CN107384115A - 一种高温管道 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高温管道，它包括金属管体、所述的金属管体内内层和外层均具有耐高温涂层。所述的耐高温涂层为纳米复合涂料。所述的纳米复合涂料以三聚氰胺甲醛树脂、酚醛环氧丙烯酸树脂、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、季戊四醇、二氧化锑、滑石粉、TS‑1/高岭石纳米粉、多聚磷酸铵为原料，通过多聚磷酸铵对酚醛环氧丙烯酸树脂改性处理,再使用助剂掺杂TS‑1/高岭石纳米粉制备出耐高温的涂料。本发明其金属管体内内层和外层均具有耐高温涂层，使得其管道具有很好的耐高温效果，本发明的纳米复合涂料耐水性好、耐高温。

Description

一种高温管道
技术领域
本发明涉及一种高温管道。
背景技术
高温管道指的是输送高温高压的金属耐高温热力工程管道材料，应用在工业各种领域，比如热力管道、脱硫脱硝管道、高温烟气管道，目前的高温管道长时间使用容易被腐蚀。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供一种高温管道， 具有耐高温性效果。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种高温管道，它包括金属管体、所述的金属管体内内层和外层均具有耐高温涂层。
所述的耐高温涂层为纳米复合涂料。
所述的纳米复合涂料以三聚氰胺甲醛树脂、酚醛环氧丙烯酸树脂、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、季戊四醇、二氧化锑、滑石粉、TS-1/高岭石纳米粉、多聚磷酸铵为原料，通过多聚磷酸铵对酚醛环氧丙烯酸树脂改性处理,再使用助剂掺杂TS-1/高岭石纳米粉制备出耐高温的涂料。
本发明其金属管体内内层和外层均具有耐高温涂层，使得其管道具有很好的耐高温效果，本发明的纳米复合涂料耐水性好、耐高温，将聚氰胺甲醛树脂和改性酚醛环氧丙烯酸树脂与丙烯酸和纳米复合材料反应相结合部分代替传统的P-C-N膨胀防火体系,克服了防火填料吸水迁移和与成膜物不相容的问题,用改性酚醛环氧丙烯酸树脂乳液作为成膜物来改善其与钢材的附着力,同时增强其防腐蚀能力和防水能力，采用TS-1/高岭石纳米粉作为填料,一方面使得防火涂料受热形成的炭质泡沫层强度得到提高,大大地延长了防火涂料的耐火极限时间，另一方面也使得材料的粘结强度有所提高,提高了防火涂料的施工性能。
附图说明
图1为本发明管道结构；
图中：1、金属管体、2、外层，3、内层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种高温管道，它包括金属管体1、所述的金属管体内层2和外层3均具有耐高温涂层。
所述的耐高温涂层为纳米复合涂料。
所述的纳米复合涂料以三聚氰胺甲醛树脂、酚醛环氧丙烯酸树脂、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、季戊四醇、二氧化锑、滑石粉、TS-1/高岭石纳米粉、多聚磷酸铵为原料，通过多聚磷酸铵对酚醛环氧丙烯酸树脂改性处理,再使用助剂掺杂TS-1/高岭石纳米粉制备出耐高温的涂料。
其纳米复合涂料具体实施例如下：
实施例1
种耐高温防火涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、在60℃的条件下,将70份三聚氰胺甲醛树脂、30改性酚醛环氧丙烯酸树脂、20份季戊四醇和25份水均匀混合反应1h,形成第一混合溶液；
步骤2、将20份二氧化锑、50份滑石粉和12份TS-1/高岭石纳米粉加入到所述第一混合溶液中,并超声分散30分钟,得到第二混合溶液；
步骤3、将0.4份热稳定剂、0.5份流平剂、0.5份消泡剂加入到所述第二混合溶液中,并在60℃的条件下以1500r/min的转速搅拌6小时,制得耐高温防火涂料。
其中,热稳定剂为二盐基硬脂酸铅,流平剂为二甲基硅油,消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。
所述的三聚氰胺甲醛树脂制备方法如下：
