CN110484091B - 一种石油蒸馏塔用耐高温涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料制备技术领域,具体涉及一种石油蒸馏塔用耐高温涂料及其制备方法;由以下原料制成:双酚A型环氧树脂、丙烯酸树脂、均苯四甲酸二酐、过氧化苯甲酸叔丁酯、纳米氧化锆、滑石、氧化铁红、纳米氧化锌、云母、聚乙烯吡咯烷酮、有机硅氧烷、表面活性剂、分散剂、消泡剂、流平剂、成膜助剂、苯并三氮唑和去离子水;本发明所制备的涂料具有很好的耐高温性能;而且还能对紫外线起到很好的屏蔽作用,减小了石油蒸馏塔表面的涂层因长时间被紫外线照射而发生老化,并最终脱落的现象;在一定程度上延长了涂层的使用寿命。

Description

一种石油蒸馏塔用耐高温涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料制备技术领域,具体涉及一种石油蒸馏塔用耐高温涂料及其制备方法。
背景技术
蒸馏塔是稀有金属钛等材料及其合金材料制造的化工设备具有强度高、韧性大、耐高温、耐腐蚀、比重轻等特性;因此被广泛应用与化工、石油化工、冶金、轻工、纺织、制碱、制药、农药、电镀、电子等领域。
在石油化工中经常会用到石油蒸馏塔对石油进行蒸馏,从而获得不同的石油副产品。但是,石油蒸馏塔在使用时,由于其内部的温度较高,可能会使得其表面喷涂的涂层因受热而发生开裂,甚至脱落。石油蒸馏塔表面涂层脱落的位置可能会被空气锈蚀,长时间锈蚀的结果,必然会对石油蒸馏塔本身的结构造成损坏,从而影响其使用。再者,石油蒸馏塔因本身是一种大型化工设备,所以其基本是露天设置的,在受到长时间太阳光照射的条件下,其外表面的涂层不可避免地会出现老化,甚至脱落的现象,在没有涂层保护的条件下,石油蒸馏塔的表面也会被空气腐蚀,影响其使用寿命。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明提供了一种石油蒸馏塔用耐高温涂料及其制备方法,用于解决背景技术中所提出的技术问题。
为了达到上述的目的,本发明采用以下的技术方案:
一种石油蒸馏塔用耐高温涂料,由以下重量份的原料制成:双酚A型环氧树脂80-90份、丙烯酸树脂35-50份、均苯四甲酸二酐18-25份、过氧化苯甲酸叔丁酯6-12份、纳米氧化锆8-10份、滑石5-8份、氧化铁红3-6份、纳米氧化锌4-8份、云母6-9份、聚乙烯吡咯烷酮4-6份、有机硅氧烷7-10份、表面活性剂2-5份、分散剂3.5-4.5份、消泡剂2.8-3.6份、流平剂3.6-4.5份、成膜助剂3.2-3.8份、苯并三氮唑4.4-5.2份和去离子水30-40份。
更进一步地,所述表面活性剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵或月桂醇硫酸钠。
更进一步地,所述分散剂选用乙烯基双硬脂酰胺或三硬脂酸甘油酯。
更进一步地,所述消泡剂选用聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚二甲基硅氧烷。
更进一步地,所述流平剂选用UV流平剂SC-333。
更进一步地,所述成膜助剂选用丙二醇丁醚或丙二醇甲醚醋酸酯。
一种石油蒸馏塔用耐高温涂料的制备方法,包括以下步骤:
S1、分别将滑石、氧化铁红、纳米氧化锌和云母置于破碎机中进行破碎处理,再将破碎后的各原料置于研磨机中进行研磨和过300目筛处理,所得的各物料细粉混合搅拌均匀得到混合物料;保存,备用;
