CN103173086A

CN103173086A - 热电厂湿法脱硫烟囱阻燃型整体喷涂聚合物防腐内衬材料

Info

Publication number: CN103173086A
Application number: CN201110436006XA
Authority: CN
Inventors: 曾建军; 蔡王英
Original assignee: NANTONG MINGJIA POLYMER TECHNOLOGY Co Ltd; JIANGSU GUOLI ELECTRIC POWER INSTALLATION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: NANTONG MINGJIA POLYMER TECHNOLOGY Co Ltd; JIANGSU GUOLI ELECTRIC POWER INSTALLATION ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2013-06-26

Abstract

本发明属于一种热电厂湿法脱硫烟囱阻燃型整体喷涂聚合物防腐内衬材料的制备方法和施工方法。其制备方法是：先制备双马来酰亚胺预聚体；再制备双马环氧预聚体；然后合成液体双马来酰亚胺树脂。最后在液体双马来酰亚胺树脂中添加缓蚀剂、触变剂、阻燃剂、偶联剂等材料，分散均匀制得热电厂湿法脱硫烟囱阻燃型整体喷涂聚合物防腐内衬材料。本发明的防腐内衬材料的线性膨胀系数与钢材、混凝土、耐火砖、发泡玻璃砖等烟囱内壁材料相同，在烟气温度-40℃-250℃温差变化条件下不开裂、不渗漏、不脱落。本防腐内衬材料和喷涂施工工艺适用于普通碳钢板、耐火砖、混凝土、发泡玻璃砖等烟囱内壁基材，同时适用于热电厂冷却塔防腐蚀工程。

Description

热电厂湿法脱硫烟囱阻燃型整体喷涂聚合物防腐内衬材料

技术领域

本发明属于一种材料的发明，具体是属于一种热电厂湿法脱硫烟囱阻燃型整体喷涂聚合物防腐内衬材料的制备方法和施工方法。

背景技术

随着国家环保政策的实施，电力行业燃煤发电机组必须加装湿法脱硫装置，使排烟浓度达到国家规定的环保标准。湿法脱硫前燃煤机组排放的是未经脱硫的烟气，进入烟囱的烟气温度在125℃左右(出现事故时短期烟气温度可达150℃～180℃)，在此条件下烟囱内壁处于干燥状态，烟气对烟囱内壁材料产生的腐蚀较弱。

加装湿法脱硫装置后排放的是含水汽的湿烟气，如果未经烟气换热器加热升温，进入烟囱的烟气温度为50±5℃，烟囱内壁有严重结露及结露所产生的酸液流淌，酸液温度在40℃～80℃时，对烟囱结构材料形成严重腐蚀。

热电厂烟囱防腐蚀材料的基本要求是：耐-40℃～200℃温度变化；耐5-10％硫酸液的长期腐蚀；耐水性和耐渗透性好；耐高速烟气冲刷；整体性好；线性膨胀系数与钢材、耐火砖、混凝土、玻璃砖等烟囱内壁材料接近；耐候性好、使用周期长。

综合国内外烟囱防腐蚀大致有以下技术：玻璃钢(FRP)整体内筒、钛钢板、镍基钢板、泡沫玻璃砖、耐酸陶瓷砖、玻璃鳞片涂料、耐酸胶泥等。玻璃钢(FRP)整体内筒需要在新建烟囱时安装，不适合老烟囱改造；钛钢板造价高耐腐蚀周期也不理想；泡沫玻璃砖、耐酸胶泥等材料开裂、渗漏、剥离现象严重；高分子类防腐蚀涂料因为线性膨胀系数高于烟囱内壁材料一个数量级，在温度变化条件下造成膨胀脱落，不能用于烟囱防腐蚀。现有防腐蚀技术不能保证烟囱防腐蚀的需要，给电力生产造成极大损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种液体形态、可常温固化、耐高温、耐腐蚀、线性膨胀系数与烟囱基材相近的树脂和由此树脂调制的阻燃型整体喷涂防腐内衬材料。本发明采用液体双马来酰亚胺树脂研发出能够满足热电厂湿法脱硫烟囱阻燃型整体喷涂聚合物防腐内衬材料和施工工艺。

