CN103773156A - 一种储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料及其制备方法 - Google Patents

一种储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料及其制备方法 Download PDF

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陈华山
张东亚
张小磊
付姝
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Abstract

一种储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料制备方法,所述防腐涂料包含去离子水、分散剂、润湿剂、消泡剂、偶联剂、隔热抗裂纤维、隔热粉、片状填料、弹性粘结剂、成膜助剂、树脂发泡微球、空心微珠、流平剂以及增稠剂。本发明所制备的防腐涂料具有极低的导热系数,尤其在100℃时的导热系数达到0.034W/m·k,并且具有极强的红外辐射能力,半球发射率达到0.92以上,能够实现高效绝热、保温。弹性和柔韧性好,具有优良的断裂伸长率、粘结强度等物理机械性能。涂层受热发泡后涂层不开裂、不脱落,致密性高,防水效果良好。

Description

一种储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于保温防腐涂料技术领域,尤其是涉及一种储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料及其制备方法。
背景技术
[0002] 已知的,随着我国石油行业的发展以及石油消耗量的大幅提高,国家大量进口重质原油,同时石油储罐的数量越来越多,储罐体积越来越大。原油由于粘度大,流动性差,在输送、储存或者在集中处理站进行处理的过程中都需要对原油进行加热,所以原油在储罐在储存、输送的过程中一般都需要加热,尤其在低温区域的储罐更是需要考虑加热环节。为顺应国家倡导的节能降耗的政策,隔热保温技术在石油化工行业中有着广泛的应用,同时对企业降低能源消耗,减少成本有着双重的重要意义。储罐原油接触的表面由罐壁、罐底和灌顶组成,其中罐壁是最大的散热面,其次是罐底和灌顶,通常罐壁和罐底都设置保温层,而灌顶很少设置保温层,对于浮顶罐本身是由多个空舱室组成,本身具有保温的作用,但是保温效果很差,几乎达不到保温效果。综合考虑多种因素,对一些大型的外浮顶、双浮盘的储罐,浮顶舱内已开始设计绝热保温涂料。随着大型罐体的相继建立,人们节能降耗的意识不断增强,绝热、保温、防腐于一体的环保型涂料必将得到广泛应用。
发明内容
[0003] 为了克服背景技术中的不足,本发明公开了一种储罐浮顶舱内泡型弹性绝热防腐涂料及其制备方法。该方法制备出的防腐涂料成膜快、致密性高、弹性好,具有极低的导热系数、高半球发射率、强耐热老化性和高断裂伸长率,形成的涂膜层能用于密闭的储罐浮顶舱内,起到绝热、保温、防腐于一体的作用,节能降耗、安全环保。
[0004] 为了实现所述发明目的,本发明采用如下技术方案:
[0005] 一种储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料制备方法,所述防腐涂料包含去离子水、分散剂、润湿剂、消泡剂、偶联剂、隔热抗裂纤维、隔热粉、片状填料、弹性粘结剂、成膜助剂、树脂发泡微球、空心微珠、流平剂以及增稠剂。所述防腐涂料的组成重量份为:去离子水10.0~15.0份、分散剂0.5~1.5份、润湿剂0.1~0.6份、消泡剂0.6~1.7份、偶联剂1.5~2.0份、隔热抗裂纤维2.5~5.0份、隔热粉8.0~15.0份、片状填料6.0~12.0份、弹性粘结剂27.0~43.0份、成膜助剂1.0~3.0份、树脂发泡微球1.5~3.0份、空心微珠13.0~21.0份、流平剂2.0~5.0份以及增稠剂0.5~1.4份。
[0006] 本发明所述分散剂是SN-5040 ;所述润湿剂是X-405 ;所述消泡剂是SN-154或AlO ;所述偶联剂是硅烷偶联剂KH-560。
[0007] 本发明所述隔热抗裂纤维是长度为0.5~0.8mm,直径0.2~0.5 μ m的高铝型纤维。
