CN104553108A - 一种防腐隔热耐磨复合涂层和管道 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防腐隔热耐磨复合涂层和一种管道。所述防腐隔热耐磨复合涂层包括依次层叠的防腐层、隔热层和耐磨层，所述隔热层由隔热材料形成，所述隔热材料含有中空纤维和多孔材料。所述防腐隔热耐磨复合涂层和管道能够很好地兼具保温性能、防腐性能和耐磨性能。

Description

一种防腐隔热耐磨复合涂层和管道

技术领域

本发明涉及一种防腐隔热耐磨复合涂层和一种管道。

背景技术

“十二五”节能减排政策要求单位国内生产总值能源消耗减少16%，相当于需要减少约6.7亿吨标准煤的使用。为实现节能减排，减少能源消耗，对目前石油和地热管道进行隔热防腐处理显得尤其重要。然而，据报道，国内在石油开采领域中对采油管道内壁隔热防腐的处理寥寥无几。在原油开采过程中，为了防止原油在管道内壁形成结蜡堵塞管道，需要利用电加热燃烧加热原油保持原油温度在其析蜡温度之上。在地热能的应用领域也同样急需对管道进行隔热防腐处理。地热水从地下两千多米抽出至地表，流入换热器，在软水期间不断通过铁管向周围环境散热。北方供暖季节，环境温度较低，管道散热损失巨大。除了对管道进行绝热之外，还应兼顾防腐耐磨等性能。例如，在原油采油管道和地热管道内，采出物或运输物通常为多种物质的混合物，具有很高的腐蚀性和磨损性。在长期使用中，如果不采取防腐耐磨处理，则易被损坏，给企业和社会造成极大的经济损失。

目前原油开采管道及地热管道绝热防腐处理情况不一，多数采油、地热管道内壁未处理，少数管道内壁处理的方法为内涂或内衬防腐涂层，但不具备隔热功能。在其他用途的管道上，例如原油运输管道，其外壁隔热防腐处理较为广泛，而内壁隔热防腐处理仍较少。这些处理方法所使用保温材料主要集中于聚酰胺泡沫、岩棉纤维、中空玻璃微球等几大类，这些保温材料中具有许多空隙结构，可以降低导热系数和热辐射传导。防腐材料则一般为环氧树脂层或聚烯烃层。

CN101469802A公开了一种防腐复合管道，在钢管的内侧粘贴一层厚度为1-8mm的玻璃钢内衬。所述防腐复合管道具有防腐、防垢、隔热等优点，但是由于玻璃钢内衬与钢管的热膨胀系数差异较大，附着力不佳，易导致内衬开裂、脱落。CN102052543A公开了一种复合聚乙烯粉末热喷涂石油天然气管道防腐涂层，其中，该防腐涂层是在石油天然气管道的内壁或者外壁依次热喷涂低温固化环氧粉末、热熔共聚物胶、改性PE/PP粉末三种涂料，在石油天然气管道的内壁或者外壁上形成共混界面的防腐涂层。该防腐涂层具有防腐性好、附着力高、涂覆效率高等优点，但是其绝热效果却不佳，且在采油井下100℃以上的环境下容易软化。CN102705595A公开了一种保温防腐承高压特种钢管，该管材包括钢管、钢管的内壁表面设有内涂塑层、钢管的外壁表面设有外涂塑层，所述内涂塑层和外涂塑层为聚乙烯涂层或者环氧树脂涂层，在内涂塑层的内部表面设有内保温涂层，所述内保温涂层的主要成分为纳米陶瓷空心微珠、硅酸铝纤维、二氧化硅纳米气凝胶、丙烯酸乳液、增强玻璃纤维、氢氧化钙、纳米金属氧化物隔热因子、硅酸钠、苯丙乳液、磷酸铝、钛白粉渗透剂、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、聚羧酸钠盐、十二烷基苯磺酸钠、丙二醇丁醚、矿棉、岩棉、轻质骨料、高岭土、高铝硅酸铝棉、聚丙烯酰胺。此外，内涂塑层和外涂塑层为聚乙烯涂层或环氧树脂涂层。该管材的施工过程比较繁复、成本较高且涂层机械强度也较低。

因此，亟需开发一种包括同时兼具防腐性能、隔热性能和耐磨性能的复合涂层。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的复合管道不能同时兼具防腐性能、隔热性能和耐磨性能的缺陷，而提供一种能够兼具防腐性能、隔热性能和耐磨性能的防腐隔热耐磨复合涂层以及包括所述防腐隔热耐磨复合涂层的管道。