S2、将双酚A型环氧树脂、丙烯酸树脂和均苯四甲酸二酐加入反应釜中,并以240-360r/min的速率对反应釜内的混合液体进行机械搅拌10-15min;再分别将过氧化苯甲酸叔丁酯和丙酮加入反应釜中,并采用超声搅拌设备对反应釜内的混合液进行超声搅拌,超声搅拌的时间为20-30min;混合搅拌完成后将反应釜内的温度设置为80-95℃,同时向反应釜中缓慢通入氮气,在此温度条件下恒温静置反应10-15h;
S3、将S1中所得的混合物料加入去离子水中,同时将有机硅氧烷、表面活性剂和分散剂加入其中,机械搅拌混匀后转入超声乳化设备中进行超声乳化,得到混合组分;其中超声乳化的时间为10-20min,超声乳化的频率为30-40kHz;
S4、将S3中所得的混合组分加入反应釜中,并将剩余物料加入其中,并在超声搅拌器的作用下搅拌35-50min,所得记为涂料粗产品,然后用300目的细目滤网对涂料粗产品进行过滤处理,将涂料粗产品中的较大颗粒滤出;
S5、将过滤处理后的涂料粗产品加热至70-80℃,然后将涂料粗产品从反应釜中取出,并进行超声震荡处理15-30min,从而将涂料粗产品内的气泡充分赶出;
S6、对S5中所得的涂料粗产品的各项理化性能进行检测,检测合格后进行封装,即得石油蒸馏塔用耐高温涂料成品。
更进一步地,所述S5中超声震荡的频率设置为45-50kHz。
采用上述的技术方案,本发明达到的有益效果是:
1、本发明中的双酚A型环氧树脂中含有化学性质比较活泼的羟基和环氧基存在,其中羟基和醚基有高度的极性,使环氧分子与相邻界面产生了较强的分子间作用力,因此在过氧化苯甲酸叔丁酯的作用下双酚A型环氧树脂中的环氧基与均苯四甲酸二酐之间发生交联反应,使得双酚A型环氧树脂与均苯四甲酸二酐之间形成三维网状的拓扑结构,从而显著地改善了涂料的散热性能。再者,有机硅氧烷与滑石、云母之间的配合使用也能明显改善涂料的耐热性能,从而使得本发明所制备的涂料具有很好的耐高温性能。
2、苯并三氮唑本身具有孤电子对,其能显著抑制石油蒸馏塔表面的金属材料生锈的现象。而且,纳米氧化锌和氧化铁红之间相互配合,能对紫外线起到很好的屏蔽作用,减小了石油蒸馏塔表面的涂层因长时间被紫外线照射而发生老化,并最终脱落的现象。在一定程度上延长了涂层的使用寿命。因此也减缓了石油蒸馏塔表面被锈蚀的速率,延长了石油蒸馏塔的使用寿命。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
实施例1:
一种石油蒸馏塔用耐高温涂料,由以下重量份的原料制成:双酚A型环氧树脂85份、丙烯酸树脂35份、均苯四甲酸二酐20份、过氧化苯甲酸叔丁酯6份、纳米氧化锆9份、滑石5份、氧化铁红4份、纳米氧化锌4份、云母7份、聚乙烯吡咯烷酮4份、有机硅氧烷8份、表面活性剂2份、分散剂4.5份、消泡剂2.8份、流平剂4.0份、成膜助剂3.2份、苯并三氮唑4.8份和去离子水30份。
所述表面活性剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵。
所述分散剂选用乙烯基双硬脂酰胺。
所述消泡剂选用聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。
所述流平剂选用UV流平剂SC-333。
所述成膜助剂选用丙二醇丁醚。
一种石油蒸馏塔用耐高温涂料的制备方法,包括以下步骤:
S1、分别将滑石、氧化铁红、纳米氧化锌和云母置于破碎机中进行破碎处理,再将破碎后的各原料置于研磨机中进行研磨和过300目筛处理,所得的各物料细粉混合搅拌均匀得到混合物料;保存,备用;
