CN103614071B - 一种管道外壁用耐800℃高温的有机硅防腐涂料及制备方法 - Google Patents

Abstract

一种管道外壁用耐800℃高温的有机硅防腐涂料，以含羟基的甲基苯基硅树脂SM1056作为有机硅树脂基料，添加400±30℃低熔点玻璃料；其质量百分比组成为：有机硅树脂基料30~35%，400±30℃低熔点玻璃料10~20%，云母氧化铁红10~15%，助剂2~4%，溶剂10~18%，填料20~27%。船舶管道外壁用耐800℃高温的有机硅耐高温防腐涂料为可常温指触干单组份涂料，具有良好的耐热性能，施工便捷，可实现大面积施工。该涂料可应用于船舶热力管系外表面，起到高温防腐蚀的作用，避免船舶管系因恶劣的腐蚀环境而引起管系腐蚀破裂。

Description

一种管道外壁用耐800℃高温的有机硅防腐涂料及制备方法

技术领域

本发明属防腐材料领域，特别涉及到一种管道外壁用耐800℃高温的有机硅防腐涂料。

背景技术

在国外，美国Tenmar公司开发出一种名为耐热耐腐的新型环氧涂料。它可实现热绝缘，并减少传统的热绝缘管涂层的必需厚度，其表面光滑，可增加液体的流动性能。该涂料可涂于管线的内壁和外壁，适用于接触输送高温高压气体和产出液的管系，尤其使用于需要绝热防腐的各种输油管、采油管和套管等。它不仅有利于简单、迅速地铺设管线，不增加外径尺寸，而且热绝缘值比熔和环氧(FBE)大得多。该涂料的使用可极大地减少总尺寸，使管线、套管的安装更容易。当与绝缘实体(聚氨脂)结合时，可大大增强该绝缘体的性能。美国Narmco公司产品名为Imidifel850的耐热漆，是以聚苯并咪唑作基料，此产品高温强度极优良，短期可耐539℃，但价格较贵，热喷涂，固化操作麻烦。法国Rhone-Poulene公司开发的M33以聚双马来酰亚胺树脂的耐热漆，耐热可达250℃以上，具有较高的热稳定性和耐化学品性。日本在耐温防腐涂料上的研究较早，报道较多。1966年日本东芝电器公司生产了此种低温固化的有机硅树脂漆,牌号为YR22、YR23,采用了Cu、Ni、Co、Cr等金属为中心原子的胺类络合物作为有机硅树脂漆的固化剂,改善了有机硅清漆的贮存稳定性,可低温固化,热机械性能、耐热性、电性能优异。这类固化剂不仅有单核的络合物,也有多核的。俄罗斯研制的聚有机硅酸盐涂料由有机硅氧烷清漆和硅酸盐添加剂及金属氧化物组成，耐700℃高温2500h，可耐500℃到700℃冷热交变10个循环，耐湿热、电绝缘、耐腐蚀、耐辐照，主要用于舰船高温设备和管线的防护等。

在国内，我国在耐高温防腐涂料方面的研究起步较晚，但近年来这方面的研究投入较多，取得了一定的成绩。北方涂料工业研究设计院的姜立萍采用有机硅树脂和无机填料研制出一种耐高温涂料,涂膜可以在260℃下长期使用。张志华等在铝材表面的高温绝缘涂料的研制中,采用聚酰亚胺树脂、陶瓷釉等制备的涂层具有良好电绝缘性,耐热性可达到400℃。深圳市天健涂料科技开发有限公司的周荣华采用丙烯酸树脂和氨基树脂改性有机硅，制备了250℃下可长期使用的耐高温涂料。“九五”期间，上海涂料所研制的89-1有机硅耐高温涂料，目前已应用于我国舰船钢基材排烟管表面，用户反映效果不佳。近两年来关于有机硅树脂改性用于耐热涂料的研究报道出现较多，南京林业大学的郭斌采用聚氨酯改性有机硅，制备的耐高温涂料700℃，1小时涂层不开裂、不脱落。中船重工第七二五所厦门分部在“十五”期间开发了有机硅耐高温涂料25#和40#，这两种涂料主要针对导弹发射筒瞬间耐高温使用，长期耐高温为200℃左右。

发明内容

针对热力管道外壁高温氧化腐蚀问题，本发明通过耐热性树脂和颜、填料的筛选、合理的配方设计，研制出耐温性和施工性能良好的船舶管道外壁用耐800℃高温的有机硅耐高温防腐涂料，用于船舶热力管道外壁如烟囱等管道外壁部位，提高船舶热力管道高温防腐蚀性能。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种管道外壁用耐800℃高温的有机硅防腐涂料，以含羟基的甲基苯基硅树脂SM1056作为有机硅树脂基料，添加400±30℃低熔点玻璃料；其质量百分比组成为：有机硅树脂基料30~35%，400±30℃低熔点玻璃料10~20%，云母氧化铁红10~15%，助剂2~4%，溶剂10~18%，填料20~27%。