双马来酰亚胺树脂属于芳香族结构，是以马来酰亚胺为活性端基的双官能团化合物，具有交联密度高、线性膨胀系数低、耐高温、耐辐射、耐湿热、耐腐蚀、良好力学性能、固化时无低分子物逸出等特性，是先进复合材料的基体树脂。通用型双马来酰亚胺在常温下为固体，不溶于普通溶剂，需要在高温条件下固化，不能用于烟囱防腐蚀工程。本发明通过合成液体双马来酰亚胺来实现树脂的改性和制备防腐内衬材料。

本发明通过如下方案制备防腐内衬材料：

一、合成液体双马来酰亚胺树脂：

1、制备双马来酰亚胺预聚体：将二胺与甲基双马来酰亚胺反应，控制至透明无悬浮体作为反应终止，生成双马来酰亚胺预聚体。

2、制备双马环氧预聚体：向上述双马来酰亚胺预聚体中加入双酚A、酚醛环氧、二苯基甲烷异氰酸酯(MDI)。然后再加入促进剂，反应至均匀透明无悬浮体溶液，即制得双马环氧预聚体。

3、合成液体双马来酰亚胺树脂：将苯乙烯作为反应性溶剂加入上述生成物双马环氧预聚体中反应，最后制得液体双马来酰亚胺树脂。

二、制备防腐蚀内衬材料：

在液体双马来酰亚胺树脂中添加缓蚀剂铬酸胍，触变剂气相二氧化硅，阻燃剂十溴二苯醚，偶联剂硅烷，润湿分散剂季铵盐，消泡剂甲基硅油，促进剂辛酸钴液，纳米级二氧化钛，炭黑，氧化铁红，硅微粉，高岭土。充分搅拌，分散均匀制得热电厂湿法脱硫烟囱阻燃型整体喷涂聚合物防腐内衬材料。

经过实际测量，本发明的防腐内衬材料的线性膨胀系数为0.6×10^-5至1.1×10^-5，与钢材、混凝土、耐火砖、发泡玻璃砖等烟囱内壁材料相同，在烟气温度-40℃-250℃温差变化条件下不开裂、不渗漏、不脱落。燃型整体喷涂聚合物防腐内衬材料性能技术指标如下：

项目	单位	标准	指标
				密度A法	g/cm3	GB/T033.1-2008	1.34-1.58
吸水率	％	GB/T1034-2008	0.16
				弯曲强度	MPa	GB/T9341-2008	158
弯曲模量	MPa	GB/T9341-2008	5800
				邵氏硬度	---	GB/T2411-2008	86
水蒸气渗透	g.cm/	GB/T1037-1988	2.8×10^-15

氧指数	％	GB/T2406.1-2008	40
				耐酸性	g/cm2	QB/T3810-1999	20
耐磨性	g	GB/T5478-2008	0.011
				热变形温度	℃	GB/T1634.1-2004	＞250
压缩强度	MPa	GB/T1448-2005	60
				剪切强度	MPa	GB/T1450.1-2005	12
粘接强度	MPa	GB/T7124-2008	20
				线膨胀系数	1℃	GB/T2572-2005	0.6～1.1×10^-5

具体实施方式

本发明通过如下方案制备树脂和防腐内衬材料：

一、合成液体双马来酰亚胺树脂：

液体双马来酰亚胺树脂的分子式为：

本发明是通过以下技术方案实现的：甲基双马来酰亚胺、双酚A、环氧化合物、二胺、丙烯酸、苯乙烯的组分均含有双键，均不含挥发性溶剂，在反应过程中不释放低分子物质，反应按自由基反应机理进行，即各组分的双键在引发剂存在下进行自由基反应。

