CN1069281A - 烟囱防腐涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用粉煤灰、炉渣、矿渣工业 废渣配制烟囱防腐涂料的技术方法。采用本发明技 术方法制备的烟囱防腐涂料，粘度为0.5～0.8Pa·s (在温度30℃条件下)，在水泥砂浆和陶瓷板上涂刷2 ～3遍，涂层厚2～3mm，与基层粘结强度达2～ 3MPa，涂层耐热800℃仍完整无损，试件在 80％H₂SO₄溶液中煮沸4小时，涂层保持完好。

Description

本发明涉及到制备烟囱防腐涂料的技术范畴。具体地讲，涉及到利用粉煤灰、炉渣、矿渣制备烟囱防腐涂料的技术范畴。

烟囱防腐涂料主要是用在烟囱内壁，保护其钢筋混凝土结构或砖结构不受高温和烟气中侵蚀性介质的腐蚀破坏，延长烟囱的使用寿命。

火力发电厂和其它工业烟囱在烟气长期腐蚀作用下发生破坏是一个严重的问题。这主要是烟气中所含SO₂、H₂S、CO₂等酸性气体在高温下对混凝土与砌块砂浆的作用和在烟囱顶部冷凝后形成的酸性液体对烟囱内壁的侵蚀所致。因此，无论是新建烟囱，还是维修烟囱都希望有一种耐热和防腐蚀的涂料（或胶结料）。

燃煤、燃重油的火力发电厂、焦化厂、硫酸厂等工业烟囱或燃煤的民用锅炉烟囱排出的烟气中都含有不同量的SO₂、CO₂和H₂S酸性气体，从最低限量的烟气排放量考虑，无论是SO₂，还是CO₂、H₂S的分压值都要比混凝土各组分腐蚀反应平衡分压大亿万倍，存在极大的平衡推动力。因此，混凝土各组分在烟气环境中对于酸性气体作用在热力学上都是不稳定的。酸性气体和水泥水化产物相互作用所得平衡PH值降低，当Ca（OH）₂和酸性气体相互作用时，相间液体PH值急剧降低，这就使水泥石中所有水化物变得不稳定，而且PH值的降低也影响到钢筋混凝土中钢筋钝化保护膜稳定性。混凝土于烟气环境下在热力学上不稳定，在超量酸性介质作用下钢筋混凝土受到腐蚀，逐层发酥、粉化、脱落、钢筋外露、锈蚀乃至整个结构遭受破坏。因此，钢筋混凝土烟囱内壁必须进行防护处理。

烟囱内壁的传统防护方法多用衬砌耐火耐酸砖，结果造成结构复杂，造价提高，施工困难。同时，由于砌筑砂浆耐腐蚀尚未得到解决，故面砖脱落是难免的，无法从根本上解决烟囱的防腐问题。国内外目前研究应用的耐热或耐酸涂料中，耐热涂料的基料多使用无机粘合剂或无机有机复合粘合剂，但往往耐酸性能不足。耐酸涂料多采用有机高分子化合物作基料，但往往耐热性能又不足。常用的耐酸水泥（水玻璃加灰绿岩粉等）需现场加固化剂配制并酸化处理，也不能满足要求。因此，研制具备耐热耐酸双功能的烟囱防腐涂料是一项非常有发展前途的研究课题。70年代美国研制的Stachfas烟囱防腐涂料，其耐热温度为176℃，耐硫酸浓度小于70%（在温度93℃条件下）。80年代中国冶金建筑研究院研制的MC烟囱防腐涂料，其耐热温度为180℃，耐硫酸浓度小于40%（在温度93℃条件下）。可见，这些烟囱防腐涂料都还不能满足实际工程的要求。因此，进一步研究更高性能的烟囱防腐涂料，提高涂料的耐热耐酸性能具有重大的科学意义和经济价值。