本发明提供了一种防腐隔热耐磨复合涂层，其中，所述防腐隔热耐磨复合涂层包括依次层叠的防腐层、隔热层和耐磨层，所述隔热层由隔热材料形成，所述隔热材料含有中空纤维和多孔材料。

此外，本发明还提供了一种管道，其中，所述管道包括金属芯材以及设置在所述金属芯材内壁上的上述防腐隔热耐磨复合涂层，且所述防腐隔热耐磨复合涂层中的防腐层与金属芯材接触。

在所述防腐隔热耐磨复合涂层中，一方面，中空纤维和多孔材料均具有较低的导热系数，因此，将这两种物质复配使用形成的隔热层具有非常优异的保温性能。另一方面，所述防腐隔热耐磨复合涂层巧妙地利用了防腐层、隔热层和耐磨层这种三明治结构，这种特殊的结构进一步提高了涂层的保温性能。此外，所述防腐层和耐磨层的存在将使得所述防腐隔热耐磨复合涂层在具有优异保温性能的基础上，还具有较好的防腐性能和耐磨性能。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供的防腐隔热耐磨复合涂层包括依次层叠的防腐层、隔热层和耐磨层，所述隔热层由隔热材料形成，所述隔热材料含有中空纤维和多孔材料。

本发明对所述隔热材料中的中空纤维和多孔纤维的含量没有特别地限定，例如，以所述隔热材料的总重量为基准，所述中空纤维的含量可以为20-90重量%，所述多孔材料的含量可以为10-80重量%。此外，为了使得两者协同配合起到更好的保温作用，优选地，以所述隔热材料的总重量为基准，所述中空纤维的含量为40-75重量%，所述多孔材料的含量为25-60重量%。

所述中空纤维的种类可以为本领域的常规选择，可以为现有的各种轴向具有细管状空腔的化纤，例如，可以为中空玻璃纤维、中空陶瓷纤维和中空聚合物纤维中一种或多种。其中，所述中空聚合物纤维中的聚合物可以为聚乙烯、聚丙烯、聚酯（如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等）、聚乳酸、聚芳酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚对苯撑苯并双恶唑、聚醚醚酮和苯酚-甲醛树脂中的一种或多种。

此外，如上所述，所述中空纤维是指纤维轴向具有细管状空腔的化纤。为了使得所述防腐隔热耐磨涂层在具有较高的防腐性能、隔热性能和耐磨性能的前提下，还具有较高的力学强度，所述中空纤维优选为3-30分特，更优选为5-15分特；中空率优选不低于20%，更优选为20-50%。所述中空纤维可以以中空纤维短丝的形式使用，也可以以中空纤维织物（如纺织布、无纺布等）的形式使用。其中，当以中空纤维短丝的形式使用时，所述中空纤维的长度可以为32-64mm。此外，所述中空纤维内部可以是真空的，也可以填充有空气和/或惰性气体，如氮气、氩气等中的一种或多种。在本发明中，所述真空并不是指绝对的真空，而是指绝对压力在20Pa以下。

本发明对所述多孔材料的孔径和孔隙率没有特别地限定，例如，所述多孔材料的平均孔直径可以为5-200nm，孔隙率可以为80-99%。此外，为了更有利于所述防腐隔热耐磨复合涂层保温性能的进一步提高，所述多孔材料的平均孔直径优选为30-100nm，孔隙率优选为90-97%。在本发明中，所述平均孔直径可以通过扫描电子显微镜测得，孔隙率可以通过压汞法测得。

根据本发明，所述多孔材料可以为现有的各种具有多孔结构且能够提高保温性能的材料，特别优选为硅藻土和/或气凝胶，采用这两种多孔材料更有利于所述防腐隔热耐磨复合涂层保温性能的提高。其中，所述气凝胶的种类为本领域技术人员公知，例如，可以为丙烯酸类基体的气凝胶和/或环氧树脂基体的气凝胶，也可以为丙烯酸类和二氧化硅混合基体的气凝胶和/或环氧树脂和二氧化硅混合基体的气凝胶，还可以为二氧化硅气凝胶。特别优选地，所述气凝胶为二氧化硅气凝胶，这样能够使得到的防腐隔热耐磨复合涂层具有更好的保温性能。此外，所述气凝胶可以通过商购得到，也可以按照本领域技术人员公知的公知方法制备得到，对此本领域技术人员均能知悉，在此不作赘述。

