CN103205198A - 一种用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料及其制备方法，将聚硅氧烷树脂、溶剂稀释剂、消泡剂、硅烷偶联剂、吸酸剂、1/2质量的碳化硅、1/2质量的稀土氧化物超微粉体混合并分散均匀得A组分；将1/2质量的碳化硅和1/2质量的稀土氧化物超微粉体混合后研磨至60μm以下，即得为B组分；将A组分和B组分混合进行分散均匀，即得甲组分；将多元胺和酚类化合物混合均匀，即得乙组分；将甲组分和乙组分混合均匀得用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料。该涂料具有优异的导热性，不影响换热器的换热性能，能有效抗酸，抗碱、抗盐雾、耐老化，形成的漆膜涂层具有良好的硬度、耐磨性，且涂层致密，透气性好，抗冲击性能好。
Description
技术领域
本发明属于防腐涂料的领域，具体涉及一种于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料及其制备方法。
背景技术
钢铁集团的燃气锅炉烟气排放长期腐蚀换热设备或烟囱已经造成了严重的问题，这主要是由于燃气锅炉排放的烟气中含有亚硫酸、硫酸、硫化物、氯化物、硫氰化物等酸性气体和酸性物质，它们在换热器管壁内受热或吸收水分形成酸性液体，对烟气排放中的中转设备、换热器、烟囱等造成严重的腐蚀。在中转设备或者换热设备的内壁涂抹一般的防腐涂料很难达到较好的效果，通常耗费人力、物力、财力却无法从根本上解决腐蚀的问题。因此开发一种专门针对锅炉烟气余热回收设备的防腐涂料具有重大的科学意义和经济价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种延长换热设备的使用寿命的用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料由质量比为100：（10～30）的甲组分和乙组分组成；
所述的甲组分按照质量分数包括：25～40%的聚硅氧烷树脂、5～10%由甲苯和乙二醇按照任意比例混合而成的溶剂稀释剂、1～1.5%的消泡剂、10～25%的硅烷偶联剂、10～25%的吸酸剂、5～10%的碳化硅以及10～30%的稀土氧化物超微粉体；
所述的乙组分是由占甲组分质量5～15%的多元胺和占甲组分质量5～20%的酚类化合物复配而成的固化剂。
所述的消泡剂为L-1000通用型有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、聚醚改性硅消泡剂、高碳醇消泡剂中的一种或多种任意比例的混合物。
所述的硅烷偶联剂为异丁基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷或n-辛基三甲氧基硅烷。
所述的吸酸剂为氢氧化钙、氧化镁、二氧化锰中的一种或多种任意比例的混合物。
所述的稀土氧化物超微粉体为陶瓷微粉、氧化镧微粉、氧化铈微粉中的一种或多种任意比例的混合物。
所述的稀土氧化物超微粉体的粒径为300～400μm。
所述的多元胺为二苯甲烷二胺、N,N-羟乙基乙二胺、二乙烯三胺中的一种或多种任意比例的混合物。
所述的酚类化合物为双酚A、萘酚、甲酚、对苯二酚中的一种或多种任意比例的混合物。
一种该用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：
1）甲组分的制备：
将聚硅氧烷树脂、由甲苯和乙二醇按照任意比例混合而成的溶剂稀释剂、消泡剂、硅烷偶联剂、吸酸剂、1/2质量的碳化硅、1/2质量的稀土氧化物超微粉体混合并分散均匀，即得A组分；将1/2质量的碳化硅和1/2质量的稀土氧化物超微粉体混合后研磨至60μm以下，即得B组分；将A组分和B组分混合并分散均匀，即得甲组分；
2）乙组分制备：
将多元胺和酚类化合物混合均匀，即得乙组分；
3）将甲组分和乙组分混合均匀，即得用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料。
所述的步骤1）中的研磨是通过磨砂机实现的。
进一步，所述的聚硅氧烷树脂的聚合度大于3。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明以导热性较好的碳化硅为主要材料制备用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料。将本发明制备的防腐涂料均匀涂刷于换热设备内壁，常温24h便固化成光滑坚硬的漆膜，从而保护换热设备内壁不受热量和酸性侵蚀介质的腐蚀破坏。该防腐涂料具有优异的导热性，不影响换热器的换热性能，又能有效防止亚硫酸、硫酸、硫化物、氯化物、硫氰化物等腐蚀物质对换热设备的气相、液相腐蚀，延长换热设备的使用寿命。。
