CN107032735A - 一种锅炉用隔热涂料、制备方法及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锅炉用隔热涂料、制备方法及施工工艺，该锅炉用隔热涂料采用硅藻土、蛭石粉、二氧化硅气凝胶、硅酸镁铝等原料，通过水解、混合、再高速搅拌分散的制备方法，分别制成涂料A和涂料B，在施工时，需先涂覆涂料A，待其干燥后再涂覆涂料B，方可使用。本发明的有益效果为：本发明的锅炉用隔热涂料经锅炉内燃烧燃料的高温加热形成一层类陶瓷的高强度涂料层，该涂层的热膨胀率与锅炉钢热膨胀率相近，涂层与金属壁的附着强度大，A、B组涂料之间的结合强度大，保证了涂料使用过程中不产生裂纹、不脱落，对锅炉换热具有有效的调节效果，减少工质吸热5％～25％。

Description

一种锅炉用隔热涂料、制备方法及施工方法
技术领域
本发明涉及一种隔热涂料，具体涉及一种锅炉用隔热涂料、制备方法及施工方法。
背景技术
开发能源，节能减排是我国国民经济长期可持续发展的关键途径之一，电站锅炉是我国主要的煤炭消耗行业，也是造成空气污染的主要污染源，随着国家对锅炉硫化物、氮氧化物排放治理所采用的治理方案的实施，实际电站锅炉内热平衡与锅炉设计的热平衡产生偏差，造成锅炉热效率降低等问题，为解决锅炉水冷壁及换热器热效率均衡问题，要对锅炉换热进行再设计与再平衡，通过局部减少换热及局部增加换热达到锅炉换热新的热平衡，从而将锅炉热平衡调整到最佳状态，以实现高效节能的效果。隔热涂料因其热导率低发射率高所以成为实现减少锅炉换热的一种有效手段。
发明内容
目前国内外对隔热涂料的研究较为普遍，主要集中在建筑及一些使用温度小于1000℃的工况，还没有在使用温度较高的可用于水冷壁、过热器及再热器的锅炉用隔热涂料，对于锅炉特殊的使用工况，长期使用的隔热涂料要克服如下问题：涂料在低温与高温条件下与水冷壁锅炉钢的附着问题；高温使用条件下涂料热膨胀率与锅炉钢热膨胀率相一致问题；高温条件下涂层耐燃料及粉尘的冲刷问题；涂料既要有高的反射率、辐射率又要有高的热阻。为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种锅炉用隔热涂料、制备方法及施工方法。
本发明所采用的技术方案为：一种锅炉用隔热涂料，该锅炉用隔热涂料包括A组涂料和B组涂料，
所述A组涂料中各原料的质量百分数为：硅藻土10-70％；蛭石粉10-70％；二氧化硅气凝胶5-20％；硅酸镁铝0.3-0.5％；膨润土1-5％；硅溶胶19-28％；高温粘结剂4-8％；粘土3-9％和润湿剂0.1-0.3％，余量为水。
所述B组涂料中各原料的质量百分数为：陶瓷微粒10-70％；空心玻璃微珠10-40％；二氧化锆10-70％；六钛酸钾晶须10-30％；硅溶胶15-30％；硅酸镁铝0.1-0.3％；高温粘结剂4-8％；润湿剂0.1-0.3％和粘土3-9％，余量为水。
空心玻璃微珠为表层凃镀镍的空心玻璃微珠，可以阻止红外辐射波。
高温粘合剂主要提高高温性能；硅酸镁铝与膨润土为悬浮剂，起到防涂料沉淀的作用，其中膨润土可以部分起到高温粘结剂作用；粘土起到高温粘结剂作用，同时也可以部分调整膨胀率；硅藻土、气凝胶、二氧化锆、陶瓷微粒、空心玻璃微粒、钛酸钾晶须、蛭石粉为涂料隔热材料的粉料，起到隔热的功能；硅溶胶为高温与常温粘结剂；Hydropalat436为通用高效润湿剂。
进一步地，所述硅藻土为封孔的硅藻土，所述硅藻土的粒径为100-400目。硅藻土易吸水，对很多物质都具有吸附作用，故本发明对硅藻土进行封孔，其方法为：将硅藻土与SiO2含量为50％的硅溶胶5％～20％混合，干燥后粉碎筛分备用。
进一步地，所述高温粘结剂为XZ-T002高温粘结剂；所述润湿剂为润湿剂Hydropalat 436。
所述锅炉用隔热涂料的制备方法，
所述A组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其水解，形成硅酸镁铝水解物A；在所述硅酸镁铝水解物A中依次加入所述A组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入所述A组涂料中的剩余其他原料，在500-2000r/min的速度下搅拌分散45-55min，制成锅炉用隔热涂料A。
