專利名稱：一種新型聚苯胺防腐螺紋脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防腐螺紋脂，詳細地說涉及一種新型聚苯胺防腐螺紋脂。本發(fā)明還涉及上述防腐螺紋脂的制備方法。
背景技術(shù)：
螺紋脂是用于油田開發(fā)鉆井作業(yè)時，鉆桿、鉆挺的絲扣潤滑、密封，以減少鉆桿、鉆挺絲扣的磨損和腐蝕。目前采用傳統(tǒng)的螺紋脂，鉆井時存在許多問題，其中主要表現(xiàn)為以下幾點1.鉆井時溫度較高，螺紋脂在高溫時流失較大。
2.鉆井時用的泥漿雖添加了防腐劑，但由于是強堿性的，對絲扣腐蝕性能很大。
3.鉆井時壓力較大，絲扣間潤滑性能不好，易造成粘扣現(xiàn)象。
由于傳統(tǒng)的螺紋脂解決不了上述問題，造成鉆桿、鉆挺的損耗率達到40％以上，造成了很大的經(jīng)濟損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新型聚苯胺防腐螺紋脂及其制備方法，以解決傳統(tǒng)螺紋脂存在的1.鉆井時溫度較高，螺紋脂在高溫時流失較大；2.鉆井時用的泥漿雖添加了防腐劑，但由于是強堿性的，對絲扣腐蝕性能很大，3.鉆井時壓力較大，絲扣間潤滑性能不好，易造成粘扣現(xiàn)象的問題。該防腐螺紋脂由下列含量按重量百分比計的原料組成基礎(chǔ)油10％～70％w、潤滑脂5％～30％w、聚苯胺0.1％～10％w、環(huán)氧樹脂5％～40％w、防銹添加劑0.1％～10％w、抗磨極壓劑0.1％～10％w。
本發(fā)明所述的基礎(chǔ)油可以是各種粘度礦物油、合成油其中之一或其中兩種混合物；本發(fā)明所述的潤滑脂包括下列化合物其中一種或兩種以上的混合物硬脂酸鋰、鈉、鉀、鈣、鋇、鉛皂，12-羥基硬脂酸鋰、鈉、鉀、鈣、鉛皂，油酸鋰鈉、鉀、鈣、鉛皂；本發(fā)明所述的聚苯胺結(jié)構(gòu)如下 其中，n＝1～500；y在0與1之間，R1，R2，R1′，R2′＝H；OCkH2k+1，k＝1，2；本發(fā)明所述環(huán)氧樹脂，可采用E51、E35、E42、E44等不同分子量雙酚A型環(huán)氧樹脂其中之一或其中兩種混合物；本發(fā)明所述的防銹添加劑石油磺酸鋇、羊毛脂、羊毛脂鎂皂、二壬基萘磺酸鋇、石油磺酸鈣、石油磺酸鈉、十二烯基丁二酸、苯并三氮唑、環(huán)烷酸鋅、山梨醇酐單油酸酯，其中之一或其中2-3種混合物；本發(fā)明所述的抗磨極壓劑可以是下列化合物其中一種硫化二聚丁烯、硫化異丁烯、磷酸三乙酯、磷酸胺、磷酸三甲酚酯、亞磷酸二正丁酯、氯化石蠟、環(huán)烷酸鉛、二硫化鉬、石墨、二硫化鎢、氮化硼、聚四氯乙烯。
本發(fā)明的目的在于提供一種新型聚苯胺防腐螺紋脂的制備方法，即由基礎(chǔ)油、潤滑脂、聚苯胺、環(huán)氧樹脂、防銹添加劑、抗磨極壓劑等共混，不加任何溶劑，經(jīng)攪拌、研磨，獲得一種新型防腐螺紋脂的制備方法，具體制備步驟如下1)按上述比例量取潤滑脂，加入到基礎(chǔ)油中，加熱攪拌基礎(chǔ)油，加熱溫度50～200℃，加熱攪拌時間1～5小時，使稠化劑在基礎(chǔ)油中全部熔化溶解，然后冷卻至室溫；2)按上述比例量取聚苯胺粉末，高速機械攪拌下加入上述共混油脂中，加熱高速攪拌1～5小時，加熱溫度50～100℃。然后冷卻至室溫；3)按上述比例量取環(huán)氧樹脂、防銹添加劑、抗磨極壓劑等添加劑，在機械攪拌下，分別加入到上述共混油脂中，高速攪拌1～3小時；4)將以上配制好的混合油脂，在錐體磨反復(fù)研磨1～10小時，使其細度達到小于20μm，即可得到所要的聚苯胺防腐螺紋脂，；本發(fā)明可通過調(diào)節(jié)各組分的比例，在不需要復(fù)雜工藝和設(shè)備的前提下，制備出一種新型的防腐螺紋脂。
本發(fā)明是采用一種導(dǎo)電高分子材料-聚苯胺作為防腐添加劑，選用耐高溫的潤滑脂作為潤滑脂，制備出一種新型的防腐螺紋脂，解決了傳統(tǒng)螺紋脂的上述問題。本發(fā)明的防腐螺紋脂不但具有優(yōu)良的防腐性能、極壓潤滑性和密封性能，而且使用時絲扣易于拆卸，延長了鉆桿、鉆挺的使用壽命。本發(fā)明的聚苯胺防腐螺紋脂具有以下優(yōu)良的技術(shù)特征(1)聚苯胺防腐螺紋脂充分利用聚苯胺可逆的氧化還原性能，具有全新的鈍化型防銹機理，理論上可以采用很少的聚苯胺，即可達到很好的防銹效果。
