CN104312526A - 用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂及其制备方法 - Google Patents
用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂及其制备方法，由甲组分和乙组分按照质量比12:1混合而成；甲组分的成分及其配比为：端羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)、二甲基硅油、填料、溶剂a和偶联剂质量比为100:(30～50):(9～17):(40～60):0.5；乙组分的成分及其配比为：固化剂、催化剂、助剂和溶剂b的质量比为(1.0～2.0):(0.3～0.6):(3～5):10。上述胶粘剂具有很好的耐强酸腐蚀性能，耐高温老化性能，耐高低温交变性能；并具有很好的粘结性能，提高了其作为烟囱内衬胶粘剂的应用价值，延长了胶粘剂的使用期限；且该胶粘剂固化时间短，具有良好的施工性能。
Description
技术领域
本发明属于防腐材料技术领域，涉及一种防腐蚀胶粘剂，具体涉及一种用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂及其制备方法。
背景技术
燃煤发电厂排放的烟气中含有大量的粉尘、SO2、NOx等污染物，其中SO2是PM2.5和酸雨的主要污染源，严重地危害人类的健康，随着国家环保政策的实施，“节能减排”法规的推行，新建和现有火电厂都进行烟气除硫，湿法石灰石脱硫工艺已在火电发电厂尾气净化装置中占主导地位。湿法石灰石脱硫技术降低环境污染的同时也带来烟气烟囱的严重腐蚀，使得烟囱介质腐蚀性强，处理烟气温度高，SO2吸收液固体含量大，磨损性强，设备防腐蚀区域大，施工技术质量要求高，防腐蚀失效维修难等。目前对湿法脱硫后的烟囱内衬进行防腐的措施主要包括：(1)钛钢板方案，仅适合于钢内筒而且成本过高；(2)GDAPC杂化聚合材料防腐方案，适合于钢内筒及砖内筒，但其固化周期长，施工耗时，而且固化前有挥发性气体产生，易燃施工环境苛刻；(3)玻璃钢方案，该方案成本高工期较长；(4)玻璃鳞片、聚脲、OM涂料方案，质量问题较多，防腐性能差；(5)刚柔并济的砖&胶防护方案，适合新建、改造的砖和钢内筒烟囱。
弹性密封胶粘剂作刚性泡沫陶瓷砖的底层起到粘结和防止烟囱内壁受到化学侵蚀的重要作用，不仅要具有良好的耐酸性能和耐高低温交变性能，，而且要有着优异的粘接性。陈乃洪等人发表的专利CN201010604881提供了一种用于砖质脱硫烟囱的耐温耐酸防腐涂料，由纳米硅树脂乳液、玻璃鳞片和二氧化硅铵一定质量比混合成膜基料，加入助剂、消泡剂和颜料等配制成耐温耐酸防腐涂料，但其粘结性能不好；任天瑞等人发表的专利CN201210363919.8提供了一种用于电厂烟囱的防腐涂料，由桐油改性环氧树脂并加入玻璃鳞片等颜填料组成甲组分，三乙醇胺、二乙烯三胺和多乙烯多胺等作为复合固化剂组成乙组分，但是其固化时间较长，不利于施工；邓宇强等人发表的专利CN201210284643.4提供了一种脱硫烟囱防腐涂料法，其组成为氟弹性体与溶剂、填料和助剂按一定比例溶解、分散、混合后作为A组分，固化剂与溶剂按一定比例混合后作为B组分，将A和B组分按比例搅拌混合后得防腐涂料，性能优异，但成本较高，推广受限。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂，具有粘结性能强，耐强酸腐蚀性能优异，耐高温老化性能、耐高低温交变性能好和一定的耐磨性的特点以及良好的施工性能。
本发明进一步提供了上述胶粘剂的制备方法。
本发明采用以下技术方案达到上述目的。