2、本发明的防腐涂料对金属、木材、混凝土等基面具有极强的附着性，涂料组成物中含有的羟基（-OH）与金属基体所提供的正离子能够在防腐涂料中的硅烷偶联剂帮助下，实现形成化学键结合，即共价链的结合，并形成空间网状结构。在空间网络结构维系下，涂料组合物中含有的稀土氧化物超微粉体，帮助涂层形成一个致密的界面过渡层，使其综合热力学性质与基体相匹配。
3、防腐涂料在换热设备内壁上可形成厚度在250～300μm的漆膜涂层，膜的硬度和耐磨性极好。
4、漆膜涂层致密，透气性好，抗冲击性能好。
5、本发明的防腐涂料不仅抗酸，同时也抗碱、抗盐雾、耐老化。
6、本发明的防腐涂料使用方法灵活，施工方便，实现了涂料的常温自固化。
具体实施方式
实施例1：
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料由质量比为100:25的甲组分和乙组分组成；
所述的甲组分按照质量分数包括：30%的聚合度为4的聚硅氧烷树脂、6%由甲苯和乙二醇按照2:3的质量比混合而成的溶剂稀释剂、1%的L-1000通用型有机硅消泡剂（上海立奇化工助剂有限公司）、15%的异丁基三甲氧基硅烷、25%的氢氧化钙、8%的碳化硅以及15%、300～400μm的陶瓷微粉；
所述的乙组分是由占甲组分质量10%的二苯甲烷二胺和占甲组分质量15%的双酚A复配而成的固化剂。
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料的制备方法包括以下步骤：
1）甲组分的制备：
将聚合度为4的聚硅氧烷树脂、由甲苯和乙二醇按照2:3的质量比混合而成的溶剂稀释剂、L-1000通用型有机硅消泡剂、异丁基三甲氧基硅烷、氢氧化钙、1/2质量的碳化硅以及1/2质量、300～400μm的陶瓷微粉混合并高速分散均匀，即得A组分；将1/2质量的碳化硅和1/2质量、300～400μm的陶瓷微粉混合后研磨至60μm以下，即得B组分；将A组分和B组分混合并高速分散均匀，即得甲组分；
2）乙组分制备：
将二苯甲烷二胺和双酚A混合均匀，即得乙组分；
3）将甲组分和乙组分混合均匀，即得用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料。
将本实施例得到的用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料均匀涂刷于换热设备内壁，常温24h固化成光滑坚硬的漆膜，然后测试漆膜的抗腐蚀性能、导热性性能以及附着力，其中，抗腐蚀性能试验中的腐蚀介质为含有H2S的气体，测试参数及结果如表1所示，其中，腐蚀介质浓度是指含有H2S的气体中H2S的体积浓度。
表1
从表1可知：本实施例得到的防腐涂料的耐酸腐蚀性、导热性、附着力等性能都较佳。
实施例2：
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料由质量比为100:15的甲组分和乙组分组成；
所述的甲组分按照质量分数包括：25%聚合度为15的聚硅氧烷树脂、10%由甲苯和乙二醇按照1:3的质量比混合而成的溶剂稀释剂、1%的聚醚消泡剂（南通市晗泰化工有限公司）、20%的十二烷基三甲氧基硅烷、25%的氧化镁、5%的碳化硅以及14%、300～400μm的氧化镧微粉；
所述的乙组分是由占甲组分质量2%的二苯甲烷二胺、占甲组分质量8%的二乙烯三胺、以及占甲组分质量5%的萘酚复配而成的固化剂。
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料的制备方法包括以下步骤：
1）甲组分的制备：
将聚合度为15的聚硅氧烷树脂、由甲苯和乙二醇按照1:3的质量比混合而成的溶剂稀释剂、聚醚消泡剂、十二烷基三甲氧基硅烷、氧化镁、1/2质量的碳化硅以及1/2质量、300～400μm的氧化镧微粉混合并高速分散均匀，即得A组分；将1/2质量的碳化硅和1/2质量、300～400μm的氧化镧微粉混合后研磨至60μm以下，即得B组分；将A组分和B组分混合并高速分散均匀，即得甲组分；
2）乙组分制备：
将二苯甲烷二胺和二乙烯三胺的混合物以及萘酚混合均匀，即得乙组分；
3）将甲组分和乙组分混合均匀，即得用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料。