1、制备双马来酰亚胺预聚体：将当量比为0.2-0.4的二胺与甲基双马来酰亚胺在温度135℃-150℃条件下反应15-20分钟，控制至透明无悬浮体作为反应终止，生成双马来酰亚胺预聚体。

2、制备双马环氧预聚体：向上述双马来酰亚胺预聚体中加入双酚A、酚醛环氧、二苯基甲烷异氰酸酯(MDI)。各组分所占重量比为：双马来酰亚胺预聚体30％-45％，双酚A5％-10％，酚醛环氧40％-45％，丙烯酸10％-15％，二苯基甲烷异氰酸酯(MDI)0.8-2％。然后，再按上述材料总重量的0.08-1.6％加入促进剂，在温度110-120℃条件下反应1.5-2小时，至均匀透明无悬浮体溶液，即制得双马环氧预聚体。其中，促进剂可以是N，N-二甲基苯胺、甲基氧化苯胺或二甲基胺。

3、合成液体双马来酰亚胺树脂：将苯乙烯作为反应性溶剂加入上述生成物双马环氧预聚体中，苯乙烯与双马环氧预聚体的重量比为0.25-0.35∶1，反应20-30分钟，最后制得液体双马来酰亚胺树脂。

所述树脂常温条件下为液态，粘度低于1000厘泊，但在引发剂和促进剂存在的前提下，常温条件下即可发生凝胶固化。

液体双马来酰亚胺树脂浇注体性能

三、制备防腐蚀内衬材料：

在液体双马来酰亚胺树脂中按重量比添加缓蚀剂铬酸胍1-2％，触变剂气相二氧化硅1-1.5％，阻燃剂十溴二苯醚1.5-3％，偶联剂硅烷1-1.5％，润湿分散剂季铵盐0.2-0.5％，消泡剂甲基硅油0.8-1.5％，促进剂辛酸钴液2-6％，纳米级二氧化钛4-8％，炭黑8-12％，氧化铁红10-15％，800目硅微粉30-40％，300目高岭土20-30％。充分搅拌，分散均匀制得粘度为5000-6000厘泊的热电厂湿法脱硫烟囱阻燃型整体喷涂聚合物防腐内衬材料。

用所述防腐内衬材料对热电厂湿法脱硫烟囱进行防腐处理的施工工艺：

采用整体喷涂施工工艺。

1、烟囱内壁基材处理：将基材表面的锈蚀、油污、松散物处理干净，基材表面平整，有良好的强度。

2、喷涂底漆：将采用上述步骤制备的防腐内衬材料均匀喷涂到基材表面，厚度30-50μm，形成封闭的底漆层，底漆固化后方可进行下道工序。

3、喷涂中间漆：将所述的防腐内衬材料和短切玻璃纤维同时喷涂到底漆层上，短切玻璃纤维长度为1.5-3公分，其与防腐内衬材料的重量比为10％-20％。中间漆厚度为2-5mm，中间漆固化后方可进行下道工序。

4、喷涂面漆：将所述的防腐内衬材料均匀喷涂到中间层表面，厚度30-50μm，形成封闭的面漆层，面漆层具有较高的硬度和耐磨性，可以耐受高速烟气冲刷的磨损，面漆固化后烟囱可以进入工作状态。

阻燃型整体喷涂聚合物防腐内衬材料和喷涂施工工艺适用于普通碳钢板、耐火砖、混凝土、发泡玻璃砖等烟囱内壁基材，同时适用于热电厂冷却塔防腐蚀工程。

Claims

1.热电厂湿法脱硫烟囱阻燃型整体喷涂聚合物防腐内衬材料的制备方法，通过如下步骤制备：

步骤1：合成液体双马来酰亚胺树脂：

1)、制备双马来酰亚胺预聚体：将二胺与甲基双马来酰亚胺反应，控制至透明无悬浮体作为反应终止，生成双马来酰亚胺预聚体；

2)、制备双马环氧预聚体：向上述双马来酰亚胺预聚体中加入双酚A、酚醛环氧、二苯基甲烷异氰酸酯(MDI)，然后再加入促进剂，反应至均匀透明无悬浮体溶液，即制得双马环氧预聚体；

