CN108912963A - 耐高温减阻节能重防腐涂料的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明耐高温减阻节能重防腐涂料的应用，所述重防腐涂料含有A、B两种组分，A组含有酚醛环氧树脂、有机硅环氧杂化树脂、不含有机硅的聚合物消泡剂、含颜料亲和基团高分子共聚体分散剂、疏水性气相二氧化硅、蓖麻油改性衍生物流变助剂、改性磷酸锌、三聚磷酸铝、云母粉、滑石粉、钛白粉、聚四氟乙烯粉末、二甲苯、正丁醇；B组分含有改性脂环族胺、氨基烷氧基硅烷；本发明是利用涂料保护热力管道的一种新的技术方案，能保护热力管道内壁不受热水介质腐蚀，提高内壁光洁度和疏水性，减阻并降低热水与管道内壁的摩擦，提高热能循环水流量，减少动力消耗；能有效保护热力管道，减少维护次数，延长使用寿命，使城市供热管网更有效、成本更低。

Description

耐高温减阻节能重防腐涂料的应用
技术背景
本发明涉及一种功能性涂料在供热系统领域的应用，尤其是指一种热力管道内防腐用耐高温减阻节能重防腐涂料在热力管道内壁的应用。
背景技术
目前随着城镇化的发展，供热系统部门对城镇热力管网的铺设面积逐年扩大，在现今我国北方城市还是以采暖热媒用管道输送热水为主。在热力管线投入运行以后，热水对管道的腐蚀逐年加重，轻者使受压部分的壁厚减薄，降低了设备及材料的使用寿命，重者则无法满足强度要求，需要维修或报废，甚至会发生管道爆裂导致供热系统无法正常运行，严重时会危及人的生命财产安全，造成不良社会影响和重大经济损失。
热力管道的腐蚀问题已引起各方供热系统部门的重视，各供热单位已从设计、施工、运行等各个环节进行加强管理，延长管道的使用年限，使运行风险降至最低，但是热水对管道的腐蚀时刻都会进行，风险随时会发生，并且随着热水温度的提高及热水流速的增加，腐蚀现象更加严重。热力管道内壁被腐蚀后，管道表面粗糙度增加，增大了热水在管道中的摩擦力，同时也降低了管道的流通量，所以供热管网中途需要增设更多的增压站和换热器，才能更好的保障供热性能，但是这也大大增加了供热系统部门的投入成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种耐高温减阻节能重防腐涂料在热力管道内壁的应用，本发明的涂料形成的高致密度涂层不仅能够解决管道内壁的腐蚀，延长热力管道的使用寿命，防止出现爆管意外事故发生，而且该发明的涂层还具有很好的减阻效果，提高了供热输送效率，节省了资源与产业投入成本。
为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。
一种耐高温减阻节能重防腐涂料的应用，其特征在于，所述耐高温减阻节能重防腐涂料在热力管道内壁上的应用。
进一步，所述耐高温减阻节能重防腐涂料含有A、B两种组分，所述A组分的重量百分比为：
所述B组分的重量百分比为：
改性脂环族胺：72.5％～75.5％；
氨基烷氧基硅烷：24.5％～27.5％；
施工时，将所述A组分与B组分按照重量比A:B＝100:18～27.5进行混合。
进一步，所述酚醛环氧树脂的环氧当量为168-178(g/eq)。
进一步，所述有机硅环氧杂化树脂的环氧当量约450(g/eq)。
进一步，所述改性脂环族胺的活泼氢当量为115。
进一步，所述氨基烷氧基硅烷为具有反应活性的双功能硅烷—伯氨基和可水解的乙氧基甲硅烷基，其反应性的双重性使其既可作为交联剂使用，也可作为涂料的粘合促进剂。
一种耐高温减阻节能重防腐涂料的应用，其特征在于，所述耐高温减阻节能重防腐涂料在城市供热系统输送高温高压水的热力管道内壁上的应用。
进一步，所述热力管道包含钢管及钢制附属管件——包括弯头、弯管、三通、变径管。
本发明耐高温减阻节能重防腐涂料的应用的积极效果是：
(1)提供了一种对热力管道内壁进行耐高温重防腐的新涂料，使对热力管道的保护有了一种新的技术方案。
(2)能保护热力管道内壁不受热水介质腐蚀，在管道内壁表面提高光洁度、减阻并降低热水与管道内壁的摩擦，提高热能循环水的流量，减少运行期间动力消耗。
(3)能减少热力管道维护和清管的次数，延长热力管道的使用寿命，提高城市供热的输送效率，节省资源与产业投入，使城市供热管网更有效、使用成本更低。