[0008] 本发明所述隔热粉是超细钛基热反射隔热粉,要求超细钛基热反射隔热粉的平均粒径达到I~2 μ m,红外反射率≥92%,密度达到2.5~3.0g/cm3。[0009] 本发明所述片状填料是400目絹云母粉;所述成膜助剂或是丙二醇甲醚,或是醇酯-12 ;所述流平剂是RM-2020,由罗门哈斯生产。所述增稠剂是TT935,由罗门哈斯生产。
[0010] 本发明所述弹性粘结剂是由高弹性乳液聚合体和弹性丙烯酸酯胶构成,并且高弹性乳液聚合体:弹性丙烯酸酯胶的重量比为3:1。
[0011] 本发明所述树脂发泡微球是一种核壳结构,外壳为热塑性丙烯酸聚合物,内核为烷烃类白色球状颗粒,直径10~30 μ m,壳体厚度为2~15 μ m。
[0012] 本发明所述空心微珠是由600目玻璃微珠和粒径在20~80 μ m玻璃微球构成,并且600目玻璃微珠和粒径在20~80 μ m玻璃微球的重量比为3:2 ;所述600目玻璃微珠的漂浮率> 92%,导热系数为< 0.038ff/m.k ;所述粒径在20~80 μ m玻璃微球的漂浮率≥95%,导热系数为≤0.036ff/m.k。
[0013] 一种储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料的制备方法,所述防腐涂料制备步骤如下:
[0014] I)按重量份分别称取10.0~15.0的去离子水、0.5~1.5的分散剂、0.1~0.6的润湿剂、0.6~1.7的消泡剂、1.5~2.0的偶联剂并一同加入到分散罐中,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟后得到混合物I ;
[0015] 2)按重量份称取2.5~5.0的隔热抗裂纤维加入到所述混合物I中,在1000~1500r/min转速下分散搅拌10~15分钟后得到混合物II ;
[0016] 3)按重量份分别称取1.5~3.0树脂发泡微球、8.0~15.0的隔热粉和6.0~
12.0的片状填料并一同加入到所述混合物II中,在1000~1500r/min转速下分散搅拌20~25分钟后得到混合物 III ;
[0017] 4)按重量份称取27.0~43.0的弹性粘结剂加入到所述混合物III中,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟,然后再缓慢加入1.0~3.0重量份的成膜助剂并在600~900r/min转速下搅拌均匀得到混合物IV ;
[0018] 5)按重量份称取13.0~21.0的空心微珠加入到所述混合物IV中,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟后得到混合物V ;
[0019] 6)按重量份分别称取2.0~5.0的流平剂、0.5~1.4的增稠剂,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟后得到白色粘稠浆体,所述白色粘稠浆体即为所制备的防腐涂料。该防腐涂料是一种单组份、水溶性并呈白色的均匀粘稠浆体,储存非常方便,只需打开盖后搅匀即可用于储罐浮顶舱内。这里的单组份是指成膜过程不需要固化剂固化交联,只是乳液单独的物理成膜过程。
[0020] 在所述弹性粘结剂占所述27.0~43.0重量份下:高弹性乳液聚合体:弹性丙烯酸酯胶=3:1。
[0021] 在所述空心微珠占所述13.0~21.0重量份下:600目玻璃微珠:粒径在20~80 μ m玻璃微球=3:2。
[0022] 由于采用了上述技术方案,本发明具有如下有益效果:
[0023] 所述分散剂是SN-5040,其作用是能让颜料粒子长期分散悬浮于漆料中,防止颜料再次絮凝,保证漆料具有好的储存稳定性。
[0024] 所述润湿剂是X-405,其作用是能增加树脂和颜料的亲和性,降低漆料的表面张力,从而帮助分散设备很容易将颜料团粒打开,提高生产效率。[0025] 所述消泡剂或是SN-154、或是A10,所述SN-154为日本圣诺普科生产,所述AlO为德国科宁生产,其作用是消除生产和施工中的气泡,防止漆膜具有气泡、针孔等弊病,使涂层具有致密平整的外观。
[0026] 所述偶联剂是硅烷偶联剂KH-560,其作用是对球形微珠进行表面处理改性,增强微珠与树脂的粘结性,增强涂层与基材的附着力。
[0027] 所述隔热抗裂纤维是高铝型纤维,要求高铝型纤维的长度达到0.5~0.8mm,直径达到0.2~0.5 μ m,其作用为增强涂层的抗裂性,防止涂层在厚膜时出现裂纹,同时提高漆膜的断裂伸长率。