(2)聚苯胺防腐螺紋脂具有較強的耐酸、堿性能，適于在酸性或堿性等非常惡劣環(huán)境條件下使用。
(3)本發(fā)明選用的是耐高溫的潤滑脂作為基礎(chǔ)油脂，因此該螺紋脂不但有很好的防腐性，還具有很好的高溫潤滑性能。螺紋脂在高溫時流失較小。
具體實施例方式
實施例1.
稱取300g 45號機油，將90g硬脂酸鈉加入到機油中，加熱攪拌，加熱溫度為135℃，恒溫攪拌2小時，使硬脂酸鈉在機油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取4g聚苯胺粉末，在機械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，加熱攪拌3h，加熱溫度80℃，使聚苯胺在油脂中達到納米級分散。冷卻至室溫。
量取10g石油磺酸鋇，100g E51環(huán)氧樹脂，3g硫化二聚丁烯緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌1小時，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨3小時。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進行試驗，100℃，4小時試驗鋼板無銹點出現(xiàn)，，無流失現(xiàn)象。按照GB/T3142-82國家標(biāo)準(zhǔn)，在-40～150℃溫度之間，檢測螺紋脂的潤滑性能，摩擦系數(shù)為0.005。
實施例2.
稱取250g 46號機油，將100g硬脂酸鋰加入到機油中，加熱攪拌，加熱溫度為170℃，恒溫攪拌2小時，使硬脂酸鋰在機油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取2g聚苯胺，在機械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，加熱攪拌1.5h，加熱溫度80℃，使聚苯胺在油脂中達到納米級分散。然后冷卻至室溫。
量取10g石油磺酸鈉，16g羊毛脂，120g E44環(huán)氧樹脂，3g二硫化鉬緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌1小時，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨3小時。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進行試驗，100℃，4小時試驗鋼板無銹點出現(xiàn)，無流失現(xiàn)象。按照GB/T3142-82國家標(biāo)準(zhǔn)，在-40～150℃溫度之間，檢測油脂的潤滑性能，摩擦系數(shù)為0.006。
實施例3.
稱取280g 45號機油，將80g 12-羥基硬脂酸鋰加入到油中，加熱攪拌，加熱溫度為125℃，恒溫攪拌2小時，使12-羥基硬脂酸鋰在油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取1.5聚苯胺，在機械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，攪加熱攪拌3h，加熱溫度90℃，使聚苯胺在油脂中達到納米級分散。然后冷卻至室溫。
量取10g二壬基萘磺酸鋇，5g苯并三氮唑，100g E51環(huán)氧樹脂，3g硫化異丁烯緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌2小時，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨4小時。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進行試驗，100℃，3小時試驗鋼板無銹點出現(xiàn)，無流失現(xiàn)象。按照GB/T3142-82國家標(biāo)準(zhǔn)，在-40～150℃溫度之間，檢測油脂的潤滑性能，摩擦系數(shù)為0.007。
實施例4.
