CN104960804A

CN104960804A - 一种苯乙烯储罐热控涂层

Info

Publication number: CN104960804A
Application number: CN201510295441.3A
Authority: CN
Inventors: 李少香
Original assignee: Qingdao University of Science and Technology
Current assignee: Qingdao University of Science and Technology
Priority date: 2015-06-02
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2035-06-02
Also published as: CN104960804B

Abstract

本发明公开了一种苯乙烯储罐热控涂层，所述的涂层由防腐底层(1)、聚氨酯硬泡保温层(2)、界面过渡层(3)、弹性封闭平整层(4)、网格加强层(5)、柔性互穿封闭层(6)和热反射与装饰面层(7)组成；防腐底层(1)涂在罐体(8)上；然后往外依次是聚氨酯硬泡保温层(2)、界面过渡层(3)、弹性封闭平整层(4)、网格加强层(5)、柔性互穿封闭层(6)和热反射与装饰面层(7)。本发明的苯乙烯储罐热控涂层是一种集长效防腐、高热阻隔、热反射、装饰于一体的有机无机杂化结构保冷涂层材料，具有良好的防腐、隔热、保冷性能，对液体化工原料及其油汽的储运节能与防腐技术的发展具有促进作用，同时产生较好的经济社会效益。

Description

一种苯乙烯储罐热控涂层

技术领域

本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种苯乙烯储罐热控涂层。

背景技术

苯乙烯是一种用途广泛的单体，它可以自身聚合或与其它单体聚合形成材料，用于制造大量家用和工业用产品。苯乙烯化学性质活泼，易聚合，在环境温度下就可以发生缓慢的热激发的聚合反应，反应放热为74.76J/mol。因此，在苯乙烯贮存时，业内人士研究加入各种阻聚剂，但因贮罐中部分单体会发生汽化，气体存在于贮罐的上部空间，并会在罐的顶部凝结。由于这些凝结物中几乎不含阻聚剂，很快发生聚合，给生产带来了很大的危害性：污染贮罐顶部装置、排放口、喷嘴和罐中的监测仪器；部分气相单体聚合，造成贮罐中单体损失；聚合物溶于液相，污染苯乙烯产品，造成产品质量降低或不合格；液体产品因阻聚剂或氧气消耗等原因造成产品聚合；另外，给装置检修带来麻烦。因此，在向液体中加入阻聚剂不能有效解决苯乙烯储存聚合问题。

苯乙烯可以自身引发热聚合反应，不需要其他任何形式的诱导剂，且反应仅与温度和停留时间有关，如果储存过程中物料温度不能得以有效控制，反应速率将随温度升高而加快，温度升高到65℃左右时反应急剧进行，形成“爆聚”。该技术不能解决夏季温升而带来储罐温度升高，导致苯乙烯聚合的问题。因此，如何使苯乙烯贮存在一个比较低的合适的恒定温度(通常18℃以下)是实现苯乙烯储运的关键。

储运厂技术认识到苯乙烯储存过程中的关键问题，对苯乙烯储罐采取了保冷、制冷措施，在苯乙烯储罐和管线外加保冷层，严格控制储存温度。在炎热的夏天，通过开启制冷机组制冷将苯乙烯的储存温度控制在不高于15℃(低于18℃，为满足一定的安全系数)。目前采用的保冷方法就是在苯乙烯储罐外层黏贴聚氨酯泡沫板或者浇铸泡沫聚氨酯，然后外包铝板防护层。由于罐体金属与泡沫材料的线性膨胀系数差别大，而且随着长时间的服役和冷热交替，保冷泡沫材料与罐体处于剥离状态；聚氨酯泡沫是气固两相物质，其密度小，隔热效果好，但随着长时间的老化，材料中的气孔受到内外扩散的作用由小变大，由闭孔变开孔，隔热效果降低；由于外保护层的封闭性差，环境中的潮气进入到罐体外管壁，遇冷变水，附着在管壁上，甚至沿管壁与保冷材料间的缝隙流出。以上不利因素导致保冷材料的绝热效果大幅度降低，甚至失效。另外，由环境渗入储罐外壁的水和材料中的腐蚀离子发生耦合作用，造成管壁和保冷材料的严重腐蚀，导致设备服役寿命缩短。结果导致制冷频率大幅度上升，能耗增加，能源浪费，设备维护经费的增加。上述保冷技术已经不能满足苯乙烯储罐保冷储存的需求，迫切需要开发一项新技术，来解决苯乙烯储罐长效保冷和防腐的问题。

