專利名稱：石油管專用uv快速固化涂料及其制備方法和施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料，具體涉及一種石油管專用UV快速固化涂料及其制備方法和施工方法。主要作為防腐涂層，如油套管、鉆桿的外壁涂裝等。屬化工涂料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
油套管、油管、鉆桿是以碳鋼、微合金和低合金鋼為主，化學(xué)腐蝕是造成其破損的主要原因。油套管、油管、鉆桿等破損將導(dǎo)致嚴(yán)重后果，甚至整個(gè)油井的報(bào)廢，從而帶來高額的經(jīng)濟(jì)損失。目前主要使用溶劑型丙烯酸樹脂涂料等，由于該涂料VOC含量高，氣味大，不環(huán)保，涂膜厚度薄，長期附著力和防腐性能較差，干燥時(shí)間長，流水線長，占用場地面積大，生產(chǎn)效率不高，因此尚不能全面滿足油套管、油管、鉆桿的防腐要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種占地面積小、流水線短、快速固化、涂裝效率高、涂層綜合性能好、抗腐蝕且無毒、無VOC排放的石油管專用UV快速固化涂料及其制備方法和施工方法。本發(fā)明的目的是這樣來實(shí)現(xiàn)的一種石油管專用UV快速固化涂料，該涂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%
防銹添加劑1-8%
納米微粉0. 3-3%
染料0. 1-1%
促進(jìn)劑0. 1-5% 涂料表面調(diào)整劑 0. 1-3% 觸變劑 0. 3-3% 光穩(wěn)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(huán)已基-苯基甲酮(184)、2，4，6(三甲基苯甲酰基)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 ；
所述防銹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硅、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(yōu)異的黑、紅、紫紅、蘭、綠、黃、橙的一種； 所述促進(jìn)劑至少為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯、磷酸酯中的一種。所述涂料表面調(diào)整劑為潤濕分散劑、流平劑、消泡劑。表面潤濕分散劑優(yōu)選為 Β (168，流平劑優(yōu)選為ΒΙ310，消泡劑優(yōu)選為ΒΙ054。所述觸變劑至少為聚乙烯蠟、聚酰胺蠟、聚合脲、氫化蓖麻油中的一種。所述光穩(wěn)定劑為紫外光吸收劑(UV-吸收劑)及受阻胺類光穩(wěn)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(yōu)選為TINUVIN 1130，受阻胺類光穩(wěn)定劑優(yōu)選為 TINUVIN 292。本發(fā)明用于石油管專用UV快速固化涂料的制備方法是將光敏樹脂、觸變劑、涂料表面調(diào)整劑、部分活性稀釋劑、防銹添加劑、納米微粉、染料依次投入混合均勻后，浸泡M 小時(shí)后高速分散至細(xì)度< 30 μ m，用少量活性稀釋劑清洗設(shè)備，將光敏劑、光穩(wěn)定劑與其混合均勻，投入附著力促進(jìn)劑及其它組分等混合均勻后，用少量的活性稀釋劑調(diào)粘至標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后過濾包裝制得成品。本發(fā)明用于石油管的UV快速固化涂料的施工方法包括如下步驟
1、工作表面預(yù)處理除掉工件表面的浮銹及污物；
2、加熱涂料至施工粘度后用空氣噴涂或無空氣噴涂等工藝施工；
3、UV快速固化等工藝干燥；
本發(fā)明帶有4飛官能度的聚氨酯丙烯酸酯樹脂，其高反應(yīng)活性低分子量，可提高漆膜強(qiáng)度；帶有2 3官能度聚氨酯丙烯酸酯樹脂，其中反應(yīng)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涂料在制備和施工過程中的粘度、 稀釋性、反應(yīng)性及其它綜合性能，添加光敏劑使涂料在UV光下深度快速固化反應(yīng)成膜并達(dá)到設(shè)計(jì)要求的涂料綜合性能要求等；并通過添加如下改性材料來達(dá)到進(jìn)一步提高該石油管UV快速固化涂料的防護(hù)性能添加硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯、磷酸酯附著力促進(jìn)劑提高附著力和防銹性能；添加磷酸鋅、三聚磷酸鋁、偏硼酸鋇、璜酸鋇鹽、季胺鹽提高防銹性能；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(wěn)定性；添加黑、紅、紫紅、 蘭、綠、黃、橙等無毒耐候性染料可以給涂料著色，提高涂層遮蓋石油管表面缺陷的能力，改善石油管的外觀質(zhì)量；添加表面潤濕劑Β (168，提高表面潤濕性；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(wěn)定性、抗流掛；添加光穩(wěn)定劑提高耐候性、防腐性。本發(fā)明專用保護(hù)涂料是一種性價(jià)比高、儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，不易沉淀；施