步骤1、将10份三聚氰胺、40份甲醛和15份水加入烧杯中搅拌,并用质量浓度5%的碳酸钠溶液调节PH=8,倒入反应容器中搅拌,升温至70~80℃,搅拌速率为3500r/min,反应30min后即制得预聚液；
步骤2、将20份多聚磷酸铵加入到烧杯中,加入15份乙醇,搅拌分散均匀,得多聚磷酸铵悬浮液然后将预聚液加入到多聚磷酸铵悬浮液中,用稀盐酸调节PH=5,然后升温至80℃,以550r/min的速率搅拌反应2h,进行抽滤、洗涤、干燥,即得到三聚氰胺甲醛树脂；
所述的酚醛环氧丙烯酸树脂制备方法如下：
步骤1、在四口烧瓶中加入100份酚醛环氧树脂,同时加入20份改性剂异佛尔酮二胺、5份对甲氧基苯酚和5份催化剂三乙醇胺,搅拌均匀使树脂全部溶解；
步骤2、升温至80℃,用分液漏斗缓慢滴加55份丙烯酸,控制在3h内滴加完毕升温至90℃并保温,严格控制反应温度维持反应,直至反应酸值小于15mgKOH/g,停止反应；
步骤3、加入适量90℃热水,搅拌20min,静置分层后倾去上层溶液,以除去未反应的丙烯酸、改性剂、对甲氧基苯酚和催化剂，重复三次，最后除去体系中的水分即得到改性酚醛环氧丙烯酸树脂；
所述的TS-1/高岭石纳米粉制备方法如下：
将20份高岭石粉碎至100目,再将粉碎后的高岭石粉置于电炉加热装置中以10℃/min的升温速率加热至1000℃保温3h后,制得高岭石粉末，将50份TS-1沸石分子筛粉末与得到的高岭石粉末混合,然后加入45份丙三醇融合剂搅拌均匀,于300℃下油浴2h，其间每间隔0.5搅匀一次，室温下静置1h以上,弃掉上清液,用超纯水洗净下层物质,然后在110℃下干燥至恒重，研磨后过100目筛，得到TS-1/高岭石纳米粉。
实施例2
步骤1、在60℃的条件下,将40份三聚氰胺甲醛树脂、20改性酚醛环氧丙烯酸树脂、10份季戊四醇和25份水均匀混合反应1h,形成第一混合溶液；
步骤2、将20份二氧化锑、50份滑石粉和12份TS-1/高岭石纳米粉加入到所述第一混合溶液中,并超声分散30分钟,得到第二混合溶液；
步骤3、将0.4份热稳定剂、0.5份流平剂、0.5份消泡剂加入到所述第二混合溶液中,并在60℃的条件下以1500r/min的转速搅拌6小时,制得耐高温防火涂料。其中,热稳定剂为二盐基硬脂酸铅,流平剂为二甲基硅油,消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。
其余制备和实施例1相同。
实施例3
步骤1、在60℃的条件下,将70份三聚氰胺甲醛树脂、50改性酚醛环氧丙烯酸树脂、30份季戊四醇和25份水均匀混合反应1h,形成第一混合溶液；
步骤2、将20份二氧化锑、50份滑石粉和12份TS-1/高岭石纳米粉加入到所述第一混合溶液中,并超声分散30分钟,得到第二混合溶液；
步骤3、将0.4份热稳定剂、0.5份流平剂、0.5份消泡剂加入到所述第二混合溶液中,并在60℃的条件下以1500r/min的转速搅拌6小时,制得耐高温防火涂料。其中,热稳定剂为二盐基硬脂酸铅,流平剂为二甲基硅油,消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。
其余制备和实施例1相同。
实施例4
步骤1、在60℃的条件下,将80份三聚氰胺甲醛树脂、10改性酚醛环氧丙烯酸树脂、10份季戊四醇和25份水均匀混合反应1h,形成第一混合溶液；
步骤2、将20份二氧化锑、50份滑石粉和12份TS-1/高岭石纳米粉加入到所述第一混合溶液中,并超声分散30分钟,得到第二混合溶液；
步骤3、将0.4份热稳定剂、0.5份流平剂、0.5份消泡剂加入到所述第二混合溶液中,并在60℃的条件下以1500r/min的转速搅拌6小时,制得耐高温防火涂料。其中,热稳定剂为二盐基硬脂酸铅,流平剂为二甲基硅油,消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。
其余制备和实施例1相同。
实施例5
步骤1、在60℃的条件下,将20份三聚氰胺甲醛树脂、20改性酚醛环氧丙烯酸树脂、5份季戊四醇和25份水均匀混合反应1h,形成第一混合溶液；
步骤2、将20份二氧化锑、50份滑石粉和12份TS-1/高岭石纳米粉加入到所述第一混合溶液中,并超声分散30分钟,得到第二混合溶液；