发明内容

根据国内外保冷技术的现状、存在的问题及其储运厂乙烯储罐保冷存在腐蚀严重，导致设备服役寿命缩短，制冷频率高，能耗增加，能源浪费，设备维护经费的增加。迫切需要开发一项新技术来解决苯乙烯储罐长效保冷和防腐的问题。本发明提供了一种苯乙烯储罐热控涂层。

本发明采用如下技术方案：

本发明的苯乙烯储罐热控涂层由防腐底层、聚氨酯硬泡保温层、界面过渡层、弹性封闭平整层、网格加强层、柔性互穿封闭层和热反射与装饰面层组成；防腐底层涂在罐体上；然后往外依次是聚氨酯硬泡保温层、界面过渡层、弹性封闭平整层、网格加强层、柔性互穿封闭层和热反射与装饰面层。

所述的防腐底层是环氧防腐涂层，所使用的环氧防腐涂层材料是用腰果壳油改性胺环氧树脂作为固化剂制备而成。

所述的界面过渡层是由无机胶凝材料、有机聚合物、空心微球材料制成的；所述的弹性封闭平整层是由弹性高分子聚合物、聚丙烯纤维、无机胶凝材料制成的；所述的网格加强层是耐碱超强网格布；所述的柔性互穿封闭层是由网络互穿改性丙烯酸聚合物、硅藻土、无机胶凝材料制成的；所述的热反射与装饰面层是由纳米TiO₂、纳米陶瓷粉、纳米氧化锌、六钛酸钾晶须、着色颜料制成的。

所述的防腐底层、聚氨酯硬泡保温层、界面过渡层、弹性封闭平整层、网格加强层、柔性互穿封闭层和热反射与装饰面层的厚度分别是40－60微米、3－6cm、1－2cm、0.5－1.5cm、网格布不存在厚度问题、0.5－1cm、40－60微米。

所述聚氨酯硬泡保温层的聚氨酯是由聚醚、聚酯或其他多元醇、异氰酸酯、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂、水、防老剂、阻燃剂组成；上述原料的重量比为多元醇、异氰酸酯、发泡剂HFC-141b、泡沫稳定剂B8433、催化剂、水，其质量比W_多元醇：W_异氰酸酯：W_发泡剂：W_{泡沫稳定剂}：W_催化剂：W_水＝100：120：24:2:1.7:2。

所述的催化剂是有机锡类或胺类催化剂中的一种。

所述的发泡剂是环戊烷、HCFC-141b、HFC-245fa中的一种，优选HCFC-141b。

所述的泡沫稳定剂、防老剂、阻燃剂分别是B8433、防老剂264、四溴邻苯二甲酸酐。

本发明的积极效果如下：

本发明的苯乙烯储罐热控涂层是一种集长效防腐、高热阻隔、热反射、装饰于一体的有机无机杂化结构保冷涂层材料，不但推进功能性涂层材料领域的科技进步，而且在能源紧张的今天，对液体化工原料及其油汽的储运节能与防腐技术的发展具有较大的促进作用，同时产生较好的经济社会效益。本发明的苯乙烯储罐热控涂层具有良好的防腐、隔热、保冷性能。

附图说明

图1是本发明的苯乙烯储罐热控涂层的结构示意图。

1防腐底层、2聚氨酯硬泡保温层、3界面过渡层、4弹性封闭平整层、5网格加强层、6柔性互穿封闭层、7热反射与装饰面层、8罐体。

具体实施方式

下面的实施例是对本发明的进一步详细描述。

本发明的苯乙烯储罐热控涂层由防腐底层1、聚氨酯硬泡保温层2、界面过渡层3、弹性封闭平整层4、网格加强层5、柔性互穿封闭层6和热反射与装饰面层7组成；防腐底层1涂在罐体8上；然后往外依次是聚氨酯硬泡保温层2、界面过渡层3、弹性封闭平整层4、网格加强层5、柔性互穿封闭层6和热反射与装饰面层7。