本发明提供一种用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂，由甲组分和乙组分按照质量比12:1混合而成；甲组分的成分及其配比为：端羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)、二甲基硅油、填料、溶剂a和偶联剂质量比为100:(30～50):(9～17):(40～60):0.5；乙组分的成分及其配比为：固化剂、催化剂、助剂和溶剂b的质量比为(1.0～2.0):(0.3～0.6):(3～5):10。
上述端羟基聚二甲基硅氧烷(107胶)、二甲基硅油、填料、溶剂a和偶联剂质量比优选为100:40:13:50:0.5；乙组分的成分及其配比为：固化剂、催化剂、助剂和溶剂b的质量比优选为2.0:0.6:4.0:10。
上述端羟基聚二甲基硅氧烷作为涂料的成膜基料，能够使防腐层具有优异的耐强腐蚀性，耐高温老化性能和耐高低温交变性能。
上述填料可以是本领域常用的填料，特别是用于作为涂料的填料，进一步优选的填料为气相白炭黑、偶联处理的玻璃鳞片、炭黑中的至少一种。而本发明人经过大量研究发现当使用200目的气相白炭黑和200目的偶联处理的玻璃鳞片的混合物时，能够提高胶粘剂的附着力；上述气相白炭黑和偶联处理的玻璃鳞片质量比为(8～10):(1～7)。上述偶联剂处理的玻璃鳞片可以外购或者自制，其中优选方案中是通过以下制备方法制备的偶联剂处理的玻璃鳞片；制备方法如下：室温下，向含有质量浓度20％硅烷偶联剂(如KH-550)的乙醇溶液中加入乙醇质量10％的玻璃鳞片，均匀搅拌20分钟，过滤所得固体干燥1小时即得偶联剂处理的玻璃鳞片。
上述溶剂a和溶剂b可以选择本领域的常用溶剂，进一步优选的溶剂a为二甲苯、石油醚、甲苯中的至少一种；溶剂b为二甲苯、石油醚、甲苯中的至少一种；上述溶剂a、溶剂b可相同或者不同；若上述溶剂a和溶剂b不同时，至少溶剂a与溶剂b互溶的。而本发明人经过大量研究发现更优选的方式是利用二甲苯和石油醚按照体积比5:1混合配成；上述混合溶剂具有溶解性好、胶粘剂固化速率适中的特点。
上述偶联剂可以选择本领域常用的偶联剂，进一步优选的偶联剂为KH-550、KH560、A171中的一种。而本发明人经过大量研究发现更优选的偶联剂为KH-550；偶联剂KH-550能改善填料的润湿性和分散性，并增加粘结剂的剪切强度等力学性能。
上述固化剂可以选择本领域常用固化剂，进一步优选的固化剂为甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种。而本发明人经过大量研究发现更优选的固化剂为甲基三甲氧基硅烷；甲基三甲氧基硅烷为活性硅氧烷，能够使防腐胶粘剂在烟囱施工条件下的涂层实现常温固化。
上述催化剂可以是本领域常用催化剂，进一步优选的催化剂为二月桂酸二丁基锡或者二醋酸二丁基锡。
上述助剂可以是本领域常用助剂，进一步优选的助剂为钛酸正丁酯和/或硼酸正丁酯。在优选技术方案中，上述助剂包括钛酸正丁酯和硼酸正丁酯；钛酸正丁酯和硼酸正丁酯按照质量比(1～2.5):1。
本发明进一步提供了一种用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂的制备方法，步骤如下：
1)甲组分的制备：将端羟基聚二甲基硅氧烷和二甲基硅油按比例加入到反应容器内，于80～100℃、真空度在-0.09MPa～-0.05MPa条件下搅拌至混合均匀，然后在搅拌状态下将填料分为若干次加入；填料添加完毕，待搅拌均匀后加入溶剂a和偶联剂，继续搅拌均匀即得甲组分，可以再冷却至室温后倒出；
2)乙组分的制备：室温下将固化剂、催化剂、助剂和溶剂b按比例加入到反应容器中搅拌均匀即得乙组分；
3)将甲组分和乙组分按比例配制后，在室温下搅拌均匀即得用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂。
上述胶粘剂制备方法中，步骤1)中将填料在搅拌状态下分为若干次加入的目的是充分反应；优选的实现方式是根据填料量，少量多次加入，优选次数为3次，每次加入量为依次为填料总量的50％、30％和20％。