步骤3、将0.4份热稳定剂、0.5份流平剂、0.5份消泡剂加入到所述第二混合溶液中,并在60℃的条件下以1500r/min的转速搅拌6小时,制得耐高温防火涂料。其中,热稳定剂为二盐基硬脂酸铅,流平剂为二甲基硅油,消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。
其余制备和实施例1相同。
实施例6
步骤1、在60℃的条件下,将40份三聚氰胺甲醛树脂、20改性酚醛环氧丙烯酸树脂、10份季戊四醇和25份水均匀混合反应1h,形成第一混合溶液；
步骤2、将10份二氧化锑、30份滑石粉和12份TS-1/高岭石纳米粉加入到所述第一混合溶液中,并超声分散30分钟,得到第二混合溶液；
步骤3、将0.4份热稳定剂、0.5份流平剂、0.5份消泡剂加入到所述第二混合溶液中,并在60℃的条件下以1500r/min的转速搅拌6小时,制得耐高温防火涂料。其中,热稳定剂为二盐基硬脂酸铅,流平剂为二甲基硅油,消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。
其余制备和实施例1相同。
实施例7
步骤1、在60℃的条件下,将40份三聚氰胺甲醛树脂、20改性酚醛环氧丙烯酸树脂、10份季戊四醇和25份水均匀混合反应1h,形成第一混合溶液；
步骤2、将20份二氧化锑、30份滑石粉和20份TS-1/高岭石纳米粉加入到所述第一混合溶液中,并超声分散30分钟,得到第二混合溶液；
步骤3、将0.4份热稳定剂、0.5份流平剂、0.5份消泡剂加入到所述第二混合溶液中,并在60℃的条件下以1500r/min的转速搅拌6小时,制得耐高温防火涂料。其中,热稳定剂为二盐基硬脂酸铅,流平剂为二甲基硅油,消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。
其余制备和实施例1相同。
实施例8
步骤1、在60℃的条件下,将40份三聚氰胺甲醛树脂、20改性酚醛环氧丙烯酸树脂、10份季戊四醇和25份水均匀混合反应1h,形成第一混合溶液；
步骤2、将5份二氧化锑、10份滑石粉和20份TS-1/高岭石纳米粉加入到所述第一混合溶液中,并超声分散30分钟,得到第二混合溶液；
步骤3、将0.4份热稳定剂、0.5份流平剂、0.5份消泡剂加入到所述第二混合溶液中,并在60℃的条件下以1500r/min的转速搅拌6小时,制得耐高温防火涂料。其中,热稳定剂为二盐基硬脂酸铅,流平剂为二甲基硅油,消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。
其余制备和实施例1相同。
实施例9
步骤1、在60℃的条件下,将40份三聚氰胺甲醛树脂、20改性酚醛环氧丙烯酸树脂、10份季戊四醇和25份水均匀混合反应1h,形成第一混合溶液；
步骤2、将20份二氧化锑、50份滑石粉和12份TS-1/高岭石纳米粉加入到所述第一混合溶液中,并超声分散30分钟,得到第二混合溶液；
步骤3、将1.4份热稳定剂、1份流平剂、0.5份消泡剂加入到所述第二混合溶液中,并在60℃的条件下以1500r/min的转速搅拌6小时,制得耐高温防火涂料。其中,热稳定剂为二盐基硬脂酸铅,流平剂为二甲基硅油,消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。
其余制备和实施例1相同。
实施例10
步骤1、在60℃的条件下,将40份三聚氰胺甲醛树脂、20改性酚醛环氧丙烯酸树脂、10份季戊四醇和25份水均匀混合反应1h,形成第一混合溶液；
步骤2、将20份二氧化锑、50份滑石粉和12份TS-1/高岭石纳米粉加入到所述第一混合溶液中,并超声分散30分钟,得到第二混合溶液；
步骤3、将2份热稳定剂、0.1份流平剂、0.6份消泡剂加入到所述第二混合溶液中,并在60℃的条件下以1500r/min的转速搅拌6小时,制得耐高温防火涂料。其中,热稳定剂为二盐基硬脂酸铅,流平剂为二甲基硅油,消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。
其余制备和实施例1相同。
对照例1
与实施例1不同点在于：三聚氰胺甲醛树脂制备的步骤1中，将三聚氰胺去除，加入50份甲醛，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例2