工性好，抗流掛；不含溶劑，阻燃性好，干性好，附著力好，耐候，防銹，無毒，環(huán)保的新型防護(hù)涂料，其性能特點(diǎn)如下
1、原材料性價(jià)比高，市場競爭力強(qiáng)，該涂料性價(jià)比高于目前國內(nèi)普通采用的丙烯酸漆。2、儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，不易沉淀，該性能高于目前國內(nèi)普通采用的丙烯酸漆。
3、施工性好，抗流掛性強(qiáng)，適合各種施工方法。4、無溶劑產(chǎn)品，阻燃性好，安全性強(qiáng)。5、干燥快，實(shí)干廣2秒，該性能遠(yuǎn)優(yōu)于目前國內(nèi)普通采用的丙烯酸漆。6、附著力強(qiáng)，附著力(劃格法)^ 1級，該性能優(yōu)于目前國內(nèi)普遍采用的丙烯酸漆。7、防銹性好，耐候性> 1年，該性能優(yōu)于目前國內(nèi)普遍采用的丙烯酸漆。8、環(huán)保，采用無毒顏料、環(huán)保添加劑，氣味小，更符合環(huán)保要求。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)例進(jìn)一步具體描述本發(fā)明。本發(fā)明以可提高漆膜強(qiáng)度的帶有4飛官能度的高反應(yīng)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(yīng)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(yīng)成膜，并通過添加無毒著色染料、納米微粉、無毒防銹顏料及添加劑、助劑等制成。本發(fā)明的石油管專用UV快速固化涂料主要作為防腐涂層，如油套管、鉆桿的外壁涂裝等。石油管專用UV快速固化涂料，按重量百分比具體實(shí)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(huán)已基-苯基甲酮(184)21. 82221. 82，4，6 (三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦(TPO)111110. 9異丙基硫雜蒽酮(ITX)111110. 9表面潤濕劑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納米二氧化硅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璜酸鋇鹽防銹劑111111聚酰胺蠟111111紫外光吸收劑TINUVIN11301. 61. 41. 51. 31. 61. 5光穩(wěn)定劑TINUVI擬920. 80. 70. 80. 70. 80. 8
本發(fā)明用于石油管專用UV快速固化涂料的制備方法是將光敏樹脂、觸變劑、涂料表面調(diào)整劑、部分活性稀釋劑、防銹添加劑、納米微粉、無毒染料依次投入混合均勻后，浸泡M 小時(shí)后高速分散至細(xì)度< 30um，用少量活性稀釋劑清洗設(shè)備，將光敏劑、光穩(wěn)定劑與其混合均勻，投入附著力促進(jìn)劑及其它組分等混合均勻后，用少量的活性稀釋劑調(diào)粘至標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后過濾包裝制得成品。
本發(fā)明用于石油管的專用UV快速固化涂料的施工方法包括如下步驟 1、工作表面預(yù)處理除掉工件表面的浮銹及污物。2、涂料加熱至施工粘度后采用空氣噴涂/無空氣噴涂等工藝施工。3、UV光固化等工藝干燥。實(shí)驗(yàn)例1
(1)本實(shí)驗(yàn)以馬口鐵板為底材，規(guī)格為50X150，石油管專用UV快速固化涂料為黑色半透明(采用實(shí)施例1的具體配比)。漆膜樣板的制備按GB/T1727進(jìn)行，涂裝時(shí)按2.0g/dm制板，產(chǎn)品性能和市售的丙烯酸漆對比見下表二表·~-
權(quán)利要求