上述胶粘剂制备方法中，步骤3)中的室温为不低于20℃和不高于35℃的温度范围。
本发明提供的用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂的技术方案，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、该胶粘剂具有很好的耐强酸腐蚀性能，耐高温老化性能，耐高低温交变性能；
2、该胶粘剂具有很好的粘结性能，提高了其作为烟囱内衬胶粘剂的应用价值，延长了胶粘剂的使用期限，从而大大降低了烟囱的更换和维修成本；
3、该胶粘剂固化时间短，具有良好的施工性能；
4、制备工艺简单、时间短、原料成本低，便于在本行业内迅速推广。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。
实施例l
1)甲组分的制备：将100质量份的107胶和30质量份的二甲基硅油加入到反应釜，95℃抽真空5分钟，继续搅拌1小时后，分3次加入8质量份的气相白炭黑(200目)和1质量份的偶联处理的玻璃鳞片(200目)的混合物，搅拌均匀后加入60质量份的二甲苯和石油醚混合溶剂(体积比为5:1)和0.5质量份的KH-550，搅拌均匀冷却至室温后倒出，即得甲组分。
2)乙组分的制备：室温下将1质量份的甲基三甲氧基硅烷、0.4质量份的二月桂酸二丁基锡、2.5质量份的钛酸正丁酯、2.5质量份的硼酸正丁酯和10质量份的二甲苯和石油醚混合物(体积比为5:1)加入到搅拌器中，搅拌均匀即得乙组分。
3)将甲组分与乙组分按12:1的质量比配制，在室温下搅拌均匀，即得胶粘剂，可以采用刷涂方式进行涂装。
实施例2
1)甲组分的制备：将100质量份的107胶和35质量份的二甲基硅油加入到反应釜，95℃抽真空5分钟，继续搅拌1小时后，分3次加入8质量份的气相白炭黑(200目)和1质量份的偶联处理的玻璃鳞片(200目)的混合物，搅拌均匀后加入55质量份的二甲苯和石油醚混合溶剂(体积比为5:1)和0.5质量份的KH-550，搅拌均匀冷却至室温后倒出，即得甲组分。
2)乙组分的制备：室温下将1.5质量份的甲基三甲氧基硅烷、0.5质量份的二月桂酸二丁基锡、2.5质量份的钛酸正丁酯、2.0质量份的硼酸正丁酯和10质量份的二甲苯和石油醚混合物(体积比为5:1)加入到搅拌器中，搅拌均匀即得乙组分。
3)将甲组分与乙组分按12:1的质量比配制，在室温下搅拌均匀，即得胶粘剂，可以采用刷涂方式进行涂装。
实施例3
1)甲组分的制备：将100质量份的107胶和40质量份的二甲基硅油加入到反应釜，95℃抽真空5分钟，继续搅拌1小时后，分3次加入10质量份的气相白炭黑(200目)和3质量份的偶联处理的玻璃鳞片(200目)的混合物，搅拌均匀后加入50质量份的二甲苯和石油醚混合溶剂(体积比为5:1)和0.5质量份的KH-550，搅拌均匀冷却至室温后倒出，即得甲组分。
2)乙组分的制备：室温下将2.0质量份的甲基三甲氧基硅烷、0.6质量份的二月桂酸二丁基锡、2.0质量份的钛酸正丁酯、2.0质量份的硼酸正丁酯和10质量份的二甲苯和石油醚混合物(体积比为5:1)加入到搅拌器中，搅拌均匀即得乙组分。
3)将甲组分与乙组分按12:1的质量比配制，在室温下搅拌均匀，即得胶粘剂，采用刷涂方式进行涂装。
实施例4
1)甲组分的制备：将100质量份的107胶和45质量份的二甲基硅油加入到反应釜，95℃抽真空5分钟，继续搅拌1小时后，分3次加入10质量份的气相白炭黑(200目)和5质量份的偶联处理的玻璃鳞片(200目)的混合物，搅拌均匀后加入45质量份的二甲苯和石油醚混合溶剂(体积比为5:1)和0.5质量份的KH-550，搅拌均匀冷却至室温后倒出，即得甲组分。
2)乙组分的制备：室温下将1.5质量份的甲基三甲氧基硅烷、0.4质量份的二醋酸二丁基锡、2.5质量份的钛酸正丁酯、1.0质量份的硼酸正丁酯和10质量份的二甲苯和石油醚混合物(体积比为5:1)加入到搅拌器中，搅拌均匀即得乙组分。