S2、将双酚A型环氧树脂、丙烯酸树脂和均苯四甲酸二酐加入反应釜中,并以240r/min的速率对反应釜内的混合液体进行机械搅拌10min;再分别将过氧化苯甲酸叔丁酯和丙酮加入反应釜中,并采用超声搅拌设备对反应釜内的混合液进行超声搅拌,超声搅拌的时间为20min;混合搅拌完成后将反应釜内的温度设置为80℃,同时向反应釜中缓慢通入氮气,在此温度条件下恒温静置反应10h;
S3、将S1中所得的混合物料加入去离子水中,同时将有机硅氧烷、表面活性剂和分散剂加入其中,机械搅拌混匀后转入超声乳化设备中进行超声乳化,得到混合组分;其中超声乳化的时间为10min,超声乳化的频率为30kHz;
S4、将S3中所得的混合组分加入反应釜中,并将剩余物料加入其中,并在超声搅拌器的作用下搅拌35min,所得记为涂料粗产品,然后用300目的细目滤网对涂料粗产品进行过滤处理,将涂料粗产品中的较大颗粒滤出;
S5、将过滤处理后的涂料粗产品加热至70℃,然后将涂料粗产品从反应釜中取出,并进行超声震荡处理15min,从而将涂料粗产品内的气泡充分赶出;
S6、对S5中所得的涂料粗产品的各项理化性能进行检测,检测合格后进行封装,即得石油蒸馏塔用耐高温涂料成品。
所述S5中超声震荡的频率设置为45kHz。
实施例2:
一种石油蒸馏塔用耐高温涂料,由以下重量份的原料制成:双酚A型环氧树脂80份、丙烯酸树脂40份、均苯四甲酸二酐18份、过氧化苯甲酸叔丁酯8份、纳米氧化锆8份、滑石6份、氧化铁红3份、纳米氧化锌5份、云母6份、聚乙烯吡咯烷酮5份、有机硅氧烷7份、表面活性剂3份、分散剂3.5份、消泡剂3.2份、流平剂3.6份、成膜助剂3.4份、苯并三氮唑4.4份和去离子水35份。
所述表面活性剂选用月桂醇硫酸钠。
所述分散剂选用三硬脂酸甘油酯。
所述消泡剂选用聚二甲基硅氧烷。
所述流平剂选用UV流平剂SC-333。
所述成膜助剂选用丙二醇甲醚醋酸酯。
一种石油蒸馏塔用耐高温涂料的制备方法,包括以下步骤:
S1、分别将滑石、氧化铁红、纳米氧化锌和云母置于破碎机中进行破碎处理,再将破碎后的各原料置于研磨机中进行研磨和过300目筛处理,所得的各物料细粉混合搅拌均匀得到混合物料;保存,备用;
S2、将双酚A型环氧树脂、丙烯酸树脂和均苯四甲酸二酐加入反应釜中,并以300r/min的速率对反应釜内的混合液体进行机械搅拌12min;再分别将过氧化苯甲酸叔丁酯和丙酮加入反应釜中,并采用超声搅拌设备对反应釜内的混合液进行超声搅拌,超声搅拌的时间为25min;混合搅拌完成后将反应釜内的温度设置为85℃,同时向反应釜中缓慢通入氮气,在此温度条件下恒温静置反应12h;
S3、将S1中所得的混合物料加入去离子水中,同时将有机硅氧烷、表面活性剂和分散剂加入其中,机械搅拌混匀后转入超声乳化设备中进行超声乳化,得到混合组分;其中超声乳化的时间为15min,超声乳化的频率为35kHz;
S4、将S3中所得的混合组分加入反应釜中,并将剩余物料加入其中,并在超声搅拌器的作用下搅拌40min,所得记为涂料粗产品,然后用300目的细目滤网对涂料粗产品进行过滤处理,将涂料粗产品中的较大颗粒滤出;
S5、将过滤处理后的涂料粗产品加热至75℃,然后将涂料粗产品从反应釜中取出,并进行超声震荡处理20min,从而将涂料粗产品内的气泡充分赶出;
S6、对S5中所得的涂料粗产品的各项理化性能进行检测,检测合格后进行封装,即得石油蒸馏塔用耐高温涂料成品。
所述S5中超声震荡的频率设置为45kHz。
实施例3:
一种石油蒸馏塔用耐高温涂料,由以下重量份的原料制成:双酚A型环氧树脂90份、丙烯酸树脂45份、均苯四甲酸二酐25份、过氧化苯甲酸叔丁酯10份、纳米氧化锆10份、滑石7份、氧化铁红6份、纳米氧化锌7份、云母9份、聚乙烯吡咯烷酮6份、有机硅氧烷10份、表面活性剂4份、分散剂4.5份、消泡剂3.4份、流平剂4.5份、成膜助剂3.6份、苯并三氮唑5.2份和去离子水38份。