[0028] 所述隔热粉是超细钛基热反射隔热粉,要求超细钛基热反射隔热粉的平均粒径达到I~2μm,红外反射率达到≥92%,密度达到2.5~3.0g/cm3w其通过高红外反射率可大大屏蔽热量,对提高半球发射率起到至关重要的作用。
[0029] 所述片状填料是400目的絹云母粉,通过不同的片状填料形成层状结构并最终形成“迷宫效应”,延长腐蚀介质的侵蚀距离,可大大提高耐盐雾性、耐湿热性、耐水性等性能。
[0030] 所述弹性粘结剂是由高弹性乳液聚合体和弹性丙烯酸酯胶构成。高弹性乳液聚合体是纯丙高弹性乳液聚合物,PH值为7-9的乳白色液体,其中乳液不挥发分占100% ;弹性丙烯酸酯胶是PH值为7-9的乳白液体,其中乳液不挥发分占59±1%。弹性粘结剂作为成膜物质,决定着涂料具有优异的弹性、断裂伸长率和拉伸强度,同时能够低温快速成膜,有很强的耐热老化性和其他防腐性能,此外,具有很好的湿粘着性,通过粘结填料与基材,使涂层具有很好的附着力,是整个涂料至关重要的成分。
[0031] 所述成膜助剂或是丙二醇甲醚,或是醇酯-12,其能够有效降低乳液的最低成膜温度,具有辅助成膜的作用。
[0032] 所述树脂发泡微球是直径10~30 μ m,壳体厚度为2~15 μ m的微白色细腻粉末,具有特殊的核壳结构,外壳为热塑性丙烯酸树脂类聚合物,内核为烷烃类气体组成的空心球状微颗粒,依靠微球体的膨胀来起到发泡效果。微球受热后体积可膨胀增大到自身的两到三倍,膨胀后的发泡微球不仅填充到玻璃微珠之间的空隙,阻断通过微珠缝隙传导的热量通道,而且微球自身内是烷烃类气体,具有极低的导热系数,进而更进一步降低整体的导热系数,从而达到优良的保温绝热效果。
[0033] 所述空心微珠是由600目玻璃微珠和粒径在20~80 μ m玻璃微球构成,要求所述600目玻璃微珠的漂浮率达到> 92%,要求所述粒径在20~80 μ m玻璃微球的漂浮率达到>95%。这里的漂浮率指体积漂浮率,即在水中漂浮的样品体积占样品总体积的百分比。微珠是体系的主要保温填料,密度小,使整个涂料具有较小的干密度,而且微珠具有较低的导热系数,在涂层里形成大量的封闭的气体空间,阻止空气热传到和热对流,能够大大降低涂料导热系数,提高整体保温性。
[0034] 综上所述,另外,本发明所制备的防腐涂料具有极强的耐热老化性和低温交变性,能够长期在100°c下不开裂、不脱落。同时具有良好的耐盐雾、耐湿热、耐曝热等防腐性。还具有成膜速度快、施工周期短,成本低,市场竞争力强等特点。
具体实施方式
[0035] 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。
[0036] 本发明是一种储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料制备方法,所述防腐涂料包含去离子水、分散剂、润湿剂、消泡剂、偶联剂、隔热抗裂纤维、隔热粉、片状填料、弹性粘结齐ϋ、成膜助剂、树脂发泡微球、空心微珠、流平剂以及增稠剂。
[0037] 本发明所制备的防腐涂料,其参考技术指标如表1。
[0038] 表1本发明防腐涂料技术指标
[0039]
Figure CN103773156AD00061
[0040] 通过上表所列数据可以看出,本发明所制备的防腐涂料形成的涂层具有极低的导热系数和极强的红外辐射能力,能够实现高效绝热、保温;同时还具有优良的断裂伸长率、粘结强度等物理机械性能,较好的耐水性、耐盐雾和耐湿热性能。此外,本发明所制备的防腐涂料成膜快、致密性高、弹性好,具有极强的耐热老化性能和耐低温交变性,完全能够长期适用于储罐浮顶舱所处环境的要求,起到绝热、保温、防腐于一体的作用,节能降耗,安全环保。[0041] 在上述防腐涂料制备方法下,给出几种防腐涂料的实际配方。实施例中所述原涂料的量均为重量份。
[0042] 实施例1
[0043] 按重量份分别称取10.0的去离子水、0.7的分散剂、0.6的润湿剂、0.8的消泡剂、