本发明的目的就是要提高烟囱防腐涂料的耐热耐酸性能，研制出一种可满足实际工程要求的烟囱防腐涂料。

实现本发明的具体步骤是：

一、原材料选择

为配制出耐热耐酸性能良好的烟囱防腐涂料，首先应选择出具备耐热耐酸双功能的原材料进行配料，该涂料主要由粘合剂、填料、增强材料、以及少量助剂配制而成的。众所周知，涂料的使用条件十分苛刻，因此，粘合剂选择是关键，成膜主要靠粘合剂，一旦粘合层结构破坏就会造成整个涂层的崩溃。目前常用的高温粘合剂无机类有硅酸盐、磷酸盐、硅溶胶等等;有机类有有机硅聚合物、有机氟聚合物、聚芳砜类、聚对苯撑芳杂环高聚物等。但可作为耐高温的有机或无机粘合剂绝大多数价格昂贵，而且有机类高聚物耐热性不理想。经过多次试验、反复对比，最后选择了货源充足、价格便宜的碱金属硅酸盐溶液作为粘合剂（基料），粘合剂需用适当的水稀释。在粘合剂确定以后，选择填料时应考虑四条原则：一是填料本身要具有耐高温耐烟气腐蚀的性能;二是填料与碱金属硅酸盐溶液具有一定的潜在性化学反应以便起到固化作用;三是具有适当的颗粒组成;四是原料来源广泛价格便宜。因此，我们选择了电厂工业废渣-粉煤灰、炉渣、矿渣作为本发明烟囱防腐涂料的填料。粉煤灰等工业废渣可与碱金属硅酸盐溶液进一步产生固化反应。烟囱防腐涂料要刷成厚涂层结构并在高温和温差变化大的条件下使用。为提高其抗裂性，我们选择了云母粉、石棉灰、硅灰粉作为涂料的增强材料。为减缓涂料中分散介质的蒸发速率，调节粘度变化时间，改善涂刷性能，在本涂料中添加少量醇溶液作为助剂，醇溶液包括乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇。醇溶液助剂与基料相混溶，并能保持贮存稳定性。

二、涂料配比

本发明的烟囱防腐涂料配比按下例重量份配制：

碱金属硅酸盐溶液（比重为1.28-1.33）    100;

水    4-7;

乙醇，或乙二醇、或丙二醇、或丙三醇    2-6;

粉煤灰，或炉渣、或矿渣    80-100;

云母粉、或石棉灰、或硅灰粉    8-17;

经配比优化选择确定最佳配比（重量）为;

碱金属硅酸盐溶液（比重为1.28-1.33）    100;

水    5-6;

丙三醇    3-5;

粉煤灰    80-100;

云母粉    10-15。

三、涂料工艺流程

首先将配制比重为1.28～1.33的碱金属硅酸盐溶液、水和醇溶液（乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇）按配比加入到搅拌罐中搅拌，另外将粉煤灰和云母粉（或石棉灰、或硅灰粉）按配比加入到混合器中混合，最后将搅拌罐中的溶液和混合器中的粉料加入到一起拌合，配制成粘度为0.5～0.8Pa·S的烟囱防腐涂料。

按本发明方法配制的烟囱防腐涂料，粘度为0.5～0.8Pa·S（在温度30℃条件下），在水泥砂浆块和陶瓷板上涂刷2-3遍，涂层厚度2-3mm，与基层粘结强度达2～3MPa，涂层耐热800℃仍完整无损。涂层耐酸性能试验，试件在80%H₂SO₄溶液中煮沸4小时（为一循环），涂层保持完好。涂层受热和酸循环作用下的抗压强度也没有降低。经过多次热和硫酸交替作用能对涂层起增强作用。这很接近烟囱的实际工作状态。

本发明的烟囱防腐涂料是采用物理干燥成膜和化学反应固化成膜相结合的功能性涂料，具有耐高温耐腐蚀特点。本涂料是以水为分散介质，具有无毒、无味、无有机溶剂挥发，不污染环境的优点。本涂料选用工业废渣-粉煤灰作为填料，因而可使本涂料获得显著的经济效益和社会效益，是一种非常有发展前途的烟囱防腐涂料。

Claims (2)

1、一种用于烟囱内壁、防护其钢筋混凝土结构或砖结构不受高温和烟气中侵蚀性介质腐蚀破坏的烟囱防腐涂料，其特征在于：涂料的配比(重量)为：

碱金属硅酸盐溶液(比重为1.28～1.33)  100；

水                                  4～7；

乙醇、或乙二醇、或丙二醇、或丙三醇  2～6；

粉煤灰或炉渣、或矿渣                80～100；

云母粉，或石棉灰、或硅灰粉          8～17。

2、根据权利要求1所述的烟囱防腐涂料的配比，其特征在于最佳配比（重量）为：

碱金属硅酸盐溶液（比重为1.28～1.33）  100;

水  5-6;

丙三醇  3-5;

粉煤灰  80-100;

云母粉  10-15。