所述表面活性剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵。
所述分散剂选用乙烯基双硬脂酰胺。
所述消泡剂选用聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。
所述流平剂选用UV流平剂SC-333。
所述成膜助剂选用丙二醇丁醚。
一种石油蒸馏塔用耐高温涂料的制备方法,包括以下步骤:
S1、分别将滑石、氧化铁红、纳米氧化锌和云母置于破碎机中进行破碎处理,再将破碎后的各原料置于研磨机中进行研磨和过300目筛处理,所得的各物料细粉混合搅拌均匀得到混合物料;保存,备用;
S2、将双酚A型环氧树脂、丙烯酸树脂和均苯四甲酸二酐加入反应釜中,并以350r/min的速率对反应釜内的混合液体进行机械搅拌14min;再分别将过氧化苯甲酸叔丁酯和丙酮加入反应釜中,并采用超声搅拌设备对反应釜内的混合液进行超声搅拌,超声搅拌的时间为25min;混合搅拌完成后将反应釜内的温度设置为90℃,同时向反应釜中缓慢通入氮气,在此温度条件下恒温静置反应14h;
S3、将S1中所得的混合物料加入去离子水中,同时将有机硅氧烷、表面活性剂和分散剂加入其中,机械搅拌混匀后转入超声乳化设备中进行超声乳化,得到混合组分;其中超声乳化的时间为15min,超声乳化的频率为35kHz;
S4、将S3中所得的混合组分加入反应釜中,并将剩余物料加入其中,并在超声搅拌器的作用下搅拌45min,所得记为涂料粗产品,然后用300目的细目滤网对涂料粗产品进行过滤处理,将涂料粗产品中的较大颗粒滤出;
S5、将过滤处理后的涂料粗产品加热至75℃,然后将涂料粗产品从反应釜中取出,并进行超声震荡处理25min,从而将涂料粗产品内的气泡充分赶出;
S6、对S5中所得的涂料粗产品的各项理化性能进行检测,检测合格后进行封装,即得石油蒸馏塔用耐高温涂料成品。
所述S5中超声震荡的频率设置为50kHz。
实施例4:
一种石油蒸馏塔用耐高温涂料,由以下重量份的原料制成:双酚A型环氧树脂88份、丙烯酸树脂50份、均苯四甲酸二酐23份、过氧化苯甲酸叔丁酯12份、纳米氧化锆8份、滑石8份、氧化铁红5份、纳米氧化锌8份、云母8份、聚乙烯吡咯烷酮5份、有机硅氧烷9份、表面活性剂5份、分散剂4.2份、消泡剂3.6份、流平剂4.2份、成膜助剂3.8份、苯并三氮唑5.0份和去离子水40份。
所述表面活性剂选用月桂醇硫酸钠。
所述分散剂选用三硬脂酸甘油酯。
所述消泡剂选用聚二甲基硅氧烷。
所述流平剂选用UV流平剂SC-333。
所述成膜助剂选用丙二醇甲醚醋酸酯。
一种石油蒸馏塔用耐高温涂料的制备方法,包括以下步骤:
S1、分别将滑石、氧化铁红、纳米氧化锌和云母置于破碎机中进行破碎处理,再将破碎后的各原料置于研磨机中进行研磨和过300目筛处理,所得的各物料细粉混合搅拌均匀得到混合物料;保存,备用;
S2、将双酚A型环氧树脂、丙烯酸树脂和均苯四甲酸二酐加入反应釜中,并以360r/min的速率对反应釜内的混合液体进行机械搅拌15min;再分别将过氧化苯甲酸叔丁酯和丙酮加入反应釜中,并采用超声搅拌设备对反应釜内的混合液进行超声搅拌,超声搅拌的时间为30min;混合搅拌完成后将反应釜内的温度设置为95℃,同时向反应釜中缓慢通入氮气,在此温度条件下恒温静置反应15h;
S3、将S1中所得的混合物料加入去离子水中,同时将有机硅氧烷、表面活性剂和分散剂加入其中,机械搅拌混匀后转入超声乳化设备中进行超声乳化,得到混合组分;其中超声乳化的时间为20min,超声乳化的频率为40kHz;