具体实施方式
以下给出本发明耐高温减阻节能重防腐涂料的应用的具体实施方式，给出所述耐高温减阻节能重防腐涂料3个实施例和4个应用实施例。但是应当指出，本发明的实施不限于以下的实施方式。
实施例1
(一)一种耐高温减阻节能重防腐涂料的应用，所述耐高温减阻节能重防腐涂料含有A、B两种组分，所述A组分的重量百分比为：
酚醛环氧树脂20％，采用南亚环氧树脂NPPN-631，其环氧当量为168-178(g/eq)。
有机硅环氧杂化树脂30％，采用赢创特种化学(上海)有限公司的SILIKOPON EF树脂，其环氧当量约450(g/eq)。
不含有机硅的聚合物消泡剂0.3％，采用毕克化学公司的BYK-057产品。
含颜料亲和基团高分子共聚体分散剂0.7％，采用埃夫科纳化学有限公司的AFCONA4570产品。
疏水性气相二氧化硅0.35％，采用赢创德固赛特种化学有限公司的R972产品。
蓖麻油改性衍生物流变助剂0.35％，采用海明斯德谦化学公司的THIXATROL ST产品。
改性磷酸锌5.0％，可从专业市场上购买原料。
三聚磷酸铝2.0％，可从专业市场上购买原料。
云母粉10.0％，可从专业市场上购买原料。
滑石粉10.0％，可从专业市场上购买原料。
钛白粉6.3％，可从专业市场上购买原料。
聚四氟乙烯粉末5.0％，采用杜邦公司的MP1000产品。
二甲苯7.0％，可从专业市场上购买原料。
正丁醇3.0％，可从专业市场上购买原料。
所述B组分的重量百分比为：
改性脂环族胺72.5％，采用空气化学公司的Ancamine2143固化剂，其活泼氢当量为115。
氨基烷氧基硅烷27.5％，采用赢创特种化学(上海)有限公司的Dynasylan AMEO产品，这是一种具有反应活性的双功能硅烷—伯氨基和可水解的乙氧基甲硅烷基；其反应性的双重性即可作为交联剂使用，也可作为该发明涂料的粘合促进剂。
(二)所述耐高温减阻节能重防腐涂料的制备方法，含有以下步骤：
(1)A组分的制备
①按组分的重量百分比将酚醛环氧树脂和有机硅环氧杂化树脂置于工业容器中，在不断搅拌的条件下，依次加入消泡剂、分散剂，搅拌分散10分钟后，加入疏水性气相二氧化硅，提高分散机转速，高速分散15分钟后，在中速搅拌状态下依次加入改性磷酸锌、三聚磷酸铝、云母粉、滑石粉、钛白粉，再提高分散机转速，继续搅拌，当以上混合料温度达到40℃时降低转速，再加入蓖麻油改性衍生物流变助剂，加入完毕后提高分散机转速，使混合料温度达到45℃～50℃时，保温40分钟。
②将混合料静置降温至室温后，用卧式砂磨机研磨至细度≤60μm。
③在研磨后的混合料内依次加入聚四氟乙烯粉末、二甲苯和正丁醇，高速分散均匀，得到本发明的A组分涂料。
④按产品的包装要求就进行分装和保存。
(2)B组分的制备
①将改性脂环胺和氨基烷氧基硅烷置于干净无水、无醇类溶剂残留的拉缸中中速分散15分钟，分散均匀后即成为本发明的B组分涂料。
②按产品的包装要求就进行分装和保存。
(三)所述耐高温减阻节能重防腐涂料的使用方法为
(1)使用耐高温减阻节能重防腐涂料对热力管道内壁进行涂覆之前，需要对基材进行表面除油、除锈，热清洁及喷砂清洁，使热力管道内壁上无氧化皮、无油污、无水、无裂纹、无毛刺、无螺旋划痕。
(2)施工前，将所述耐高温减阻节能重防腐涂料的A组分与B组分按照重量比A:B＝100:23.5进行混合。
(3)涂覆时，可单道喷涂或多道喷涂，涂料湿膜涂覆厚度可达650μm，不会产生流挂现象。
(4)如若进行多道涂覆，在25℃常温时，最小覆涂间隔为4小时，最大覆涂间隔为14天。
(5)涂层在7天后可完全固化。
实施例2
(一)一种耐高温减阻节能重防腐涂料的应用，所述耐高温减阻节能重防腐涂料含有A、B两种组分，所述A组分的重量百分比为：
酚醛环氧树脂21％，(采用的产品同实施例1)。
有机硅环氧杂化树脂21％，(采用的产品同实施例1)。
不含有机硅的聚合物消泡剂0.4％，(采用的产品同实施例1)。
含颜料亲和基团高分子共聚体分散剂0.6％，(采用的产品同实施例1)。
疏水性气相二氧化硅0.42％，(采用的产品同实施例1)。
蓖麻油改性衍生物流变助剂0.5％，(采用的产品同实施例1)。
改性磷酸锌4.0％，(采用的产品同实施例1)。
三聚磷酸铝2.08％，(采用的产品同实施例1)。