将本实施例得到的用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料均匀涂刷于换热设备内壁，常温24h固化成光滑坚硬的漆膜，然后测试漆膜的抗腐蚀性能、导热性性能以及附着力，其中，抗腐蚀性能试验中的腐蚀介质为含有H2S的气体，测试参数及结果如表2所示，其中，腐蚀介质浓度是指含有H2S的气体中H2S的体积浓度。
表2
从表2可知：本发明的防腐涂料的耐酸腐蚀性、导热性、附着力等性能都较佳。
实施例3：
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料由质量比为100:30的甲组分和乙组分组成；
所述的甲组分按照质量分数包括：35%聚合度为8的聚硅氧烷树脂、5%由甲苯和乙二醇按照1:1的质量比混合而成的溶剂稀释剂、1.5%的高碳醇消泡剂（北京筑宝新技术有限公司）、20%的n-辛基三甲氧基硅烷、15%的二氧化锰、10%的碳化硅以及13.5%、300～400μm的氧化铈微粉；
所述的乙组分是由占甲组分质量15%的N,N-羟乙基乙二胺和占甲组分质量15%的对苯二酚复配而成的固化剂。
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料的制备方法包括以下步骤：
1）甲组分的制备：
将聚合度为8的聚硅氧烷树脂、由甲苯和乙二醇按照1:1的质量比混合而成的溶剂稀释剂、高碳醇消泡剂、n-辛基三甲氧基硅烷、二氧化锰、1/2质量的碳化硅、1/2质量、300～400μm的氧化铈微粉混合并高速分散均匀，即得A组分；将1/2质量的碳化硅和1/2质量、300～400μm的氧化铈微粉混合后研磨至60μm以下，即得B组分；将A组分和B组分混合并高速分散均匀，即得甲组分；
2）乙组分制备：
将N,N-羟乙基乙二胺和对苯二酚混合均匀，即得乙组分；
3）将甲组分和乙组分混合均匀，即得用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料。
将本实施例得到的用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料均匀涂刷于换热设备内壁，常温24h固化成光滑坚硬的漆膜，然后测试漆膜的抗腐蚀性能、导热性性能以及附着力；其中，抗腐蚀性能试验中的腐蚀介质为含有H2S的气体，测试参数及结果如表3所示，其中，腐蚀介质浓度是指含有H2S的气体中H2S的体积浓度。
表3
从表3可知：本发明的防腐涂料的耐酸腐蚀性、导热性、附着力等性能都较佳。
实施例4：
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料由质量比为100:10的甲组分和乙组分组成；
所述的甲组分按照质量分数包括：40%聚合度为10的聚硅氧烷树脂、5%由甲苯和乙二醇按照1:2的质量比混合而成的溶剂稀释剂、0.3%的聚醚消泡剂（南通市晗泰化工有限公司）、0.7%的L-1000通用型有机硅消泡剂（上海立奇化工助剂有限公司）、10%的十二烷基三甲氧基硅烷、23%的氧化镁、7%的碳化硅以及14%、300～400μm的氧化镧微粉；
所述的乙组分是由占甲组分质量5%的二苯甲烷二胺和占甲组分质量5%的萘酚复配而成的固化剂。
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料的制备方法包括以下步骤：
1）甲组分的制备：
将聚合度为10的聚硅氧烷树脂、由甲苯和乙二醇按照1:2的质量比混合而成的溶剂稀释剂、聚醚消泡剂、L-1000通用型有机硅消泡剂、十二烷基三甲氧基硅烷、氧化镁、1/2质量的碳化硅、1/2质量、300～400μm的氧化镧微粉混合并高速分散均匀，即得A组分；将1/2质量的碳化硅和1/2质量、300～400μm的氧化镧微粉混合后研磨至60μm以下，即得B组分；将A组分和B组分混合并高速分散均匀，即得甲组分；
2）乙组分制备：
将二苯甲烷二胺和萘酚混合均匀，即得乙组分；
3）将甲组分和乙组分混合均匀，即得用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料。
实施例5：
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料由质量比为100:30的甲组分和乙组分组成；
所述的甲组分按照质量分数包括：25%聚合度为5的聚硅氧烷树脂、10%由甲苯和乙二醇按照1:1的质量比混合而成的溶剂稀释剂、1.2%的高碳醇消泡剂（北京筑宝新技术有限公司）、25%的n-辛基三甲氧基硅烷、7%的二氧化锰、3%的氧化镁、10%的碳化硅以及18.8%、300～400μm的氧化铈微粉；
所述的乙组分是由占甲组分质量10%的N,N-羟乙基乙二胺和占甲组分质量20%的对苯二酚复配而成的固化剂。