2.0的偶联剂并一同加入到分散罐中,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟;然后添加5.0的隔热抗裂纤维并在1000~1500r/min转速下分散搅拌10~15分钟;紧接着添加2.0树脂发泡微球、12.0的隔热粉和12.0的片状填料,在1000~1500r/min转速下分散搅拌20~25分钟;其次,按重量份称取40.0的弹性粘结剂,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟,再缓慢加入2.8重量份的成膜助剂并在600~900r/min转速下搅拌均匀;随后按重量份称取21.0的空心微珠并在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟。最后,按重量份分别称取2.5的流平剂和1.0的增稠剂,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟后得到白色粘稠浆体,所述白色粘稠浆体即为所制备的防腐涂料。
[0044] 实施例2
[0045] 按重量份分别称取15.0的去离子水、0.5的分散剂、0.2的润湿剂、0.6的消泡剂、1.5的偶联剂并一同加入到分散罐中,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟;然后添加2.5的隔热抗裂纤维并在1000~1500r/min转速下分散搅拌10~15分钟;紧接着添加1.5树脂发泡微球、15.0的隔热粉和6.0的片状填料,在1000~1500r/min转速下分散搅拌20~25分钟;其次,按重量份称取43.0的弹性粘结剂,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟,再缓慢加入3.0重量份的成膜助剂并在600~900r/min转速下搅拌均匀;随后按重量份称取13.0的空心微珠并在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟。最后,按重量份分别称取2.0的流平剂和0.5的增稠剂,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟后得到白色粘稠浆体,所述`白色粘稠浆体即为所制备的防腐涂料。
[0046] 实施例3
[0047] 按重量份分别称取14.0的去离子水、1.5的分散剂、0.1的润湿剂、1.7的消泡剂、
1.8的偶联剂并一同加入到分散罐中,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟;然后添加4.0的隔热抗裂纤维并在1000~1500r/min转速下分散搅拌10~15分钟;紧接着添加3.0树脂发泡微球、8.0的隔热粉和10.0的片状填料,在1000~1500r/min转速下分散搅拌20~25分钟;其次,按重量份称取27.0的弹性粘结剂,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟,再缓慢加入1.0重量份的成膜助剂并在600~900r/min转速下搅拌均匀;随后按重量份称取12.0的空心微珠并在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟。最后,按重量份分别称取5.0的流平剂和1.4的增稠剂,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟后得到白色粘稠浆体,所述白色粘稠浆体即为所制备的防腐涂料。
[0048] 实施例4
[0049] 按重量份分别称取11.0的去离子水、1.0的分散剂、0.4的润湿剂、1.5的消泡剂、
2.0的偶联剂并一同加入到分散罐中,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟;然后添加2.8的隔热抗裂纤维并在1000~1500r/min转速下分散搅拌10~15分钟;紧接着添加1.9树脂发泡微球、15.0的隔热粉和12.0的片状填料,在1000~1500r/min转速下分散搅拌20~25分钟;其次,按重量份称取35.0的弹性粘结剂,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟,再缓慢加入2.0重量份的成膜助剂并在600~900r/min转速下搅拌均匀;随后按重量份称取18.0的空心微珠并在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟。最后,按重量份分别称取3.0的流平剂和1.2的增稠剂,在300~500r/min转速下分散搅拌5~10分钟后得到白色粘稠浆体,所述白色粘稠浆体即为所制备的防腐涂料。