稱取250g 20號航空潤滑油，將100g 12-羥基硬脂酸鋰加入到油中，加熱攪拌，加熱溫度為93℃，恒溫攪拌2小時，使12-羥基硬脂酸鋰油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取2g聚苯胺粉末，在機械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，攪加熱攪拌4h，加熱溫度100℃，使聚苯胺在油脂中達到納米級分散。然后冷卻至室溫。
量取10g二壬基萘磺酸鋇，5g苯并三氮唑，80g E44環(huán)氧樹脂，3g硫化異丁烯緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌2小時，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨4小時。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進行試驗，100℃，3小時試驗鋼板無銹點出現(xiàn)，無流失現(xiàn)象。按照GB/T3142-82國家標(biāo)準(zhǔn)，在-40～150℃溫度之間，檢測油脂的潤滑性能，摩擦系數(shù)為0.008。
實施例5.
稱取200g 4104合成油，將120g硬脂酸鋇加入到合成油中，加熱攪拌，加熱溫度為135℃，恒溫攪拌2小時，使硬脂酸鋇在油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取2g聚苯胺粉末，在機械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，加熱溫度為70℃，加熱攪拌3h，使聚苯胺在油脂中達到納米級分散。然后冷卻至室溫。
量取10g石油磺酸鋇，5g苯并三氮唑，100g E51環(huán)氧樹脂，3g磷酸三乙酯緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌4小時，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨3小時。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進行試驗，100℃，3小時試驗鋼板無銹點出現(xiàn)，無流失現(xiàn)象。按照GB/T3142-82國家標(biāo)準(zhǔn)，在-40～150℃溫度之間，檢測油脂的潤滑性能，摩擦系數(shù)為0.010。
實施例6.
稱取240g 4104合成油，將100g油酸鋰加入到油中，加熱攪拌，加熱溫度為140℃，恒溫攪拌3小時，使硬脂酸鈉在油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取1.6g聚苯胺粉末，在機械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，加熱攪拌4h，加熱溫度100℃，使聚苯胺在油脂中達到納米級分散。然后冷卻至室溫。
量取10g石油磺酸鋇，5g苯并三氮唑，3g山梨醇酐單油酸酯，90gE51環(huán)氧樹脂，3g硫化二聚丁烯緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌4小時，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨5小時。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進行試驗，100℃，3小時試驗鋼板無銹點出現(xiàn)，無流失現(xiàn)象。按照GB/T3142-82國家標(biāo)準(zhǔn)，在-40～150℃溫度之間，檢測油脂的潤滑性能，摩擦系數(shù)為0.009。
實施例7.
稱取200g 8號航空潤滑油，將120g 12-羥基硬脂酸鋰加入到油中，加熱攪拌，加熱溫度為130℃，恒溫攪拌2小時，使12-羥基硬脂酸鋰油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取2g聚苯胺粉末，在機械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，加熱攪拌5h，加熱溫度70℃，使聚苯胺在油脂中達到納米級分散。然后冷卻至室溫。
量取10g二壬基萘磺酸鋇，5g苯并三氮唑，100g E42環(huán)氧樹脂，3g硫化異丁烯緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌2小時，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨4小時。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進行試驗，100℃，3小時試驗鋼板無銹點出現(xiàn)，無流失現(xiàn)象。按照GB/T3142-82國家標(biāo)準(zhǔn)，在-40～150℃溫度之間，檢測油脂的潤滑性能，摩擦系數(shù)為0.009。
實施例8.