根据本发明，所述隔热材料还优选含有粘结剂和/或填料。当所述隔热材料进一步含有粘结剂时，能够提高所述隔热层与防腐层和耐磨层之间的粘结性能，从而提高所述防腐隔热耐磨复合涂层的强度；当所述隔热材料进一步含有填料时，能够使得到的隔热层具有更高的强度并降低生产成本。

本发明对所述隔热材料中的粘结剂和填料的含量没有特别地限定，例如，以100重量份的所述中空纤维为基准，所述粘结剂的含量可以为10-40重量份，优选为10-35重量份；所述填料的含量可以为10-20重量份，优选为15-20重量份。

根据本发明，所述粘结剂和填料的种类均可以为本领域的常规选择。例如，所述粘结剂可以选自聚酯（如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等）、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯基醚、环氧树脂和酚醛树脂中的一种或多种，优选为聚酯、环氧树脂和酚醛树脂中的一种或多种。所述填料可以选自钛白粉、硅酸铝、膨润土、滑石粉、二氧化硅、云母粉、碳酸钙、聚四氟乙烯粉和增强纤维中的一种或多种。其中，所述增强纤维例如可以为腈纶纤维、碳纤维和玻璃纤维中的一种或多种。此外，为了使得更有利于所述填料的分散，所述填料的平均粒径优选为3-1500nm，优选为5-100nm。

根据本发明，所述环氧树脂例如可以选自双酚A型环氧树脂、缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、脂肪族类环氧树脂、聚硫橡胶改性环氧树脂、聚酰胺树脂改性环氧树脂、聚乙烯醇叔丁醛改性环氧树脂、丁腈橡胶改性环氧树脂、酚醛树脂改性环氧树脂、聚酯树脂改性环氧树脂、脲醛三聚腈胺树脂改性环氧树脂、糠醛树脂改性环氧树脂、乙烯树脂改性环氧树脂、异氰酸酯改性环氧树脂和硅树脂改性环氧树脂中的一种或多种。

根据本发明，所述酚醛树脂可以为改性酚醛树脂，也可以为非改性酚醛树脂。其中，所述改性酚醛树脂例如可以选自二甲苯改性酚醛树脂、环氧树脂改性酚醛树脂和有机硅改性酚醛树脂中的一种或多种。

此外，上述聚酯、环氧树脂和酚醛树脂可以通过商购获得，也可以按照本领域技术人员公知的方法进行制备得到，对此本领域技术人员均能知悉，在此不作赘述。

本发明对形成所述防腐层的防腐材料的种类没有特别地限定，可以采用现有的各种具有防腐性能的材料形成，例如，所述防腐材料可以含有60重量%以上的防腐树脂基体。所述防腐树脂基体的种类可以为本领域的常规选择，优选选自环氧树脂、聚氨酯树脂和酚醛树脂中的一种或多种。

所述防腐材料中的所述环氧树脂和酚醛树脂可以与所述隔热材料中的环氧树脂和酚醛树脂的种类相同，并可以根据上文进行选择，在此不作赘述。

此外，根据实际使用的需要，所述防腐材料还可以选择性地含有溶剂以及表面活性剂、分散剂、固化剂、消泡剂、增稠剂、调节剂、偶联剂等助剂。所述溶剂和助剂的种类和用量均可以为本领域的常规选择，在此不作赘述。

本发明对形成所述耐磨层的耐磨材料的种类也没有特别地限定，例如，所述耐磨材料可以含有50重量%以上的耐磨树脂基体。所述耐磨树脂基体的种类可以为本领域的常规选择，优选选自环氧树脂、聚氨酯树脂、三元乙丙橡胶、有机硅树脂、有机氟树脂和丁基橡胶中的一种或多种。

根据本发明，为了使得所述防腐隔热耐磨复合涂层具有更好的耐磨性能，所述耐磨材料还优选含有耐磨填料。以所述耐磨材料的总重量为基准，所述耐磨填料的含量通常可以为5-20重量%，优选为10-15重量%。所述耐磨填料例如可以选自二硫化钼、聚四氟乙烯粉、芳纶纤维、石墨粉和硼酸铝晶须中的一种或多种。为了使得所述耐磨填料更好地分散在上述耐磨树脂基体中，所述耐磨填料的平均粒径优选为5-5.5μm。