所述的防腐底层1是环氧防腐涂层，所使用的环氧防腐涂层材料是用腰果壳油改性胺环氧树脂作为固化剂制备而成。腰果壳油长碳链上的不饱和双键降低了固化剂的粘度，并且提高分子链在低温下的流动性，从而提高了低温固化速度。应用于底涂的制备，解决了环氧防腐涂层材料(特别是厚涂时)柔韧性差，附着力低，不能在潮湿的表面施工的技术难题，同时提高了涂层的防腐性能。本发明防腐底层涂料的性能如表1所示。

表1底层涂料技术指标

所述的界面过渡层3是由无机胶凝材料、有机聚合物、空心微球材料制成的；所述的弹性封闭平整层4是由弹性高分子聚合物、聚丙烯纤维、无机胶凝材料制成的；所述的网格加强层5是耐碱超强网格布；所述的柔性互穿封闭层6是由网络互穿改性丙烯酸聚合物、硅藻土、无机胶凝材料制成的；所述的热反射与装饰面层7是由纳米TiO₂、纳米陶瓷粉、纳米氧化锌、六钛酸钾晶须、着色颜料制成的。

所述的防腐底层1、聚氨酯硬泡保温层2、界面过渡层3、弹性封闭平整层4、网格加强层5、柔性互穿封闭层6和热反射与装饰面层7的厚度分别是40－60微米、3－6cm、1－2cm、0.5－1.5cm、网格布不存在厚度问题、0.5－1cm、40－60微米。。

所述聚氨酯硬泡保温层2的聚氨酯是由聚醚、聚酯或其他多元醇、异氰酸酯、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂、水、防老剂、阻燃剂组成；上述原料的重量比为多元醇、异氰酸酯、发泡剂HFC-141b、泡沫稳定剂B8433、催化剂、水，其质量比W_多元醇：W_异氰酸酯：W_发泡剂：W_{泡沫稳定剂}：W_催化剂：W_水＝100：120：24:2:1.7:2。