一种管道外壁用耐800℃高温的有机硅防腐涂料的制备方法，其制备步骤为：

（1）按配方称取云母氧化铁红及填料，放入温度为105±2℃的电热烘箱中烘干4h，自然冷却后分别装袋密封备用；

（2）将有机硅树脂基料、玻璃料、助剂按配方量加入料桶，并加入部分溶剂，用高速分散机低速搅拌15min，分散均匀后加入步骤（1）中备好的云母氧化铁红及填料，高速(1200～1500r/min)搅拌30min，分散均匀后再研磨至涂料细度40μm以下，用剩余溶剂调整粘度，检测粘度合格后过滤、出料、包装。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

⑴选择甲基苯基硅树脂SM1056

树脂是影响耐热涂料的关键因素之一。不同的有机硅分子结构，耐热性能有所差别。本专利选择含羟基的甲基苯基硅树脂SM1056作为树脂基料，通过调整其玻璃化温度高于室温，使其具有气干性，分子量控制在4000左右，进行树脂SM1056耐热性能分析，TGA见图1。

⑵400±30℃低熔点玻璃料的添加

一般有机硅树脂在温度300℃左右开始发生热分解，在有机基团和硅氧键断裂的地方形成活性中心，进一步和硅酸盐和氧化物发生物理-化学反应，使聚有机硅烷和硅酸盐等无机组分连接起来。本专利通过加入低熔点玻璃料，当有机硅涂层在受热发生分解，碳化，失去足够粘结力时，低熔点玻璃料融化并接替有机硅树脂继续对颜填料的粘附作用，形成致密的耐高温无机层，达到高温防腐蚀的作用。

以甲基苯基硅树脂SM1056为树脂基料，在其他条件相同的情况下改变不同低熔点玻璃料的比例，编制配方，制备涂料，采用有气喷涂在马口铁板上，马弗炉850℃3h烘烤后用三维视频观察漆膜表面状况。

表1不同低熔点玻璃料对涂层耐温性能的影响

配方号	低熔点玻璃料添加情况	600℃24h烘烤后
			1	10%玻璃料（400±30℃）	涂层无开裂、脱落、生锈
2	20%玻璃料（400±30℃）	涂层无开裂、脱落、生锈
			3	10%玻璃料（550～600℃）	涂层有细小裂纹；
4	10%玻璃料（450～500℃）	涂层有少量细小裂纹；
			5	10%玻璃料（550～600℃）	涂层有细小裂纹

试验结果表明添加了玻璃料（400±30℃）的涂层在850℃3h烘烤后涂层表面状况良好，因此本专利选用玻璃料（400±30℃）作为填料，添加量在10~20%。

船舶管道外壁用耐800℃高温的有机硅耐高温防腐涂料为可常温指触干单组份涂料，具有良好的耐热性能，施工便捷，可实现大面积施工。该涂料可应用于船舶热力管系外表面，起到高温防腐蚀的作用，避免船舶管系因恶劣的腐蚀环境而引起管系腐蚀破裂，还可推广到石化行业等领域应用，如污水管道、热蒸汽管道外表面，高温设备如高炉、壁炉、锅炉、热风炉外壁、烟囱、焰道、排气管、热交换器工艺品、油气田管道等，起到防腐蚀和装饰作用，市场前景广阔。

附图说明

图1是有机硅树脂SM1056的TGA曲线图。

图2是本发明管道外壁用耐800℃高温的有机硅防腐涂料生产工艺流程图。

图3是本发明试验前样板照片。

图4是本发明试验后样板照片。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

本发明船舶管道外壁用耐800℃高温的有机硅防腐涂料为常温指干型单组份耐热涂料，涂料可采用喷涂、刷涂、滚涂等多种工艺，每道涂装干膜厚度为50μm，推荐涂装2道。实施例见表2。

表2：实施例

	实施例1	实施例2	实施例3
				原材料名称	比例（%）	比例（%）	比例（%）
有机硅树脂	35	30	33
				玻璃料（400±30℃）	10	15	20
云母氧化铁红	12	15	10
				其它填料	27	20	24
助剂	4	2	3
				溶剂	12	18	10
共计	100	100	100

表3管道外壁用耐800℃高温的有机硅防腐涂料性能

Claims (1)

1.一种管道外壁用耐800℃高温的有机硅防腐涂料的制备方法，其特征是：其制备步骤为：

（1）以含羟基的甲基苯基硅树脂SM1056作为有机硅树脂基料，添加400±30℃低熔点玻璃料；按质量百分比组成为：有机硅树脂基料30~35%，400±30℃低熔点玻璃料10~20%，云母氧化铁红10~15%，助剂2~4%，溶剂10~18%，填料20~27%的配方称取云母氧化铁红及填料，放入温度为105±2℃的电热烘箱中烘干4h，自然冷却后分别装袋密封备用；

（2）将有机硅树脂基料、玻璃料、助剂按配方量加入料桶，并加入部分溶剂，用高速分散机低速搅拌15min，分散均匀后加入步骤（1）中备好的云母氧化铁红及填料，以1200～1500r/min的转速搅拌30min，分散均匀后再研磨至涂料细度40μm以下，用剩余溶剂调整粘度，检测粘度合格后过滤、出料、包装。