所述B组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其水解，形成硅酸镁铝水解物B；在所述硅酸镁铝水解物B中依次加入所述B组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入所述B组涂料中的剩余其他原料，在500-2000r/min的速度下搅拌分散45-55min，制成锅炉用隔热涂料B。
进一步地，所述A组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用蛭石粉加热到700-900℃，然后进行粉碎得到的蛭石粉末A，按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其完全水解，形成硅酸镁铝水解物A；在所述硅酸镁铝水解物A中依次加入所述A组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入所述蛭石粉末A和所述A组涂料中的剩余其他原料，在1200r/min的速度下搅拌分散50min，制成锅炉用隔热涂料A。
所述B组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用蛭石粉加热到700-900℃，然后进行粉碎得到的蛭石粉末B，按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其水解，形成硅酸镁铝水解物B；在所述硅酸镁铝水解物B中依次加入所述B组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入蛭石粉末B和所述所述B组涂料中的剩余其他原料，在1200r/min的速度下搅拌分散50min，制成锅炉用隔热涂料B。
进一步地，所述蛭石粉末A和蛭石粉末B的粒径均为200-1000目。
所述锅炉用隔热涂料的施工工艺，先清理待涂物体表面，然后进行第一次涂覆所述锅炉用隔热涂料A，待所述锅炉用隔热涂料A干燥后进行第二次涂覆所述锅炉用隔热涂料B，待所述锅炉用隔热涂料B干燥即完成施工。
先清理待涂物体表面，使表面没有集渣、粉尘、锈蚀等现象，采用喷涂或涂刷工艺涂覆锅炉用隔热涂料A，待锅炉用隔热涂料A基本干燥后进行锅炉用隔热涂料B涂覆，涂层厚度0.15mm～0.6mm，涂层干燥后进行锅炉的使用或升温。
进一步地，所述锅炉用隔热涂料A的涂层厚度为0.3mm-2mm，所述锅炉用隔热涂料B的涂层厚度为0.15mm-0.6mm。
本发明的有益效果为：本发明的锅炉用隔热涂料针对锅炉用隔热涂料的空白，提出锅炉用隔热涂料及施工工艺，在锅炉使用过程中，涂料表层形成一层高强度与硬度的类陶瓷层，避免涂层被燃料破坏及粉尘冲刷掉，表层涂料具有较高的反射率与辐射率且热阻也较高，可对锅炉火焰的辐射热反射及发射回去，可成功的阻止辐射传热，高强度表层下为一层高热阻的涂层有效的阻止热量的传导，从而减少热量传递给金属管内的工质。本发明的涂料经锅炉内燃烧燃料的高温加热形成一层类陶瓷的高强度涂料层，该涂层的热膨胀率与锅炉钢热膨胀率(1.2×10-5m/℃)相近，涂层与金属壁的附着强度大，且A、B组涂料之间的结合强度大，保证了涂料使用过程中不产生裂纹、不脱落，对锅炉换热具有有效的调节效果。本发明的涂料可根据换热需要，减少工质吸热5％～25％。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案和效果做进一步详细说明。
本发明中使用的各原料皆为行业通用原料，耐高温粘合剂XZ-T002采用安徽合肥翔正化学科技有限公司生产。
实施例1
一种锅炉用隔热涂料，该锅炉用隔热涂料包括A组涂料和B组涂料，
A组涂料：(按质量百分比)
粒径为150目的二氧化硅气凝胶：8％；封孔后的粒径为200目的硅藻土：35％；加热700℃后粉碎得到粒径为200目的的蛭石粉：17％；硅溶胶：18％；XZ-T002高温粘结剂：4％；膨润土：2％；粘土：5％；润湿剂Hydropalat 436：0.2％；硅酸镁铝：0.3％；其余为去离子水。
