CN107916034A - 一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法 - Google Patents

一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，在氧化镧与三氧化二铈的基础上进行酸碱改性，提高耐腐蚀性和耐老化性，同时稀土离子还可与基料分子中的羟基、羟甲基等极性基团形成配位键，使涂料产生配位聚合干燥，从而提高漆膜的快干性；然后采用三甲基氯硅烷、3‑氨丙基三羟基硅烷对微细二氧化硅气凝胶分别进行疏水与亲水化改性，同时将疏水基团与亲水基团嫁接到微细二氧化硅气凝胶表面，使其能够与复配基料具有良好的相容性，同时微球与基料之间结合紧密，界面热阻远小于空气的热阻，提高了隔热效果；利用氯磺化聚乙烯胶乳于苯丙乳液进行复配，提高了涂料的耐老化、耐腐蚀性。

Description

一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及隔热涂料技术领域，尤其涉及一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法。
背景技术
在石油炼化行业，每年因为腐蚀引起的管道油气泄露引发大量的爆炸火灾事故，会造成巨大的人力财力损失；除了腐蚀问题外，每年因管道散热而损失的能量约占石化行业总耗能的30%。目前石化管道通常使用“防腐层＋绝热层＋防护层”形成的复合层实现防护。防腐层通常为一般防腐底漆；绝热层为传统的岩棉和硅酸铝卷毡等，约10-20厘米厚；防护层为直径1-2米的镀锌铁皮或铝皮。实际的石化管道往往会比较密集，这种传统的三段式防护措施给施工带来很大不便，同时这种保温体系在管道的弯头、接口、阀门处容易腐蚀，大大降低保温效果。因此，研发一种集防腐隔热为一体的涂料十分必要。反射隔热涂料现已用于海上钻井平台、油罐、石油管道、建筑业的钢结构屋顶等,降低暴露在太阳热辐射下装备的表面温度和内部温度,改善工作环境,提高安全性等。国内外以空心微珠为主要隔热填料，开发轻质、薄层、高效的隔热涂料已引起关注。目前多数工作侧重于空心微珠含量、种类对保温效果的影响，对于涂层本身的力学性能、耐高温性能和防腐性能等涉及很少。另外，已报道的涂料一般需在180-250℃下进行高温固化，这不便于大面积施工应用，也不利于节能减排，同时防腐性能有限。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）将氧化镧与三氧化二铈等量混合，加入总量2-3倍量的浓度为65wt%的硝酸溶液中，搅拌至完全溶解，然后加入适量浓度为50wt%的碳酸氢铵溶液进行沉淀反应，将得到的沉淀物过滤，用去离子水清洗后放入真空干燥箱中以60-70℃烘干，取出后灼烧60-90分钟，得到改性稀土；
（2）将微细二氧化硅气凝胶与三甲基氯硅烷混合加入混料机中，加热至50-60℃混合30-40分钟后加入3-氨丙基三羟基硅烷，继续混合50-60分钟，然后在真空条件下以50-60℃干燥，得到改性二氧化硅气凝胶微球；
（3）将氯磺化聚乙烯胶乳加入乳化器中，加入与之等量的去离子水以及适量聚氧乙烯脂肪醇醚，以200-300转/份的速度搅拌形成初级乳液，再将其送入旋转蒸发器中，在一定条件下旋蒸出有机溶剂，得到氯磺化聚乙烯乳液；
（4）按照配方将苯丙乳液与氯磺化聚乙烯乳液混合均匀后加入改性稀土、改性二氧化硅气凝胶微球、分散剂5050，以1000-1200转/分的速度分散15-20分钟后降速至300-400转/分，搅拌状态下加入空心玻化微珠，搅拌5-8分钟即可。
所述的一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，步骤（1）所述的浓度为50wt%的碳酸氢铵溶液的添加量与浓度为65wt%的硝酸溶液相等。
所述的一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，步骤（2）所述的三甲基氯硅烷的添加量为微细二氧化硅气凝胶质量的3%；所述的3-氨丙基三羟基硅烷的添加量为微细二氧化硅气凝胶质量的1%。
所述的一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，步骤（3）所述的聚氧乙烯脂肪醇醚的添加量为氯磺化聚乙烯胶乳12-15%。
所述的一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，步骤（3）所述的一定条件下旋蒸是指在真空度为0.01-0.03MPa、温度65-70℃下以70-80转/分的速度旋蒸。
所述的一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，步骤（4）所述的配方是指：改性稀土12-15、改性二氧化硅气凝胶微球15-16、空心玻化微珠13-15、氯磺化聚乙烯乳液15-18、苯丙乳液22-25、分散剂5050 1-1.2。
本发明的优点是：本发明在氧化镧与三氧化二铈的基础上进行酸碱改性，使得混合稀土表面暴露出离子空轨道，可以捕捉管道表面出现的不稳定的游离基，致其失去活性，有利于稳定作用，提高耐腐蚀性和耐老化性，同时稀土离子还可与基料分子中的羟基、羟甲基等极性基团形成配位键，使涂料产生配位聚合干燥，从而提高漆膜的快干性；然后采用三甲基氯硅烷、3-氨丙基三羟基硅烷对微细二氧化硅气凝胶分别进行疏水与亲水化改性，同时将疏水基团与亲水基团嫁接到微细二氧化硅气凝胶表面，使其能够与复配基料具有良好的相容性，同时微球与基料之间结合紧密，界面热阻远小于空气的热阻，提高了隔热效果；利用氯磺化聚乙烯胶乳于苯丙乳液进行复配，提高了涂料的的耐老化、耐腐蚀性。本发明将改性稀土、改性二氧化硅气凝胶微球与中空玻璃微珠进行复配，显著提高隔热效果，同时具有优异的防腐性能，且涂膜耐候性佳，耐腐蚀，与基材具有良好的附着力，还具有优异的耐水性、耐汽油性和耐盐雾性能，有望解决管道防腐和隔热两大难题。
具体实施方式
一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）将氧化镧与三氧化二铈等量混合，加入总量2倍量的浓度为65wt%的硝酸溶液中，搅拌至完全溶解，然后加入与硝酸溶液等量的浓度为50wt%的碳酸氢铵溶液进行沉淀反应，将得到的沉淀物过滤，用去离子水清洗后放入真空干燥箱中以60℃烘干，取出后灼烧60分钟，得到改性稀土；
（2）将微细二氧化硅气凝胶与其质量3%的三甲基氯硅烷混合加入混料机中，加热至50℃混合30分钟后加入微细二氧化硅气凝胶质量1%的3-氨丙基三羟基硅烷，继续混合50分钟，然后在真空条件下以50℃干燥，得到改性二氧化硅气凝胶微球；
（3）将氯磺化聚乙烯胶乳加入乳化器中，加入与之等量的去离子水以及氯磺化聚乙烯胶乳质量12%的聚氧乙烯脂肪醇醚，以200转/份的速度搅拌形成初级乳液，再将其送入旋转蒸发器中，在在真空度为0.01MPa、温度65℃下以70转/分的速度旋蒸出有机溶剂，得到氯磺化聚乙烯乳液；
（4）按照配方将苯丙乳液与氯磺化聚乙烯乳液混合均匀后加入改性稀土、改性二氧化硅气凝胶微球、分散剂5050，以1000转/分的速度分散15分钟后降速至300转/分，搅拌状态下加入空心玻化微珠，搅拌5分钟即可。
所述的一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，步骤（4）所述的配方是指：改性稀土12、改性二氧化硅气凝胶微球15、空心玻化微珠13、氯磺化聚乙烯乳液15、苯丙乳液22、分散剂5050 1。