此外，根据实际使用的需要，所述耐磨材料还可以选择性地含有溶剂以及表面活性剂、分散剂、固化剂、消泡剂、增稠剂、调节剂、偶联剂等助剂。所述溶剂和助剂的种类和用量均可以为本领域的常规选择，在此不作赘述。

本发明对所述防腐层、隔热层和耐磨层的厚度没有特别地限定，例如，所述防腐层的厚度、隔热层的厚度与耐磨层的厚度的比值可以为1-5:2-10:1，优选为1-2:2-5:1。具体地，针对用于石油化工行业的金属管道上的防腐隔热耐磨复合涂层而言，所述防腐层的厚度通常可以为0.4-1毫米，所述保温层的厚度通常可以为0.6-2毫米，所述耐磨层的厚度通常可以为0.2-0.5毫米。

根据本发明，在形成所述防腐隔热耐磨复合涂层时，可以在载体上依次涂覆防腐材料、隔热材料和耐磨材料并最后整体固化，再去除所述载体；也可以先在载体上涂覆防腐材料层并固化以得到防腐层，并在所述防腐层上涂覆隔热材料并固化以得到隔热层，然后在所述隔热层上涂覆耐磨材料并固化以得到耐磨层，最后再去除所述载体；还可以先在载体上依次涂覆防腐材料和隔热材料，之后整体固化以得到的防腐层和隔热层，然后在所述隔热层上涂覆耐磨材料并固化以得到耐磨层，最后再去除所述载体。

其中，所述涂覆的方式为本领域技术人员公知，例如，可以为刷涂、淋涂、喷涂等。此外，所述载体可以为现有的各种能够作为承载涂层的物体，例如，可以为树脂板、金属板等。

根据本发明，上述将防腐材料、隔热材料和耐磨材料固化的条件相同或不同，并通常包括：固化温度可以为60-200℃，优选为90-180℃；固化时间可以为3-240分钟，优选为5-60分钟。

此外，本发明提供的管道包括金属芯材以及设置在所述金属芯材内壁上的上述防腐隔热耐磨复合涂层，且所述防腐隔热耐磨复合涂层中的防腐层与金属芯材接触。

在实际应用过程中，可以先制备防腐隔热耐磨复合涂层，然后将所述防腐隔热耐磨复合涂层整体通过粘结、螺栓连接等方式固定在金属芯材的内壁上；也可以在所述金属芯材的内壁上依次形成所述防腐层、隔热层和耐磨层。

具体地，在形成包括所述防腐隔热耐磨复合涂层的管道时，可以在金属芯材的内壁上依次涂覆防腐材料、隔热材料和耐磨材料并最后整体固化；也可以先在金属芯材内壁上涂覆防腐材料层并固化以得到防腐层，并在所述防腐层上涂覆隔热材料并固化以得到隔热层，然后在所述隔热层上涂覆耐磨材料并固化以得到耐磨层；还可以先在金属芯材内壁上依次涂覆防腐材料和隔热材料，之后整体固化以得到的防腐层和隔热层，然后在所述隔热层上涂覆耐磨材料并固化以得到耐磨层。

所述涂覆的方式以及固化的条件均可以与前文描述的形成所述防腐隔热耐磨复合涂层的方式以及固化的条件相同，在此不作赘述。

根据本发明，所述金属芯材的材质可以为本领域的常规选择，例如，通常可以为钢或铁。

此外，为了使得防腐隔热耐磨复合涂层与金属芯材复合时具有较好的附着力，优选地，在将所述防腐隔热耐磨复合涂层形成在所述金属芯材的内壁上之前，先将所述金属芯材的内壁预先进行除油、除锈等表面预处理以获得清洁表面。所述预处理的方法例如可以为将所述金属芯材在80-200℃下保持5-60分钟。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

