[发明专利]防腐、防蜡、防垢涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种防腐、防蜡、防垢涂层及其制备方法，该涂层包括内层和外层；内层原料组分按重量份计包括：聚四氟乙烯树脂10‑16份、第一填料5‑7份、硼酚醛树脂8‑12份、甲基丙烯酸甲酯3‑4份、第一溶剂50‑56份、第一固化剂4‑7份；外层原料组分按重量份计包括：甲硝唑改性氧化石墨烯复合材料15‑20份、聚酰亚胺树脂7‑11份、α‑氨基‑α‑亚氨基膦酸内盐3‑5份、疏水改性磁性粒子1‑2份、第二固化剂6‑9份、第二填料5‑10份、第二溶剂32‑36份；内层与外层的厚度比为1：(3.2‑3.6)。本发明提供的涂层防垢率高，防腐性能和防蜡效果好，可广泛用于防护油田开采中的油套管、钻杆和油管等。

技术领域

本发明涉及油田涂料技术领域，具体涉及一种防腐、防蜡、防垢涂层及其制备方法。

背景技术

目前大多数油田生产的原油为含蜡原油，原油中溶解的蜡质(主要为C₁₅-C₇₀的直链烷烃，常温下为固体，当与原油中的胶质、沥青质混合时则为粘性液体)在原油从井底上升到井口的过程中，由于温度、压力的降低，导致溶解度下降而析出并凝结在井下器材壁上形成结蜡。油井井筒结蜡，将降低生产效率，严重时造成“蜡卡”而停产；管道结蜡将减少管路的有效流通截面，增大输送压力，降低输送能力，同时还会给管道停输后的再启动带来困难，严重时还可能造成堵管事故。油井因结蜡停产后，其清蜡工作难度大、劳动强度大，需要消耗大量的人力、物力。

因此，为保障油井和集输管道的正常运行，结蜡问题已成为各油田单位急需解决的问题。而对于防结蜡主要采用加注防蜡剂、改变管材表面性质、加热除防蜡、涂覆防蜡涂层等几种方法，其中涂覆防结蜡涂层是最有效的防结蜡方法。涂覆性能良好的防蜡涂层后，管线的清蜡频率只有原来的几十分之一，大大降低了能耗和人工成本。但防蜡涂层要求有良好的防蜡率、防腐性能和防垢性能，并能承受井底高温及高压，同时还需要低的成本，多个技术条件综合起来后能满足的涂层极少。因此，研发适应油田特殊工况的防蜡涂层具有重大意义。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种防腐、防蜡、防垢涂层及其制备方法，该涂层防垢率高，防腐性能和防蜡效果好，并具有优异的耐磨性、抗静电性、耐高温性，可广泛用于防护油田开采中的油套管、钻杆和油管等。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明提供了一种防腐、防蜡、防垢涂层，涂层包括内层和外层；内层的原料组分按重量份计，包括：聚四氟乙烯树脂10-16重量份、第一填料5-7重量份、硼酚醛树脂8-12重量份、甲基丙烯酸甲酯3-4重量份、第一溶剂50-56重量份、第一固化剂4-7重量份；外层的原料组分按重量份计，包括：甲硝唑改性氧化石墨烯复合材料15-20重量份、聚酰亚胺树脂7-11重量份、α-氨基-α-亚氨基膦酸内盐3-5重量份、疏水改性磁性粒子1-2重量份、第二固化剂6-9重量份、第二填料5-10重量份、第二溶剂32-36重量份；其中，内层与外层的厚度比为1：(3.2-3.6)。

优选地，第一填料选自纳米二氧化硅、纳米钛白粉和聚四氟乙烯微粉中的一种或多种的混合物；第一填料的粒径为80-100nm。

优选地，第一溶剂选自二甲苯、醋酸丁酯和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种的混合物；第一固化剂为腰果壳油改性酚醛胺。

优选地，α-氨基-α-亚氨基膦酸内盐的制备方法包括步骤：在搅拌条件下，在三聚氰氯乙醇溶液中滴加亚磷酸三乙酯，升温至130-140℃，反应10-12h，反应结束后冷却至室温，然后减压浓缩除去溶剂，剩余的产物用四氢呋喃进行重结晶，干燥，得到中间体；将中间体加入盐酸中，升温至80-90℃，反应15-17h后，减压除去溶剂，残留固体用水和异丙醇进行重结晶，得到α-氨基-α-亚氨基膦酸内盐。