1. 一種石油管專用UV快速固化涂料，其特征在于所述涂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%防銹添加劑1-8%納米微粉0. 3-3%染料0. 1-1%促進(jìn)劑0. 1-5% 涂料表面調(diào)整劑 0. 1-3% 觸變劑 0. 3-3% 光穩(wěn)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(huán)已基-苯基甲酮、 2，4，6(三甲基苯甲?；?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(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油管專用UV快速固化涂料，其特征在于所述光穩(wěn)定劑為紫外光吸收劑與受阻胺光穩(wěn)定劑的混合物，其二者的混合比為2 0. 5-2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油管專用UV快速固化涂料，其特征在于所述防銹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(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油管專用UV快速固化涂料，其特征在于所述納米微粉至少為納米二氧化硅、CoFe2O4納米微粉和氧化鋅納米微粉的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油管專用UV快速固化涂料，其特征在于所述附著力促進(jìn)劑至少為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯、磷酸酯中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油管專用UV快速固化涂料，其特征在于所述涂料表面調(diào)整劑為潤濕分散劑、流平劑和消泡劑中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油管專用UV快速固化涂料，其特征在于所述觸變劑至少為聚乙烯蠟、聚酰胺蠟、聚合脲、氫化蓖麻油中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石油管專用UV快速固化涂料，其特征在于所述涂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(huán)已基-苯基甲酮2.2，4，6 (三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦1異丙基硫雜蒽酮1表面潤濕劑Β (1680. 5流平劑ΒΥΚ3100.5消泡劑ΒΥΚ0540. 5磷酸酯1.6納米二氧化硅0. 5黑色染料0. 5三聚磷酸鋁5. 5璜酸鋇鹽防銹劑1聚酰胺蠟1紫外光吸收劑TINUVIN 11301.6光穩(wěn)定劑 TINUVIN 2920. 8。
9.一種如權(quán)利要求1所述的石油管專用UV快速固化涂料的制備方法，其特征在于所述方法是將光敏樹脂、觸變劑、涂料表面調(diào)整劑、部分稀釋劑、防銹添加劑、納米微粉、染料依次投入混合均勻后，浸泡M小時(shí)后高速分散至細(xì)度< 30um，用少量活性稀釋劑清洗設(shè)備， 將光敏劑、光穩(wěn)定劑與其混合均勻，投入促進(jìn)劑及其它組分，等混合均勻后，用少量的活性稀釋劑調(diào)粘至標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后過濾包裝制得成品。
10.一種如權(quán)利要求1所述的石油管專用UV快速固化涂料的施工方法，其特征在于所述方法包括如下步驟1)、工作表面預(yù)處理除掉工件表面的浮銹及污物；2)、加熱涂料至施工粘度后用空氣噴涂或無空氣噴涂等工藝施工；3)、UV快速固化等工藝干燥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種占地面積小、流水線短、涂裝效率高、涂層綜合性能好的石油管專用UV快速固化涂料，該涂料是以帶有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(yīng)成膜，并通過添加無毒著色染料、納米微粉、無毒防銹顏料及添加劑、助劑等制成。該涂料性價(jià)比高、不含溶劑、阻燃性好、儲(chǔ)存穩(wěn)定性好、不易沉淀；施工性好，抗流掛性強(qiáng)；涂膜快速固化、附著力強(qiáng)，耐候、防銹、無毒、環(huán)保。本發(fā)明的石油管專用UV快速固化涂料專用設(shè)計(jì)作為防腐涂層，如油套管、鉆桿的外壁涂裝等。本發(fā)明還提供了這種涂料的制備方法和施工方法。
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(yōu)先權(quán)日2011年10月29日
發(fā)明者吳崢, 吳立新, 梁勇, 王國華 申請人:江陰市天邦涂料化工有限公司