以下实施例和对比例中，多孔材料的平均孔直径采用商购自Hitachi公司的型号为ES-4700的扫描电子显微镜进行测定，孔隙率采用压汞法测定。

以下实施例和对比例中，树脂和固化剂的厂家和牌号如下：

液态环氧树脂：购自Monmentive公司，牌号为EPIKOTE Resin816；

液态固化剂：购自Monmentive公司，牌号为EPIKURE Curing Agent3140；

聚氨酯树脂：山东圣泉化工股份有限公司，EXP0329；

TDI三聚体：顺德市勒流镇博高涂料厂，BG350TB；

酚醛树脂：无锡市明洋粘结材料有限公司，2133；

三元乙丙橡胶：购自陶氏公司，牌号为4640。

实施例1

该实施例用于说明本发明提供的防腐隔热耐磨复合涂层和管道及其制备方法。

将304不锈钢管预热至80℃并保持5min以除锈、除杂。并将20重量份的液态环氧树脂和液态固化剂的混合物（按重量比为50：30进行混合，下同）在1500rpm充分混合搅拌20分钟，再将得到的混合物喷涂在经过除锈和除杂处理后的304不锈钢管的内壁上，形成底漆。然后将40重量份的中空涤纶纤维短丝（6.67分特，中空率为33%，长度为64mm）、15重量份的硅藻土（平均孔直径为100nm，孔隙率为93%）以及7重量份的上述液态环氧树脂和液体固化剂的混合物混合均匀，并将得到的混合物喷涂在底漆表面，然后升温至90℃固化处理5分钟，以在304不锈钢管内壁上形成防腐层和隔热层。然后再将20重量份的上述液态环氧树脂和液态固化剂的混合物与5重量份的石墨粉（平均粒径为5微米）在2000rpm转速下搅拌10分钟以充分混合，再将得到的混合物喷涂在隔热层上作为面漆，最后升温至100℃对面漆进行固化处理5分钟形成耐磨层，得到包括304不锈钢管以及设置在所述304不锈钢管内壁上的防腐隔热耐磨复合涂层的管道T1。所述防腐隔热耐磨复合涂层包括依次层叠的防腐层、隔热层和耐磨层，其中，所述防腐层的厚度为0.4毫米，所述隔热层的厚度为0.8毫米，所述耐磨层的厚度为0.3毫米。

实施例2

该实施例用于说明本发明提供的防腐隔热耐磨复合涂层和管道及其制备方法。

将304不锈钢管预热至100℃并保持10min以除锈、除杂。并将30重量份的聚氨酯树脂、5重量份的非离子表面活性剂山梨醇酐油酸酯Span80、10重量份TDI三聚体固化剂在2000rpm充分混合搅拌20分钟，再将得到的混合物喷涂在经过除锈和除杂处理后的304不锈钢管的内壁上，形成底漆。然后将43重量份的中空玻璃纤维短丝（8.33分特，中空率为21%，长度为64mm）、17重量份的二氧化硅气凝胶（平均孔直径为30nm，孔隙率为97%）、8重量份的上述液态环氧树脂和液态固化剂的混合物以及2重量份的二氧化硅（平均颗粒直径为90nm）混合均匀，并将得到的混合物喷涂在底漆表面，然后升温至110℃固化处理20分钟，以在304不锈钢管内壁上形成防腐层和隔热层。然后再将30重量份的上述聚氨酯与5重量份的石墨粉（平均粒径为5微米）在3000rpm转速下搅拌10分钟以充分混合，再将得到的混合物喷涂在隔热层上作为面漆，最后升温至110℃对面漆进行固化处理30分钟形成耐磨层，得到包括304不锈钢管以及设置在所述304不锈钢管内壁上的防腐隔热耐磨复合涂层的管道T2。所述防腐隔热耐磨复合涂层包括依次层叠的防腐层、隔热层和耐磨层，其中，所述防腐层的厚度为0.5毫米，所述隔热层的厚度为1.1毫米，所述耐磨层的厚度为0.4微米。

实施例3

该实施例用于说明本发明提供的防腐隔热耐磨复合涂层和管道及其制备方法。

将304不锈钢管预热至200℃并保持60min以除锈、除杂。并将40重量份的酚醛树脂、5重量份的十八胺表面活性剂、5重量份六次甲基四胺固化剂在2000rpm充分混合搅拌20分钟，再将得到的混合物喷涂在经过除锈和除杂处理后的304不锈钢管的内壁上，形成底漆。然后将45重量份的中空陶瓷纤维短丝（14.44分特，中空率为43%，长度为64mm）、20重量份的二氧化硅气凝胶（平均孔直径为60nm，孔隙率为90%）以及14重量份的上述酚醛树脂混合均匀，并将得到的混合物喷涂在底漆表面，然后升温至180℃固化处理60分钟，以在304不锈钢管内壁上形成防腐层和隔热层。然后再将40重量份的三元乙丙橡胶与7重量份的石墨粉（平均粒径为5微米）在3000rpm转速下搅拌10分钟以充分混合，再将得到的混合物喷涂在隔热层上作为面漆，最后升温至180℃对面漆进行固化处理60分钟形成耐磨层，得到包括304不锈钢管以及设置在所述304不锈钢管内壁上的防腐隔热耐磨复合涂层的管道T3。所述防腐隔热耐磨复合涂层包括依次层叠的防腐层、隔热层和耐磨层，其中，所述防腐层的厚度为0.8毫米，所述隔热层的厚度为2毫米，所述耐磨层的厚度为0.4毫米。