与实施例1不同点在于：三聚氰胺甲醛树脂制备的步骤1中，将溶液调节至中性即PH=5，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例3
与实施例1不同点在于：三聚氰胺甲醛树脂制备的步骤2中，不再加入多聚磷酸铵，而是加入聚二烯丙基二甲基铵氯化铵20份，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例4
与实施例1不同点在于：三聚氰胺甲醛树脂制备的步骤2中，将10份多聚磷酸铵加入到烧杯中,加入5份乙醇,，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例5
与实施例1不同点在于：改性酚醛环氧丙烯酸树脂制备的步骤1中，50份酚醛环氧树脂,同时加入10份改性剂异佛尔酮二胺、5份对甲氧基苯酚和5份催化剂三乙醇胺，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例6
与实施例1不同点在于：改性酚醛环氧丙烯酸树脂制备的步骤1中，100份酚醛环氧树脂,同时加入30份改性剂异佛尔酮二胺、10份对甲氧基苯酚和6份催化剂三乙醇胺，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例7
与实施例1不同点在于：改性酚醛环氧丙烯酸树脂制备的步骤1中，不再加入改性剂异佛尔酮二胺，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例8
与实施例1不同点在于：改性酚醛环氧丙烯酸树脂制备的步骤2中，用分液漏斗缓慢滴加25份丙烯酸，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例9
与实施例1不同点在于：TS-1/高岭石纳米粉制备中，高岭石和TS-1分别为30份和30份，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例10
与实施例1不同点在于：TS-1/高岭石纳米粉制备中，高岭石和TS-1分别为50份和20份，其余步骤与实施例1完全相同。
对照例11
与实施例1不同点在于：不加入TS-1/高岭石纳米粉，其余步骤与实施例1完全相同。
选取制备得到的涂料分别进行相关性能的测试,涂料在220℃的耐火极限（min）按照国家标准GB/T15442.2-1995检测而得，涂料质量损失（g）按照GB/T15442.4-1995标准进行检验。
实验结果表明本发明提供的涂料具有良好的耐热性和阻燃性，耐高温防火涂料在特定测试条件下，质量损失越大，说明耐热能越差，耐火时间越短，阻燃性就越差，反之，性能越好；实施例1到实施例10，分别改变耐高温防火涂料中各个原料组成的配比，对涂料的耐热性能和阻燃性均有不同程度的影响，在三聚氰胺甲醛树脂和改性酚醛环氧丙烯酸树脂配比为7：3，其他配料用量固定时，性能效果最好；对照例1至对照例4改变了三聚氰胺甲醛树脂原料的用量和混合液PH值，耐热性和阻燃效果明显下降，说明三聚氰胺和溶液碱性强度对三聚氰胺甲醛树脂的合成性质产生较大影响；对照例5到对照例8改变改性酚醛环氧丙烯酸树脂原料配比，效果也不好，说改性剂异佛尔酮二胺和其他原料的用量对涂料性能有重要影响；对照例9和例10改变了高岭石和TS-1的配比，质量损失率和耐火时间明显提高，说明纳米材料的复合对其性能影响很大；因此使得本发明的管道具有良好的耐高温和防火效果。

Claims (3)

1.一种高温管道，其特征在于，它包括金属管体、所述的金属管体内内层和外层均具有耐高温涂层。
2.根据权利要求1所述的一种高温管道，其特征在于， 所述的耐高温涂层为纳米复合涂料。
3.根据权利要求2所述的一种高温管道，其特征在于，所述的纳米复合涂料是以三聚氰胺甲醛树脂、酚醛环氧丙烯酸树脂、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、季戊四醇、二氧化锑、滑石粉、TS-1/高岭石纳米粉、多聚磷酸铵为原料，通过多聚磷酸铵对酚醛环氧丙烯酸树脂改性处理,再使用助剂掺杂TS-1/高岭石纳米粉制备出耐高温的防火涂料。
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