與受阻胺光穩定劑的混合物，其二者的混合比為2 0. 5-2。
3.根據權利要求1所述的一種石油管專用UV快速固化塗料，其特徵在於所述防鏽添加劑至少為防腐性好的磷酸鋅、三聚磷酸鋁、偏硼酸鋇、璜酸鋇鹽和季胺鹽中的一種。
4.根據權利要求1所述的一種石油管專用UV快速固化塗料，其特徵在於所述納米微粉至少為納米二氧化矽、CoFe2O4納米微粉和氧化鋅納米微粉的一種。
5.根據權利要求1所述的一種石油管專用UV快速固化塗料，其特徵在於所述附著力促進劑至少為矽烷偶聯劑、鈦酸酯、磷酸酯中的一種。
6.根據權利要求1所述的一種石油管專用UV快速固化塗料，其特徵在於所述塗料表面調整劑為潤溼分散劑、流平劑和消泡劑中的一種或多種。
7.根據權利要求1所述的一種石油管專用UV快速固化塗料，其特徵在於所述觸變劑至少為聚乙烯蠟、聚醯胺蠟、聚合脲、氫化蓖麻油中的一種。
8.根據權利要求1所述的一種石油管專用UV快速固化塗料，其特徵在於所述塗料是按重量百分比包括如下組份帶有Γ6官能度的聚氨酯丙烯酸酯樹脂19帶有2 3官能度的聚氨酯丙烯酸酯樹脂19丙烯酸異冰片酯19.1,6-己二醇二丙烯酸酯15乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯5雙季戊四醇丙烯酸酯32-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮21-羥基-環已基-苯基甲酮2.2，4，6 (三甲基苯甲醯基)二苯基氧化膦1異丙基硫雜蒽酮1表面潤溼劑Β (1680. 5流平劑ΒΥΚ3100.5消泡劑ΒΥΚ0540. 5磷酸酯1.6納米二氧化矽0. 5黑色染料0. 5三聚磷酸鋁5. 5璜酸鋇鹽防鏽劑1聚醯胺蠟1紫外光吸收劑TINUVIN 11301.6光穩定劑 TINUVIN 2920. 8。
9.一種如權利要求1所述的石油管專用UV快速固化塗料的製備方法，其特徵在於所述方法是將光敏樹脂、觸變劑、塗料表面調整劑、部分稀釋劑、防鏽添加劑、納米微粉、染料依次投入混合均勻後，浸泡M小時後高速分散至細度< 30um，用少量活性稀釋劑清洗設備， 將光敏劑、光穩定劑與其混合均勻，投入促進劑及其它組分，等混合均勻後，用少量的活性稀釋劑調粘至標準，經檢驗合格後過濾包裝製得成品。
10.一種如權利要求1所述的石油管專用UV快速固化塗料的施工方法，其特徵在於所述方法包括如下步驟1)、工作表面預處理除掉工件表面的浮鏽及汙物；2)、加熱塗料至施工粘度後用空氣噴塗或無空氣噴塗等工藝施工；3)、UV快速固化等工藝乾燥。
全文摘要
本發明涉及一種佔地面積小、流水線短、塗裝效率高、塗層綜合性能好的石油管專用UV快速固化塗料，該塗料是以帶有4~6官能度的聚氨酯丙烯酸酯樹脂和帶有2~3官能度的聚氨酯丙烯酸酯樹脂的混合物為主樹脂，添加活性稀釋劑、光敏劑等通過UV深度快速固化反應成膜，並通過添加無毒著色染料、納米微粉、無毒防鏽顏料及添加劑、助劑等製成。該塗料性價比高、不含溶劑、阻燃性好、儲存穩定性好、不易沉澱；施工性好，抗流掛性強；塗膜快速固化、附著力強，耐候、防鏽、無毒、環保。本發明的石油管專用UV快速固化塗料專用設計作為防腐塗層，如油套管、鑽杆的外壁塗裝等。本發明還提供了這種塗料的製備方法和施工方法。
文檔編號C09D5/08GK102504691SQ20111033416
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月29日 優先權日2011年10月29日
發明者吳崢, 吳立新, 梁勇, 王國華 申請人:江陰市天邦塗料化工有限公司