云母粉20.0％，(采用的产品同实施例1)。
滑石粉11.0％，(采用的产品同实施例1)。
钛白粉10.0％，(采用的产品同实施例1)。
聚四氟乙烯粉末3.0％，(采用的产品同实施例1)。
二甲苯4.0％，(采用的产品同实施例1)。
正丁醇2.0％，(采用的产品同实施例1)。
所述B组分的重量百分比为：
改性脂环族胺74.5％，(采用的产品同实施例1)。
氨基烷氧基硅烷25.5％，(采用的产品同实施例1)。
(二)所述耐高温减阻节能重防腐涂料的制备方法(同实施例1)。
(三)所述耐高温减阻节能重防腐涂料的使用方法，基本同实施例1；所不同的是：施工前，将所述耐高温减阻节能重防腐涂料的A组分与B组分按照重量比A:B＝100:18进行混合。
实施例3
(一)一种耐高温减阻节能重防腐涂料的应用，所述耐高温减阻节能重防腐涂料含有A、B两种组分，所述A组分的重量百分比为：
酚醛环氧树脂30％，(采用的产品同实施例1)。
有机硅环氧杂化树脂20％，(采用的产品同实施例1)。
不含有机硅的聚合物消泡剂0.5％，(采用的产品同实施例1)。
含颜料亲和基团高分子共聚体分散剂0.5％，(采用的产品同实施例1)。
疏水性气相二氧化硅0.5％，(采用的产品同实施例1)。
蓖麻油改性衍生物流变助剂0.8％，(采用的产品同实施例1)。
改性磷酸锌3.0％，(采用的产品同实施例1)。
三聚磷酸铝4.08％，(采用的产品同实施例1)。
云母粉15.7％，(采用的产品同实施例1)。
滑石粉15.0％，(采用的产品同实施例1)。
钛白粉5.0％，(采用的产品同实施例1)。
聚四氟乙烯粉末2.0％，(采用的产品同实施例1)。
二甲苯2.0％，(采用的产品同实施例1)。
正丁醇1.0％，(采用的产品同实施例1)。
所述B组分的重量百分比为：
改性脂环族胺75.5％，(采用的产品同实施例1)。
氨基烷氧基硅烷24.5％，(采用的产品同实施例1)。
(二)所述耐高温减阻节能重防腐涂料的制备方法(同实施例1)。
(三)所述耐高温减阻节能重防腐涂料的使用方法，基本同实施例1；所不同的是：施工前，将所述耐高温减阻节能重防腐涂料的A组分与B组分按照重量比A:B＝100:27.5进行混合。
对本发明所述的耐高温减阻节能重防腐涂料进行了测试，测试结果见下表。
表1.对所述耐高温减阻节能重防腐涂料的测试内容和测试结果
测试结果证明：
(1)本发明涉及的耐高温减阻节能重防腐涂料能保护热力管道内壁不受热水介质腐蚀，能在管道内壁表面提高光洁度、具有较好的疏水性功能，能减阻并降低热水与管道内壁的摩擦，提高热能循环水的流量，减少运行期间动力消耗。
(2)是一种涂料新品种及较好的新应用，能有效地保护热力管道，减少热力管道维护和清管的次数，延长热力管道的使用寿命，能使城市供热管网更有效、使用成本更低，对城市集中供暖有积极的作用。
应用实施例1
实施例1～3制备的耐高温减阻节能重防腐涂料在城市供热管网供水段的应用(输送热水介质的温度为100℃～130℃)
采用的涂层厚度为350μm，产生的效果如下：
1、涂层附着力不低于7MPa。
2、25℃时抗1.5°弯曲。
3、与水之间测试的接触角θ＞90°。
4、25℃时能够耐720小时10％H2SO4，涂层无起泡和无生锈现象。
5、25℃时能够耐720小时5％NaOH，涂层无起泡和无生锈现象。
6、25℃时能够耐720小时3％NaCl，涂层无起泡和无生锈现象。
7、耐温变性：200℃16小时、自然冷却8小时、10个循环，涂层无起泡、无开裂现象。
8、耐95℃水煮(去离子水)，1000小时内涂层无起泡、无生锈和无开裂现象。
9、耐150℃油浴(油品为导热硅油)，1000小时内涂层无起泡、无开裂现象。
10、耐高温高压釜(150℃、10MPa、介质为去离子水)，168小时内涂层无起泡、无生锈现象。
应用实施例2
实施例1～3制备的耐高温减阻节能重防腐涂料在城市供热管网回水段的应用(输送热水介质的温度为60℃～100℃)
采用的涂层厚度为250μm，产生的效果如下：
1、涂层附着力不低于7MPa。
2、25℃时抗1.5°弯曲。
3、与水之间测试的接触角θ＞90°。
4、25℃时能够耐720小时10％H2SO4，涂层无起泡和无生锈现象。