[0050] 上述实施例1-4的技术指标测试结果见表2。
[0051] 表2实施例技术指标测试结果
Figure CN103773156AD00081
[0054] 为了公开本发明而在本文中选用的实施例,当前认为是适宜的,但是本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。
[0055] 本发明未详述部分为现有技术。

Claims (9)

1.一种储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料,其特征是:所述防腐涂料的组成重量份为:去离子水10.0~15.0份、分散剂0.5~1.5份、润湿剂0.1~0.6份、消泡剂0.6~1.7份、偶联剂1.5~2.0份、隔热抗裂纤维2.5~5.0份、隔热粉8.0~15.0份、片状填料6.0~12.0份、弹性粘结剂27.0~43.0份、成膜助剂1.0~3.0份、树脂发泡微球1.5^3.0份、空心微珠13.0~21.0份、流平剂2.0~5.0份以及增稠剂0.5~1.4份。
2.如权利要求1所述的储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料,其特征是:所述分散剂是SN-5040 ;所述润湿剂是X-405 ;所述消泡剂是SN-154或AlO ;所述偶联剂是硅烷偶联剂 KH-560。
3.如权利要求1所述的储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料,其特征是:所述隔热抗裂纤维是长度为0.5~0.8mm,直径0.2~0.5 μ m的高铝型纤维。
4.如权利要求1所述的储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料,其特征是:所述隔热粉是超细钛基热反射隔热粉,要求超细钛基热反射隔热粉的平均粒径达到I~2 μ m,红外反射率≤92%,密度达到2.5~3.0g/cm3。
5.如权利要求1所述的储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料,其特征是:所述片状填料是400目絹云母粉;所述成膜助剂或是丙二醇甲醚,或是醇酯-12 ;所述流平剂是RM-2020 ;所述增稠剂是TT935。
6.如权利要求1所述的储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料,其特征是:所述弹性粘结剂是由高弹性乳液聚合体和弹性丙烯酸酯胶构成,并且高弹性乳液聚合体:弹性丙烯酸酯胶的重量比为3:1。
7.如权利要求1所述的储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料,其特征是:所述树脂发泡微球是一种核壳结构,外壳为热塑性丙烯酸聚合物,内核为烷烃类白色球状颗粒,直径10~30 μ m,壳体厚度为2~15 μ m。
8.如权利要求1所述的储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料,其特征是:所述空心微珠是由600目玻璃微珠和粒径在20~80 μ m玻璃微球构成,并且600目玻璃微珠和粒径在20~80 μ m玻璃微球的重量比为3:2 ;所述600目玻璃微珠的漂浮率> 92%,导热系数为(0.038ff/m.k ;所述粒径在20~80 μ m玻璃微球的漂浮率≤95%,导热系数为≤0.036W/m.k。
9.一种权利要求1所述的储罐浮顶舱内发泡型弹性绝热防腐涂料的制备方法,其特征是:(1)按配方重量份分别称取去离子水、分散剂、润湿剂、消泡剂、偶联剂加入分散罐中,在分散后得到混合物I; (2)按配方重量份称取隔热抗裂纤维加入到所述混合物I中,在分散后得到混合物II ; (3)按配方重量份分别称取树脂发泡微球、隔热粉和的片状填料加入到所述混合物II中,在分散后得到混合物III ; (4)按配方重量份称取弹性粘结剂加入到所述混合物III中,进行分散,然后再加入配方重量份的成膜助剂搅拌均匀得到混合物IV ; (5)按配方重量份称取空心微珠加入到所述混合物IV中,分散后得到混合物V ; (6)按配方重量份分别称取流平剂、增稠剂,分散后得到白色粘稠浆体,所述白色粘稠浆体即为所制备的防腐涂料。
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