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料的制备方法包括以下步骤：
1）甲组分的制备：
将聚合度为5的聚硅氧烷树脂、由甲苯和乙二醇按照1:1的质量比混合而成的溶剂稀释剂、高碳醇消泡剂、n-辛基三甲氧基硅烷、二氧化锰、氧化镁、1/2质量的碳化硅、1/2质量、300～400μm的氧化铈微粉混合并高速分散均匀，即得A组分；将1/2质量的碳化硅和1/2质量、300～400μm的氧化铈微粉混合后研磨至60μm以下，即得B组分；将A组分和B组分混合并高速分散均匀，即得甲组分；
2）乙组分制备：
将N,N-羟乙基乙二胺和对苯二酚混合均匀，即得乙组分；
3）将甲组分和乙组分混合均匀，即得用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料。
实施例6：
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料由质量比为100:25的甲组分和乙组分组成；
所述的甲组分按照质量分数包括：25%的聚合度为20的聚硅氧烷树脂、5%由甲苯和乙二醇按照2:3的质量比混合而成的溶剂稀释剂、1%的聚醚改性硅消泡剂（苏州百斯盾化工有限公司）、10%的异丁基三甲氧基硅烷、24%的氢氧化钙、5%的碳化硅以及15%、300～400μm的陶瓷微粉和15%、300～400μm的氧化镧微粉；
所述的乙组分是由占甲组分质量15%的二苯甲烷二胺和占甲组分质量10%的双酚A复配而成的固化剂。
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料的制备方法包括以下步骤：
1）甲组分的制备：
将聚合度为20的聚硅氧烷树脂、由甲苯和乙二醇按照2:3的质量比混合而成的溶剂稀释剂、聚醚改性硅消泡剂、异丁基三甲氧基硅烷、氢氧化钙、1/2质量的碳化硅、1/2质量、300～400μm的陶瓷微粉和300～400μm的氧化镧微粉的混合物混合并高速分散均匀，即得A组分；将1/2质量的碳化硅和1/2质量、300～400μm的陶瓷微粉和300～400μm的氧化镧微粉的混合物混合后研磨至60μm以下，即得B组分；将A组分和B组分混合并高速分散均匀，即得甲组分；
2）乙组分制备：
将二苯甲烷二胺和双酚A混合均匀，即得乙组分；
3）将甲组分和乙组分混合均匀，即得用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料。
实施例7：
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料由质量比为100:30的甲组分和乙组分组成；
所述的甲组分按照质量分数包括：35%聚合度为8的聚硅氧烷树脂、5%由甲苯和乙二醇按照1:1的质量比混合而成的溶剂稀释剂、1.5%的高碳醇消泡剂（北京筑宝新技术有限公司）、20%的n-辛基三甲氧基硅烷、15%的二氧化锰、10%的碳化硅以及13.5%、300～400μm的氧化铈微粉；
所述的乙组分是由占甲组分质量15%的N,N-羟乙基乙二胺、占甲组分质量10%的对苯二酚、占甲组分质量5%的甲酚复配而成的固化剂。
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料的制备方法包括以下步骤：
1）甲组分的制备：
将聚合度为8的聚硅氧烷树脂、由甲苯和乙二醇按照1:1的质量比混合而成的溶剂稀释剂、高碳醇消泡剂、n-辛基三甲氧基硅烷、二氧化锰、1/2质量的碳化硅、1/2质量、300～400μm的氧化铈微粉混合并高速分散均匀，即得A组分；将1/2质量的碳化硅和1/2质量、300～400μm的氧化铈微粉混合后研磨至60μm以下，即得B组分；将A组分和B组分混合并高速分散均匀，即得甲组分；
2）乙组分制备：
将N,N-羟乙基乙二胺、对苯二酚和甲酚混合均匀，即得乙组分；
3）将甲组分和乙组分混合均匀，即得用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料。
实施例8：
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料由质量比为100:30的甲组分和乙组分组成；
所述的甲组分按照质量分数包括：40%聚合度为5的聚硅氧烷树脂、10%由甲苯和乙二醇按照1:1的质量比混合而成的溶剂稀释剂、1%的高碳醇消泡剂（北京筑宝新技术有限公司）、14%的n-辛基三甲氧基硅烷、15%的二氧化锰、10%的碳化硅以及10%、300～400μm的氧化铈微粉；
所述的乙组分是由占甲组分质量10%的N,N-羟乙基乙二胺和占甲组分质量20%的对苯二酚复配而成的固化剂。