3)、合成液体双马来酰亚胺树脂：将苯乙烯作为反应性溶剂加入上述生成物双马环氧预聚体中反应，最后制得液体双马来酰亚胺树脂；

步骤2：制备防腐蚀内衬材料：

在液体双马来酰亚胺树脂中添加缓蚀剂铬酸胍，触变剂气相二氧化硅，阻燃剂十溴二苯醚，偶联剂硅烷，润湿分散剂季铵盐，消泡剂甲基硅油，促进剂辛酸钴液，纳米级二氧化钛，炭黑，氧化铁红，硅微粉，高岭土，充分搅拌分散均匀制得热电厂湿法脱硫烟囱阻燃型整体喷涂聚合物防腐内衬材料。

2.根据权利要求1所述的防腐内衬材料的制备方法，其步骤1之1)中，是将当量比为0.2-0.4的二胺与甲基双马来酰亚胺在温度135℃-150℃条件下反应15-20分钟，控制至透明无悬浮体作为反应终止，生成双马来酰亚胺预聚体。

3.根据权利要求1所述的防腐内衬材料的制备方法，其步骤1之2)中，各组分所占重量比为：双马来酰亚胺预聚体30％-45％，双酚A5％-10％，酚醛环氧40％-45％，丙烯酸10％-15％，二苯基甲烷异氰酸酯(MDI)0.8-2％；然后，再按上述材料总重量的0.08-1.6％加入促进剂，在温度110-120℃条件下反应1.5-2小时，至均匀透明无悬浮体溶液，即制得双马环氧预聚体。

4.根据权利要求1或3所述的防腐内衬材料的制备方法，其步骤1之2)中，促进剂可以是N，N-二甲基苯胺、甲基氧化苯胺或二甲基胺。

5.根据权利要求1所述的防腐内衬材料的制备方法，其步骤1之3)中，苯乙烯与双马环氧预聚体的重量比为0.25-0.35∶1，反应20-30分钟，最后制得液体双马来酰亚胺树脂。

6.根据权利要求1所述的防腐内衬材料的制备方法，其步骤2中，在液体双马来酰亚胺树脂中按重量比添加缓蚀剂铬酸胍1-2％，触变剂气相二氧化硅1-1.5％，阻燃剂十溴二苯醚1.5-3％，偶联剂硅烷1-1.5％，润湿分散剂季铵盐0.2-0.5％，消泡剂甲基硅油0.8-1.5％，促进剂辛酸钴液2-6％，纳米级二氧化钛4-8％，炭黑8-12％，氧化铁红10-15％，800目硅微粉30-40％，300目高岭土20-30％。

7.对热电厂湿法脱硫烟囱进行防腐处理的施工工艺，是采用整体喷涂施工工艺，步骤为：

1)、烟囱内壁基材处理：将基材表面的锈蚀、油污、松散物处理干净；

2)、喷涂底漆：将采用上述步骤制备的防腐内衬材料均匀喷涂到基材表面，厚度30-50μm，形成封闭的底漆层，底漆固化后方可进行下道工序；

3)、喷涂中间漆：将所述的防腐内衬材料和短切玻璃纤维同时喷涂到底漆层上，短切玻璃纤维长度为1.5-3公分，中间漆厚度为2-5mm，中间漆固化后方可进行下道工序；

4)、喷涂面漆：将所述的防腐内衬材料均匀喷涂到中间层表面，厚度30-50μm，形成封闭的面漆层。

8.根据权利要求7所述的施工工艺，在步骤3)中，短切玻璃纤维与防腐内衬材料的重量比为10％-20％。