3)将甲组分与乙组分按12:1的质量比配制，在室温下搅拌均匀，即得胶粘剂，采用刷涂方式进行涂装。
实施例5
1)甲组分的制备：将100质量份的107胶和50质量份的二甲基硅油加入到反应釜，95℃抽真空5分钟，继续搅拌1小时后，分3次加入10质量份的气相白炭黑(200目)和7质量份的偶联处理的玻璃鳞片(200目)的混合物，搅拌均匀后加入40质量份的二甲苯和石油醚混合溶剂(体积比为5:1)和0.5质量份的KH-550，搅拌均匀冷却至室温后倒出，即得甲组分。
2)乙组分的制备：室温下将1.5质量份的甲基三甲氧基硅烷、0.6质量份的二醋酸二丁基锡、1.5质量份的钛酸正丁酯、1.5质量份的硼酸正丁酯和10质量份的二甲苯和石油醚混合物(体积比为5:1)加入到搅拌器中，搅拌均匀即得乙组分。
3)将甲组分与乙组分按12:1的质量比配制，在室温下搅拌均匀，即得胶粘剂，采用刷涂方式进行涂装。
实施例6
1)甲组分的制备：将100质量份的107胶和30质量份的二甲基硅油加入到反应釜，95℃抽真空5分钟，继续搅拌1小时后，分3次加入8质量份的气相白炭黑(200目)和1质量份的偶联处理的玻璃鳞片(200目)的混合物，搅拌均匀后加入60质量份的二甲苯和石油醚混合溶剂(体积比为5:1)和0.5质量份的KH-550，搅拌均匀冷却至室温后倒出，即得甲组分。
2)乙组分的制备：室温下将2质量份的苯基三甲氧基硅烷、0.4质量份的二月桂酸二丁基锡、2.0质量份的钛酸正丁酯、2.0质量份的硼酸正丁酯和10质量份的二甲苯和石油醚混合物(体积比为5:1)加入到搅拌器中，搅拌均匀即得乙组分。
3)将甲组分与乙组分按12:1的质量比配制，在室温下搅拌均匀，即得胶粘剂，可以采用刷涂方式进行涂装。
实施例7
1)甲组分的制备：将100质量份的107胶和30质量份的二甲基硅油加入到反应釜，95℃抽真空5分钟，继续搅拌1小时后，分3次加入8质量份的气相白炭黑(200目)和1质量份的偶联处理的玻璃鳞片(200目)的混合物，搅拌均匀后加入60质量份的二甲苯和石油醚混合溶剂(体积比为5:1)和0.5质量份的KH-550，搅拌均匀冷却至室温后倒出，即得甲组分。
2)乙组分的制备：室温下将2质量份的乙烯基甲基三甲氧基硅烷、0.6质量份的二月桂酸二丁基锡、2.0质量份的钛酸正丁酯、2.0质量份的硼酸正丁酯和10质量份的二甲苯和石油醚混合物(体积比为5:1)加入到搅拌器中，搅拌均匀即得乙组分。
3)将甲组分与乙组分按12:1的质量比配制，在室温下搅拌均匀，即得胶粘剂，可以采用刷涂方式进行涂装。
实施例8
1)甲组分的制备：将100质量份的107胶和30质量份的二甲基硅油加入到反应釜，95℃抽真空5分钟，继续搅拌1小时后，分3次加入8质量份的气相白炭黑(200目)和1质量份的偶联处理的玻璃鳞片(200目)的混合物，搅拌均匀后加入60质量份的二甲苯和石油醚混合溶剂(体积比为5:1)和0.5质量份的KH-550，搅拌均匀冷却至室温后倒出，即得甲组分。
2)乙组分的制备：室温下将2质量份的甲基三甲氧基硅烷、0.6质量份的二月桂酸二丁基锡、2.5质量份的钛酸正丁酯、1.5质量份的硼酸正丁酯和10质量份的二甲苯和石油醚混合物(体积比为5:1)加入到搅拌器中，搅拌均匀即得乙组分。
3)将甲组分与乙组分按12:1的质量比配制，在室温下搅拌均匀，即得胶粘剂，可以采用刷涂方式进行涂装。
为了研究本发明提供的胶粘剂的性能，对上述实施例1～8获得的胶粘剂进行了多方面的性能测试，测试结果如表1所示。
表1：实施例1～8获得的胶粘剂的性能测试结果
说明：(1)上述粘结剪切强度、拉伸强度、拉断伸长率检测，以GB/T7124-2008为检测标准，检测胶粘剂与钢板之间的粘结剪切强度；
(2)上述耐热性检测，以GB/T528-2009为检测标准，将胶粘剂膜在180℃加热24h后检测的拉伸强度和拉断伸长率；