所述的催化剂是有机锡类或胺类催化剂中的一种。所述的发泡剂是HCFC-141b。所述的泡沫稳定剂、防老剂、阻燃剂分别是B8433、防老剂264、四溴邻苯二甲酸酐。

喷涂聚氨酯泡沫有如下特点：

1)卓越的保温隔热性能

其导热系数低于0.024w/m.k，远低于其他传统的保温材料。

2)优异的防水性能

喷涂硬泡聚氨酯保温材料连续自结的表皮和能达到95％以上的高强度互联壁闭孔，具有理想的不透水性和良好的水蒸气渗透阻。

3)理想的强度

硬泡聚氨酯保温材料密度大于55kg/m3时，其抗压强度大于300kP。

4)良好的阻燃性能

聚氨酯硬质泡沫遇火后表面炭化，离明火自熄，抑制火焰蔓延，能完全满足设备管道保温材料阻燃性能要求。

5)超常的耐老化和耐久性能

低温-50℃不脆，高温150℃不流淌，不粘连，具有良好的热稳定性，可在130℃下长期使用。

6)自粘强度高、稳定性强、成形时间短

硬泡聚氨酯保温材料与基层(可以是混凝土、砂浆、砖墙、砌块、钢铁、玻璃、瓷砖、木材等)粘接牢固，保证了稳定性的基本要素。

7)对主体结构变形适应能力强，抗裂性能好

喷涂硬泡聚氨酯保温材料是一种柔性变形量较大的材料，它抵抗外界变形能力强，在外力和温度变形、干湿变形等作用下，不易发生裂缝，有效地保证了体系的稳定性、耐久性。

8)适应温度范围广

硬泡聚氨酯保温材料适应温度范围比较广，一般产品可长期在-50℃～130℃下工作，特殊产品可长期在-170℃或250℃下工作。

9)施工快捷，周期短，维修方便，综合造价低

喷涂硬泡聚氨酯保温材料现场喷涂一次成型，施工快捷，更易于处理复杂立面。

本发明聚氨酯泡沫的性能如表2所示。

表2聚氨酯泡沫的性能测试结果

本发明的苯乙烯储罐热控涂层的性能：

请补充本发明的苯乙烯储罐热控涂层在防腐、绝热、防反射等方面的效果的数据，以证明本发明的涂层具有突出的技术效果。

表3加速老化对比试验

注：此项试验按照国家标准GB1767-97《漆膜耐候性测定法》及GB1766-79《漆膜耐候性评级方法》进行。

表4冻融循环后体系各层间的附着力

表5面涂层的主要性能指标：

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种苯乙烯储罐热控涂层，其特征在于：所述的涂层由防腐底层(1)、聚氨酯硬泡保温层(2)、界面过渡层(3)、弹性封闭平整层(4)、网格加强层(5)、柔性互穿封闭层(6)和热反射与装饰面层(7)组成；防腐底层(1)涂在罐体(8)上；然后往外依次是聚氨酯硬泡保温层(2)、界面过渡层(3)、弹性封闭平整层(4)、网格加强层(5)、柔性互穿封闭层(6)和热反射与装饰面层(7)。

2.如权利要求1所述的苯乙烯储罐热控涂层，其特征在于：所述的防腐底层(1)是环氧防腐涂层，所使用的环氧防腐涂层材料是用腰果壳油改性胺环氧树脂作为固化剂制备而成。

3.如权利要求1所述的苯乙烯储罐热控涂层，其特征在于：所述的界面过渡层(3)是由无机胶凝材料、有机聚合物、空心微球材料复合制备而成；所述的弹性封闭平整层(4)是由弹性高分子聚合物、聚丙烯纤维、无机胶凝材料制成的；所述的网格加强层(5)是耐碱超强网格布；所述的柔性互穿封闭层(6)是由网络互穿改性丙烯酸聚合物、硅藻土、无机胶凝材料制成的；所述的热反射与装饰面层(7)是由纳米TiO₂、纳米陶瓷粉、纳米氧化锌、六钛酸钾晶须、着色颜料制成的。

4.如权利要求1所述的苯乙烯储罐热控涂层，其特征在于：所述的防腐底层(1)、聚氨酯硬泡保温层(2)、界面过渡层(3)、弹性封闭平整层(4)、网格加强层(5)、柔性互穿封闭层(6)和热反射与装饰面层(7)的厚度分别是40－60微米、3－6cm、1－2cm、0.5－1.5cm、网格布不存在厚度问题、0.5－1cm、40－60微米。

5.如权利要求1所述的苯乙烯储罐热控涂层，其特征在于：所述聚氨酯硬泡保温层(2)的聚氨酯是由聚醚、聚酯或其他多元醇、异氰酸酯、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂、水、防老剂、阻燃剂组成；上述原料的重量比为多元醇、异氰酸酯、发泡剂HFC-141b、泡沫稳定剂B8433、催化剂、水，其质量比W_多元醇：W_异氰酸酯：W_发泡剂：W_{泡沫稳定剂}：W_催化剂：W_水＝100：120：24:2:1.7:2。

6.如权利要求5所述的苯乙烯储罐热控涂层，其特征在于：所述的催化剂是有机锡类或胺类催化剂中的一种。

7.如权利要求5所述的苯乙烯储罐热控涂层，其特征在于：所述的泡沫稳定剂是B8433。

8.如权利要求5所述的苯乙烯储罐热控涂层，其特征在于：所述的发泡剂是环戊烷、HCFC-141b、HFC-245fa中的一种。

9.如权利要求5所述的苯乙烯储罐热控涂层，其特征在于：所述的防老剂、阻燃剂分别是防老剂264、四溴邻苯二甲酸酐。