稱取250g 8號航空潤滑油，將120g硬脂酸鋰加入到油中，加熱攪拌，加熱溫度為170℃，恒溫攪拌1.5小時，使硬脂酸鋰在油中完全熔化。停止加熱，冷卻至室溫。
稱取1.6g聚苯胺，在機械攪拌下緩慢將聚苯胺粉末加入到上述混合油中，加熱攪拌3h，加熱溫度為90℃，使聚苯胺在油脂中達到納米級分散。然后冷卻至室溫。
量取10g十二烯基丁二酸，16g羊毛脂，100g E42環(huán)氧樹脂，3g硫化二聚丁烯緩慢加入到上述油脂中，并繼續(xù)攪拌3小時，攪拌均勻。
將混合好的油脂在錐體磨上反復(fù)研磨4小時。將上述防腐螺紋脂涂覆在經(jīng)過表面處理的低碳鋼板上，控制厚度100μm，采用石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5198-1996進行試驗，100℃，4小時試驗鋼板無銹點出現(xiàn)，無流失現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種新型聚苯胺防腐螺紋脂，由下列含量按重量百分比計的原料組成基礎(chǔ)油10％～70％w、潤滑脂5％～30％w、聚苯胺0.1％～10％w、環(huán)氧樹脂5％～40％w、防銹添加劑0.1％～10％w、抗磨極壓劑0.1％～10％w；所述的基礎(chǔ)油可以是各種粘度礦物油、合成油其中之一或其中兩種混合物；所述的潤滑脂包括下列化合物其中一種或兩種以上的混合物硬脂酸鋰、硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸鈣、硬脂酸鋇、硬脂酸鉛皂，12-羥基硬脂酸鋰、12-羥基硬脂酸鈉、12-羥基硬脂酸鉀、12-羥基硬脂酸鈣、12-羥基硬脂酸鉛皂，油酸鋰鈉、油酸鋰鉀、油酸鋰鈣、油酸鋰鉛皂；所述的聚苯胺結(jié)構(gòu)如下 其中，n＝1～500；y在0與1之間，R1，R2，R1′，R2′＝H；OCkH2k+1，k＝1，2；本發(fā)明所述環(huán)氧樹脂，可采用E51、E35、E42、E44等不同分子量雙酚A型環(huán)氧樹脂其中之一或其中兩種混合物；本發(fā)明所述的防銹添加劑石油磺酸鋇、羊毛脂、羊毛脂鎂皂、二壬基萘磺酸鋇、石油磺酸鈣、石油磺酸鈉、十二烯基丁二酸、苯并三氮唑、環(huán)烷酸鋅、山梨醇酐單油酸酯，其中之一或其中2-3種混合物；所述的抗磨極壓劑可以是下列化合物其中一種硫化二聚丁烯、硫化異丁烯、磷酸三乙酯、磷酸胺、磷酸三甲酚酯、亞磷酸二正丁酯、氯化石蠟、環(huán)烷酸鉛、二硫化鉬、石墨、二硫化鎢、氮化硼、聚四氯乙烯。
2.按權(quán)利要求1所述的聚苯胺防腐螺紋脂制備方法，其步驟如下1)按上述比例量取潤滑脂，加入到基礎(chǔ)油中，加熱攪拌基礎(chǔ)油，加熱溫度50～200℃，加熱攪拌時間1～5小時，使稠化劑在基礎(chǔ)油中全部熔化溶解，然后冷卻至室溫；2)按上述比例量取聚苯胺粉末，高速機械攪拌下加入上述共混油脂中，加熱高速攪拌1～5小時，加熱溫度50～100℃。然后冷卻至室溫；3)按上述比例量取環(huán)氧樹脂、防銹添加劑、抗磨極壓劑等添加劑，在機械攪拌下，分別加入到上述共混油脂中，高速攪拌1～3小時；4)將以上配制好的混合油脂，在錐體磨反復(fù)研磨1～10小時，使其細度達到小于20μm，得到聚苯胺防腐螺紋脂。
全文摘要
一種新型聚苯胺防腐螺紋脂及其制備方法。涉及一種防腐螺紋脂。由下列含量按重量百分比計的原料組成基礎(chǔ)油10％～70％w、潤滑脂5％～30％w、聚苯胺0.1％～10％w、環(huán)氧樹脂5％～40％w、防銹添加劑0.1％～10％w、抗磨極壓劑0.1％～10％w；將基礎(chǔ)油、潤滑脂、聚苯胺、環(huán)氧樹脂、防銹添加劑、抗磨極壓劑等共混，經(jīng)加熱、攪拌、研磨，獲得一種新型防腐螺紋脂。充分利用聚苯胺可逆的氧化還原性能，具有全新的鈍化型防銹機理，可達到很好的防銹效果。適于在酸性或堿性等非常惡劣環(huán)境條件下使用。還具有很好的高溫潤滑性能。
文檔編號C10M145/18GK1888037SQ20061001701
公開日2007年1月3日 申請日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者夏鋼, 梁立 申請人:吉林正基科技開發(fā)有限責(zé)任公司