(3)上述耐酸性检测，以GB/T528-2009为检测标准，将胶粘剂膜在80℃浓度为5％的H2SO4中浸泡10天后检测的拉伸强度和断裂伸长率；
(4)上述附着力检测，以GB/T5210-2006为检测标准，检测胶粘剂和钢基体之间、胶粘剂和混凝土基体之间的附着力。
上述检测数据表明，本发明提供的胶粘剂具有很好的耐强酸腐蚀性能，耐高温老化性能，耐高低温交变性能；并具有很好的粘结性能。这是由于端羟基聚二甲基硅氧烷107胶作为涂料的成膜基料，使防腐层具有优异的耐强酸腐蚀性、耐高温老化性能和耐高低温交变性能；采用气相白炭黑和玻璃鳞片填料提高了胶粘剂的附着力，具有很好的粘接性能表现出优异的耐冲击性；采用活性硅氧烷作固化剂，使防腐胶粘剂能在烟囱施工条件下的涂层实现常温固化。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂，其特征在于由甲组分和乙组分按照质量比12:1混合而成；
所述甲组分的成分及其配比为：端羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、填料、溶剂a和偶联剂质量比为100:(30～50):(9～17):(40～60):0.5；
所述乙组分的成分及其配比为：固化剂、催化剂、助剂和溶剂b的质量比为(1.0～2.0):(0.3～0.6):(3～5):10。
2.根据权利要求1所述的用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂，其特征在于所述填料为气相白炭黑、偶联处理的玻璃鳞片、炭黑中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂，其特征在于所述溶剂a为二甲苯、石油醚、甲苯中的至少一种；所述溶剂b为二甲苯、石油醚、甲苯中的至少一种；所述溶剂a、溶剂b可相同或者不同；所述溶剂a与溶剂b互溶。
4.根据权利要求1所述的用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂，其特征在于所述偶联剂为KH-550、KH560、A171中的一种。
5.根据权利要求1至4任一所述的用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂，其特征在于所述固化剂为甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种。
6.根据权利要求1至4任一所述的用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂，其特征在于所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或者二醋酸二丁基锡。
7.根据权利要求1至4任一所述的用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂，其特征在于所述助剂为钛酸正丁酯和硼酸正丁酯。
8.一种权利要求1-7任一所述的用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂的制备方法，其特征在于步骤如下：
1)甲组分的制备：将端羟基聚二甲基硅氧烷和二甲基硅油按比例加入到反应容器内，于80～100℃、真空度在-0.09MPa～-0.05MPa条件下搅拌至混合均匀，然后在搅拌状态下将填料分为若干次加入；填料添加完毕，待搅拌均匀后加入溶剂a和偶联剂，继续搅拌均匀即得甲组分；
2)乙组分的制备：室温下将固化剂、催化剂、助剂和溶剂b按比例加入到反应容器中搅拌均匀即得乙组分；
3)将甲组分和乙组分按比例配制后，在室温下搅拌均匀即得用于火电厂脱硫烟囱内衬防腐双组分胶粘剂。
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