实施例4

该实施例用于说明本发明提供的防腐隔热耐磨复合涂层和管道及其制备方法。

按照实施例1的方法制备防腐隔热耐磨复合涂层和管道，不同的是，在形成隔热层的隔热材料中的7重量份的液态环氧树脂和液体固化剂的混合物用相同重量份的中空涤纶纤维短丝替代，得到包括304不锈钢管以及设置在所述304不锈钢管内壁上的防腐隔热耐磨复合涂层的管道T4。所述防腐隔热耐磨复合涂层包括依次层叠的防腐层、隔热层和耐磨层，其中，所述防腐层的厚度为0.4毫米，所述隔热层的厚度为0.8毫米，所述耐磨层的厚度为0.3毫米。

实施例5

该实施例用于说明本发明提供的防腐隔热耐磨复合涂层和管道及其制备方法。

按照实施例4的方法制备防腐隔热耐磨复合涂层和管道，不同的是，所述硅藻土的用量为50重量份，得到包括304不锈钢管以及设置在所述304不锈钢管内壁上的防腐隔热耐磨复合涂层的管道T5。所述防腐隔热耐磨复合涂层包括依次层叠的防腐层、隔热层和耐磨层，其中，所述防腐层的厚度为0.4毫米，所述隔热层的厚度为0.8毫米，所述耐磨层的厚度为0.3毫米。

对比例1

该对比例用于说明参比的防腐隔热耐磨复合涂层和管道及其制备方法。

按照实施例4的方法制备防腐隔热耐磨复合涂层和管道，不同的是，所述中空涤纶纤维短丝用相同重量份的硅藻土替代，得到包括304不锈钢管以及设置在所述304不锈钢管内壁上的防腐隔热耐磨复合涂层的参比管道DT1。所述防腐隔热耐磨复合涂层包括依次层叠的防腐层、隔热层和耐磨层，其中，所述防腐层的厚度为0.4毫米，所述隔热层的厚度为0.8微米，所述耐磨层的厚度为0.3微米。

对比例2

该对比例用于说明参比的防腐隔热耐磨复合涂层和管道及其制备方法。

按照实施例4的方法制备防腐隔热耐磨复合涂层和管道，不同的是，所述硅藻土用相同重量份的中空涤纶纤维替代，得到包括304不锈钢管以及设置在所述304不锈钢管内壁上的防腐隔热耐磨复合涂层的参比管道DT2。所述防腐隔热耐磨复合涂层包括依次层叠的防腐层、隔热层和耐磨层，其中，所述防腐层的厚度为0.4毫米，所述隔热层的厚度为0.8毫米，所述耐磨层的厚度为0.3毫米。

测试例1-5

测试例1-5用于说明本发明提供的管道性能的测试。

在以下性能的测试过程中，将包括防腐隔热耐磨复合涂层的管道T1-T5制成平面结构进行测试，而管道（在测试例1-5中为304不锈钢板）、防腐层、隔热层和耐磨层的材质、厚度以及形成方法均与相应的实施例相同。

（1）保温性能：

按照GB/T22588-2008中的闪光法（使用热流法导热仪）分别对包括防腐隔热耐磨复合涂层的管道T1-T5的导热系数进行测试。所得结果如表1所示。其中，表1中导热系数越低表明保温性能越好。

（2）防腐性能：

按照GB/T9274中规定的方法分别对包括防腐隔热耐磨复合涂层的管道T1-T5的防腐性能进行测试。所得结果如表1所示。浸泡法，将所述管道T1-T5分别浸泡在室温30℃下的酸、碱溶液中，各浸泡24小时，容器加盖，结束后迅速用水清理所述管道T1-T5，并立刻观察材料表面发生的现象。酸溶液和碱溶液分别为浓度是10重量%的硫酸水溶液和10重量%的氢氧化钠水溶液。所得结果如表1所示。