B组涂料：(按质量百分比)
粒径为200目的陶瓷微粒：10％；表层凃镀镍的粒径为400目的空心玻璃微珠：20％；粒径为800目的二氧化锆：25％；六钛酸钾晶须：10％；硅溶胶：17％；硅酸镁铝：0.3％；XZ-T002高温粘结剂：6％；润湿剂Hydropalat 436：0.2％；粘土：5％；其余为去离子水。
封孔后的粒径为200目的硅藻土的制备方法：将硅藻土与5％(硅藻土质量的5％)的硅溶胶混合均匀，所述硅溶胶的SiO2含量为50％，干燥后粉碎筛分备用。
A组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其水解，形成硅酸镁铝水解物A；在硅酸镁铝水解物A中依次加入A组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入A组涂料中的剩余其他原料，在2000r/min的速度下搅拌分散55min，制成锅炉用隔热涂料A。
B组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其水解，形成硅酸镁铝水解物B；在硅酸镁铝水解物B中依次加入B组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入B组涂料中的剩余其他原料，在1200r/min的速度下搅拌分散50min，制成锅炉用隔热涂料B。
施工工艺：先用A组分涂覆未然带，涂层厚度为1.5mm，待A组分涂层基本干燥后进行B组份涂覆，涂层厚度为0.3mm，经表面涂料处理后，与没有处理的光管相比锅炉未然带减少换热≥20％。
实施例2
一种锅炉用隔热涂料，该锅炉用隔热涂料包括A组涂料和B组涂料，
A组涂料：(按质量百分比)
粒径为150目的二氧化硅气凝胶：10％；封孔后的粒径为200目的硅藻土：30％；加热800℃以上后粉碎的粒径为200目的蛭石粉：17％；硅溶胶：18％；XZ-T002高温粘结剂：5％；膨润土：2％；粘土：5％；润湿剂Hydropalat 436：0.2％；硅酸镁铝：0.3％；其余为去离子水。
B组涂料：(按质量百分比)
粒径为200目的陶瓷微粒：15％；表层凃镀镍的粒径为400目的空心玻璃微珠：15％；粒径为800目的二氧化锆：25％；六钛酸钾晶须：10％；硅溶胶：20％；硅酸镁铝：0.4％；XZ-T002高温粘结剂：6％；润湿剂Hydropalat 436：0.2％；粘土：3％；其余为去离子水。
封孔后的粒径为200目的硅藻土的制备方法：将硅藻土与SiO2含量为50％的硅溶胶20％混合，干燥后粉碎筛分备用。
A组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其水解，形成硅酸镁铝水解物A；在硅酸镁铝水解物A中依次加入A组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入A组涂料中的剩余其他原料，在1500r/min的速度下搅拌分散45min，制成锅炉用隔热涂料A。
B组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其水解，形成硅酸镁铝水解物B；在硅酸镁铝水解物B中依次加入B组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入B组涂料中的剩余其他原料，在500r/min的速度下搅拌分散55min，制成锅炉用隔热涂料B。
施工工艺：
为平衡过热器与再热器之间的热平衡，对过热器进行施工：先用A组分涂覆过热器，涂层层厚度为0.6mm，待A组分涂层基本干燥后进行B组份涂覆，涂层后0.5mm，经表面涂料处理后，与没有处理的光管相比锅炉换热器减少换热＞10％。
本发明的锅炉用隔热涂料的性能指标如下：
A组涂料：
耐火度：不低于1150℃
线膨胀系数为0.7～1.3×10-5m/℃
导热率：≤0.03(W/m.K)
B组涂料：
耐火度：不低于1150℃
线膨胀系数为0.7～1.3×10-5m/℃
反射率≥35
红外辐射率(800℃)≤65