Claims (6)

1.一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
（1）将氧化镧与三氧化二铈等量混合，加入总量2-3倍量的浓度为65wt%的硝酸溶液中，搅拌至完全溶解，然后加入适量浓度为50wt%的碳酸氢铵溶液进行沉淀反应，将得到的沉淀物过滤，用去离子水清洗后放入真空干燥箱中以60-70℃烘干，取出后灼烧60-90分钟，得到改性稀土；
（2）将微细二氧化硅气凝胶与三甲基氯硅烷混合加入混料机中，加热至50-60℃混合30-40分钟后加入3-氨丙基三羟基硅烷，继续混合50-60分钟，然后在真空条件下以50-60℃干燥，得到改性二氧化硅气凝胶微球；
（3）将氯磺化聚乙烯胶乳加入乳化器中，加入与之等量的去离子水以及适量聚氧乙烯脂肪醇醚，以200-300转/份的速度搅拌形成初级乳液，再将其送入旋转蒸发器中，在一定条件下旋蒸出有机溶剂，得到氯磺化聚乙烯乳液；
（4）按照配方将苯丙乳液与氯磺化聚乙烯乳液混合均匀后加入改性稀土、改性二氧化硅气凝胶微球、分散剂5050，以1000-1200转/分的速度分散15-20分钟后降速至300-400转/分，搅拌状态下加入空心玻化微珠，搅拌5-8分钟即可。
2.根据权利要求1所述的一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的浓度为50wt%的碳酸氢铵溶液的添加量与浓度为65wt%的硝酸溶液相等。
3.根据权利要求1所述的一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的三甲基氯硅烷的添加量为微细二氧化硅气凝胶质量的3%；所述的3-氨丙基三羟基硅烷的添加量为微细二氧化硅气凝胶质量的1%。
4.根据权利要求1所述的一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的聚氧乙烯脂肪醇醚的添加量为氯磺化聚乙烯胶乳12-15%。
5.根据权利要求1所述的一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的一定条件下旋蒸是指在真空度为0.01-0.03MPa、温度65-70℃下以70-80转/分的速度旋蒸。
6.根据权利要求1所述的一种用于管道隔热防腐的复配丙烯酸树脂涂料的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述的配方是指：改性稀土12-15、改性二氧化硅气凝胶微球15-16、空心玻化微珠13-15、氯磺化聚乙烯乳液15-18、苯丙乳液22-25、分散剂50501-1.2。
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