本实施例用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料的制备方法包括以下步骤：
1）甲组分的制备：
将聚合度为5的聚硅氧烷树脂、由甲苯和乙二醇按照1:1的质量比混合而成的溶剂稀释剂、高碳醇消泡剂、n-辛基三甲氧基硅烷、二氧化锰、1/2质量的碳化硅、1/2质量、300～400μm的氧化铈微粉混合并高速分散均匀，即得A组分；将1/2质量的碳化硅和1/2质量、300～400μm的氧化铈微粉混合后研磨至60μm以下，即得B组分；将A组分和B组分混合并高速分散均匀，即得甲组分；
2）乙组分制备：
将N,N-羟乙基乙二胺和对苯二酚混合均匀，即得乙组分；
3）将甲组分和乙组分混合均匀，即得用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料。
Claims (10)
1.一种用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料，其特征在于：该防腐涂料由质量比为100：（10～30）的甲组分和乙组分组成；
所述的甲组分按照质量分数包括：25～40%的聚硅氧烷树脂、5～10%由甲苯和乙二醇按照任意比例混合而成的溶剂稀释剂、1～1.5%的消泡剂、10～25%的硅烷偶联剂、10～25%的吸酸剂、5～10%的碳化硅以及10～30%的稀土氧化物超微粉体；
所述的乙组分是由占甲组分质量5～15%的多元胺和占甲组分质量5～20%的酚类化合物复配而成的固化剂。
2.根据权利要求1所述的用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料，其特征在于：所述的消泡剂为L-1000通用型有机硅消泡剂、聚醚消泡剂、聚醚改性硅消泡剂、高碳醇消泡剂中的一种或多种任意比例的混合物。
3.根据权利要求1所述的用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为异丁基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷或n-辛基三甲氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料，其特征在于：所述的吸酸剂为氢氧化钙、氧化镁、二氧化锰中的一种或多种任意比例的混合物。
5.根据权利要求1所述的用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料，其特征在于：所述的稀土氧化物超微粉体为陶瓷微粉、氧化镧微粉、氧化铈微粉中的一种或多种任意比例的混合物。
6.根据权利要求1或5所述的用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料，其特征在于：所述的稀土氧化物超微粉体的粒径为300～400μm。
7.根据权利要求1所述的用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料，其特征在于：所述的多元胺为二苯甲烷二胺、N,N-羟乙基乙二胺、二乙烯三胺中的一种或多种任意比例的混合物。
8.根据权利要求1所述的用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料，其特征在于：所述的酚类化合物为双酚A、萘酚、甲酚、对苯二酚中的一种或多种任意比例的混合物。
9.一种权利要求1所述的用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）甲组分的制备：
将聚硅氧烷树脂、由甲苯和乙二醇按照任意比例混合而成的溶剂稀释剂、消泡剂、硅烷偶联剂、吸酸剂、1/2质量的碳化硅、1/2质量的稀土氧化物超微粉体混合并分散均匀，即得A组分；将1/2质量的碳化硅和1/2质量的稀土氧化物超微粉体混合后研磨至60μm以下，即得B组分；将A组分和B组分混合并分散均匀，即得甲组分；
2）乙组分制备：
将多元胺和酚类化合物混合均匀，即得乙组分；
3）将甲组分和乙组分混合均匀，即得用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料。
10.根据权利要求9所述的用于锅炉低温烟气换热设备的防腐涂料的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）中的研磨是通过磨砂机实现的。
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