导热率≤0.1(W/m.K)
实施例3
一种锅炉用隔热涂料，该锅炉用隔热涂料包括A组涂料和B组涂料，
A组涂料：(按质量百分比)
硅藻土70％；蛭石粉10％；二氧化硅气凝胶20％；硅酸镁铝0.4％；膨润土5％；硅溶胶19％；高温粘结剂8％；粘土3％和润湿剂0.3％，余量为水。
B组涂料中各原料的质量百分数为：陶瓷微粒40％；空心玻璃微珠40％；二氧化锆10％；六钛酸钾晶须30％；硅溶胶15％；硅酸镁铝0.3％；高温粘结剂4％；润湿剂0.3％和粘土3％，余量为水。
制备方法，
A组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其水解，形成硅酸镁铝水解物A；在硅酸镁铝水解物A中依次加入A组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入A组涂料中的剩余其他原料，在500r/min的速度下搅拌分散50min，制成锅炉用隔热涂料A。
B组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其水解，形成硅酸镁铝水解物B；在硅酸镁铝水解物B中依次加入B组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入B组涂料中的剩余其他原料，在2000r/min的速度下搅拌分散45min，制成锅炉用隔热涂料B。
施工工艺，先清理待涂物体表面，然后进行第一次涂覆锅炉用隔热涂料A，涂层厚度为0.3mm，待锅炉用隔热涂料A干燥后进行第二次涂覆锅炉用隔热涂料B，涂层厚度为0.6mm，待锅炉用隔热涂料B干燥即完成施工。
先清理待涂物体表面，使表面没有集渣、粉尘、锈蚀等现象，采用喷涂或涂刷工艺涂覆锅炉用隔热涂料A，待锅炉用隔热涂料A基本干燥后进行锅炉用隔热涂料B涂覆，涂层干燥后进行锅炉的使用或升温。
实施例4
一种锅炉用隔热涂料，该锅炉用隔热涂料包括A组涂料和B组涂料，
A组涂料：(按质量百分比)
硅藻土10％；蛭石粉70％；二氧化硅气凝胶5％；硅酸镁铝0.5％；膨润土1％；硅溶胶28％；高温粘结剂6％；粘土9％和润湿剂0.1％，余量为水。
B组涂料中各原料的质量百分数为：陶瓷微粒70％；空心玻璃微珠10％；二氧化锆70％；六钛酸钾晶须20％；硅溶胶30％；硅酸镁铝0.1％；高温粘结剂8％；润湿剂0.1％和粘土9％，余量为水。
制备方法，
A组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用蛭石粉加热到900℃，然后进行粉碎得到的蛭石粉末A，按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其完全水解，形成硅酸镁铝水解物A；在硅酸镁铝水解物A中依次加入A组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入蛭石粉末A和A组涂料中的剩余其他原料，在1200r/min的速度下搅拌分散50min，制成锅炉用隔热涂料A。
B组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用蛭石粉加热到900℃，然后进行粉碎得到的蛭石粉末B，按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其水解，形成硅酸镁铝水解物B；在硅酸镁铝水解物B中依次加入B组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入蛭石粉末B和B组涂料中的剩余其他原料，在1200r/min的速度下搅拌分散50min，制成锅炉用隔热涂料B。
施工工艺，先清理待涂物体表面，然后进行第一次涂覆锅炉用隔热涂料A，涂层厚度为2mm，待锅炉用隔热涂料A干燥后进行第二次涂覆锅炉用隔热涂料B，涂层厚度为0.15mmmm，待锅炉用隔热涂料B干燥即完成施工。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锅炉用隔热涂料，其特征在于，该锅炉用隔热涂料包括A组涂料和B组涂料，