（3）耐磨性能：

按照GB/T1768中规定的方法分别对包括防腐隔热耐磨复合涂层的管道T1-T5的防腐性能进行测试。具体地，使用CS-10磨耗轮对管道T1-T5的耐磨层进行摩擦，其中，臂杆总荷载量是1kg，磨耗轮的转速为1分钟100次，磨耗轮总共转1000次，称量管道磨耗前后的重量差，所得结果如表1所示。其中，表1中耐磨值越低表明耐磨性能越好。

对比测试例1-2

对比测试例1-2用于说明参比的管道性能的测试。

按照测试例1-5的方法分别对由对比例1-2制备得到的参比管道DT1-DT2的性能进行测试，所得结果如表1所示。

表1

从表1的结果可以看出，本发明提供的防腐隔热耐磨复合涂层和管道能够很好地兼具保温性能、防腐性能和耐磨性能。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (12)

1.一种防腐隔热耐磨复合涂层，其特征在于，所述防腐隔热耐磨复合涂层包括依次层叠的防腐层、隔热层和耐磨层，所述隔热层由隔热材料形成，所述隔热材料含有中空纤维和多孔材料。

2.根据权利要求1所述的防腐隔热耐磨复合涂层，其中，以所述隔热材料的总重量为基准，所述中空纤维的含量为20-90重量%，所述多孔材料的含量为10-80重量%；优选地，以所述隔热材料的总重量为基准，所述中空纤维的含量为40-75重量%，所述多孔材料的含量为25-60重量%。

3.根据权利要求1或2所述的防腐隔热耐磨复合涂层，其中，所述中空纤维为中空玻璃纤维、中空陶瓷纤维和中空聚合物纤维中一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的防腐隔热耐磨复合涂层，其中，所述多孔材料的平均孔直径为5-200nm，优选为30-100nm；孔隙率为80-99%，优选为90-97%。

5.根据权利要求4所述的防腐隔热耐磨复合涂层，其中，所述多孔材料为硅藻土和/或气凝胶。

6.根据权利要求1或2所述的防腐隔热耐磨复合涂层，其中，所述隔热材料还含有粘结剂和/或填料；优选地，以100重量份的所述中空纤维为基准，所述粘结剂的含量为10-40重量份，所述填料的含量为10-20重量份。

7.根据权利要求6所述的防腐隔热耐磨复合涂层，其中，所述粘结剂选自聚酯、环氧树脂和酚醛树脂中的一种或多种；所述填料选自钛白粉、硅酸铝、膨润土、滑石粉、二氧化硅、云母粉、碳酸钙、聚四氟乙烯粉和增强纤维中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的防腐隔热耐磨复合涂层，其中，所述防腐层由防腐材料形成；优选地，所述防腐材料含有60重量%以上的防腐树脂基体，所述防腐树脂基体选自环氧树脂、聚氨酯树脂和酚醛树脂中的一种或多种。

9.根据权利要求1或8所述的防腐隔热耐磨复合涂层，其中，所述耐磨层由耐磨材料形成；优选地，所述耐磨材料含有50重量%以上的耐磨树脂基体，所述耐磨树脂基体选自环氧树脂、聚氨酯树脂、三元乙丙橡胶、有机硅树脂、有机氟树脂和丁基橡胶中的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的防腐隔热耐磨复合涂层，其中，所述耐磨材料还含有耐磨填料；优选地，以所述耐磨材料的总重量为基准，所述耐磨填料的含量为5-20重量%；优选地，所述耐磨填料选自二硫化钼、聚四氟乙烯粉、芳纶纤维、石墨粉和硼酸铝晶须中的一种或多种；优选地，所述耐磨填料的平均粒径为5-5.5μm。

11.根据权利要求1或2所述的防腐隔热耐磨复合涂层，其中，所述防腐层的厚度、隔热层的厚度与耐磨层的厚度的比值为1-5:2-10:1，优选为1-2:2-5:1。

12.一种管道，其特征在于，所述管道包括金属芯材以及设置在所述金属芯材内壁上的防腐隔热耐磨复合涂层，所述防腐隔热耐磨复合涂层为权利要求1-11中任意一项所述的防腐隔热耐磨复合涂层，且所述防腐隔热耐磨复合涂层中的防腐层与金属芯材接触。