5、25℃时能够耐720小时5％NaOH，涂层无起泡和无生锈现象。
6、25℃时能够耐720小时3％NaCl，涂层无起泡和无生锈现象。
7、耐温变性：200℃16小时、自然冷却8小时、10个循环，涂层无起泡、无开裂现象。
8、耐95℃水煮(去离子水)，1000小时内涂层无起泡、无生锈和无开裂现象。
9、耐150℃油浴(油品为导热硅油)，1000小时内涂层无起泡和无开裂现象。
10、耐高温高压釜(150℃、10MPa、介质为去离子水)，168小时内涂层无起泡、无生锈现象。
应用实施例3
实施例1～3制备的耐高温减阻节能重防腐涂料在城市供热管网供水段钢制管件——弯头、弯管、三通、变径管上的应用(输送热水介质的温度为100℃～130℃)
采用的涂层厚度为400μm，产生的效果如下：
1、涂层附着力不低于7MPa。
2、25℃时抗1.5°弯曲。
3、涂层在与水之间测试的接触角θ＞90°。
4、25℃时能够耐720小时10％H2SO4，涂层无起泡和无生锈现象。
5、25℃时能够耐720小时5％NaOH，涂层无起泡和无生锈现象。
6、25℃时能够耐720小时3％NaCl，涂层无起泡和无生锈现象。
7、耐温变性：200℃16小时、自然冷却8小时、10个循环，涂层无起泡、无开裂现象。
8、耐95℃水煮(去离子水)，1000小时内涂层无起泡、无生锈和无开裂现象。
9、耐150℃油浴(油品为导热硅油)，1000小时内涂层无起泡和无开裂现象。
10、耐高温高压釜(150℃、10MPa、介质为去离子水)，168小时内涂层无起泡、无生锈现象。
应用实施例4
实施例1～3制备的耐高温减阻节能重防腐涂料在城市供热管网回水段钢制管件——弯头、弯管、三通、变径管上的应用(输送热水介质的温度为60℃～100℃)
采用的涂层厚度为350μm，产生的效果如下：
1、涂层附着力不低于7MPa。
2、25℃时抗1.5°弯曲。
3、与水之间测试的接触角θ＞90°。
4、25℃时能够耐720小时10％H2SO4，涂层无起泡和无生锈现象。
5、25℃时能够耐720小时5％NaOH，涂层无起泡和无生锈现象。
6、25℃时能够耐720小时3％NaCl，涂层无起泡和无生锈现象。
7、耐温变性：200℃16小时、自然冷却8小时、10个循环，涂层无起泡、无开裂现象。
8、耐95℃水煮(去离子水)，1000小时内涂层无起泡、无生锈和无开裂现象。
9、耐150℃油浴(油品为导热硅油)，1000小时内涂层无起泡和无开裂现象。
10、耐高温高压釜(150℃、10MPa、介质为去离子水)，168小时内涂层无起泡、无生锈现象。

Claims (8)

1.耐高温减阻节能重防腐涂料的应用，其特征在于，所述耐高温减阻节能重防腐涂料在热力管道内壁上的应用。
2.根据权利要求1所述的耐高温减阻节能重防腐涂料的应用，其特征在于，所述耐高温减阻节能重防腐涂料含有A、B两种组分，所述A组分的重量百分比为：
所述B组分的重量百分比为：
改性脂环族胺：72.5％～75.5％；
氨基烷氧基硅烷：24.5％～27.5％；
施工时，将所述A组分与B组分按照重量比A:B＝100:18～27.5进行混合。
3.根据权利要求2所述的耐高温减阻节能重防腐涂料的应用，其特征在于，所述酚醛环氧树脂的环氧当量为168-178(g/eq)。
4.根据权利要求2所述的耐高温减阻节能重防腐涂料的应用，其特征在于，所述有机硅环氧杂化树脂的环氧当量约450(g/eq)。
5.根据权利要求2所述的耐高温减阻节能重防腐涂料的应用，其特征在于，所述改性脂环族胺的活泼氢当量为115。
6.根据权利要求2所述的耐高温减阻节能重防腐涂料的应用，其特征在于，所述氨基烷氧基硅烷为具有反应活性的双功能硅烷—伯氨基和可水解的乙氧基甲硅烷基，其反应性的双重性使其既可作为交联剂使用，也可作为涂料的粘合促进剂。
7.如权利要求2所述的耐高温减阻节能重防腐涂料在城市供热系统输送高温高压水的热力管道内壁上的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述热力管道包含螺旋埋弧焊钢管及钢制附属管件——包括弯头、弯管、三通、变径管。
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