所述A组涂料中各原料的质量百分数为：硅藻土10-70％；蛭石粉10-70％；二氧化硅气凝胶5-20％；硅酸镁铝0.3-0.5％；膨润土1-5％；硅溶胶19-28％；高温粘结剂4-8％；粘土3-9％和润湿剂0.1-0.3％，余量为水。
所述B组涂料中各原料的质量百分数为：陶瓷微粒10-70％；空心玻璃微珠10-40％；二氧化锆10-70％；六钛酸钾晶须10-30％；硅溶胶15-30％；硅酸镁铝0.1-0.3％；高温粘结剂4-8％；润湿剂0.1-0.3％和粘土3-9％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的锅炉用隔热涂料，其特征在于，所述硅藻土为封孔的硅藻土，所述硅藻土的粒径为100-400目。
3.根据权利要求2所述的锅炉用隔热涂料，其特征在于，所述硅藻土为封孔的硅藻土，所述硅藻土的粒径为200目。
4.根据权利要求1所述的锅炉用隔热涂料，其特征在于，所述高温粘结剂为XZ-T002高温粘结剂。
5.根据权利要求1所述的锅炉用隔热涂料，其特征在于，所述润湿剂为润湿剂Hydropalat 436。
6.根据权利要求1至5任一项所述的锅炉用隔热涂料的制备方法，其特征在于，
所述A组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其水解，形成硅酸镁铝水解物A；在所述硅酸镁铝水解物A中依次加入所述A组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入所述A组涂料中的剩余其他原料，在500-2000r/min的速度下搅拌分散45-55min，制成锅炉用隔热涂料A。
所述B组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其水解，形成硅酸镁铝水解物B；在所述硅酸镁铝水解物B中依次加入所述B组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入所述B组涂料中的剩余其他原料，在500-2000r/min的速度下搅拌分散45-55min，制成锅炉用隔热涂料B。
7.根据权利要求6所述的锅炉用隔热涂料的制备方法，其特征在于，
所述A组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用蛭石粉加热到700-900℃，然后进行粉碎得到的蛭石粉末A，按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其完全水解，形成硅酸镁铝水解物A；在所述硅酸镁铝水解物A中依次加入所述A组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入所述蛭石粉末A和所述A组涂料中的剩余其他原料，在1200r/min的速度下搅拌分散50min，制成锅炉用隔热涂料A。
所述B组涂料的制备方法：按预定质量百分比取用蛭石粉加热到700-900℃，然后进行粉碎得到的蛭石粉末B，按预定质量百分比取用硅酸镁铝与水混合，使其水解，形成硅酸镁铝水解物B；在所述硅酸镁铝水解物B中依次加入所述B组涂料中的润湿剂、膨润土和硅溶胶，进行搅拌，然后再加入蛭石粉末B和所述所述B组涂料中的剩余其他原料，在1200r/min的速度下搅拌分散50min，制成锅炉用隔热涂料B。
8.根据权利要求6所述的锅炉用隔热涂料的制备方法，其特征在于，所述蛭石粉末A和蛭石粉末B的粒径均为200-1000目。
9.根据权利要求1至5任一项所述的锅炉用隔热涂料的施工工艺，其特征在于，先清理待涂物体表面，然后进行第一次涂覆所述锅炉用隔热涂料A，待所述锅炉用隔热涂料A干燥后进行第二次涂覆所述锅炉用隔热涂料B，待所述锅炉用隔热涂料B干燥即完成施工。
10.根据权利要求9所述的锅炉用隔热涂料的施工工艺，其特征在于，所述锅炉用隔热涂料A的涂层厚度为0.3mm-2mm，所述锅炉用隔热涂料B的涂层厚度为0.15mm-0.6mm。
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