S4、将S3中所得的混合组分加入反应釜中,并将剩余物料加入其中,并在超声搅拌器的作用下搅拌50min,所得记为涂料粗产品,然后用300目的细目滤网对涂料粗产品进行过滤处理,将涂料粗产品中的较大颗粒滤出;
S5、将过滤处理后的涂料粗产品加热至80℃,然后将涂料粗产品从反应釜中取出,并进行超声震荡处理30min,从而将涂料粗产品内的气泡充分赶出;
S6、对S5中所得的涂料粗产品的各项理化性能进行检测,检测合格后进行封装,即得石油蒸馏塔用耐高温涂料成品。
所述S5中超声震荡的频率设置为50kHz。
检测结果:
分别对照组(专利申请号为CN201710757397.2的专利文件中的实施例1所制备的耐高温涂料)和实验组(本发明中的实施例1、2、3和4制备的耐高温材料)制备的涂料涂覆在马口铁试片上后,依次经过室温固化2h,140℃固化1h,180℃固化1h,测试涂层的性能。
测试结果见下表:
测定项目 附着力 柔韧性 耐冲击性 400℃下0.5h
对照组 1级 2mm 50kg.cm 涂层变黄,没有脱落
实施例1 1级 3.5mm 58.3kg.cm 涂层未变黄,没有脱落
实施例2 1级 3.2mm 56.5kg.cm 涂层未变黄,没有脱落
实施例3 1级 3.1mm 54.3kg.cm 涂层未变黄,没有脱落
实施例4 1级 2.8mm 55.2kg.cm 涂层未变黄,没有脱落
从表格中的数据可以看出,通过本发明制备的耐高温的涂料在柔韧性、耐冲击性和耐高温性能方面均优于对照组,表明本发明制备的耐高温涂料的性能更优,更适宜推广。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种石油蒸馏塔用耐高温涂料,其特征在于,由以下重量份的原料制成:双酚A型环氧树脂80-90份、丙烯酸树脂35-50份、均苯四甲酸二酐18-25份、过氧化苯甲酸叔丁酯6-12份、纳米氧化锆8-10份、滑石5-8份、氧化铁红3-6份、纳米氧化锌4-8份、云母6-9份、聚乙烯吡咯烷酮4-6份、有机硅氧烷7-10份、表面活性剂2-5份、分散剂3.5-4.5份、消泡剂2.8-3.6份、流平剂3.6-4.5份、成膜助剂3.2-3.8份、苯并三氮唑4.4-5.2份和去离子水30-40份;
所述的一种石油蒸馏塔用耐高温涂料的制备方法,包括以下步骤:
S1、分别将滑石、氧化铁红、纳米氧化锌和云母置于破碎机中进行破碎处理,再将破碎后的各原料置于研磨机中进行研磨和过300目筛处理,所得的各物料细粉混合搅拌均匀得到混合物料;保存,备用;
S2、将双酚A型环氧树脂、丙烯酸树脂和均苯四甲酸二酐加入反应釜中,并以240-360r/min的速率对反应釜内的混合液体进行机械搅拌10-15min;再分别将过氧化苯甲酸叔丁酯和丙酮加入反应釜中,并采用超声搅拌设备对反应釜内的混合液进行超声搅拌,超声搅拌的时间为20-30min;混合搅拌完成后将反应釜内的温度设置为80-95℃,同时向反应釜中缓慢通入氮气,在此温度条件下恒温静置反应10-15h;
S3、将S1中所得的混合物料加入去离子水中,同时将有机硅氧烷、表面活性剂和分散剂加入其中,机械搅拌混匀后转入超声乳化设备中进行超声乳化,得到混合组分;其中超声乳化的时间为10-20min,超声乳化的频率为30-40kHz;
S4、将S3中所得的混合组分加入反应釜中,并将剩余物料加入其中,并在超声搅拌器的作用下搅拌35-50min,所得记为涂料粗产品,然后用300目的细目滤网对涂料粗产品进行过滤处理,将涂料粗产品中的较大颗粒滤出;
S5、将过滤处理后的涂料粗产品加热至70-80℃,然后将涂料粗产品从反应釜中取出,并进行超声震荡处理15-30min,从而将涂料粗产品内的气泡充分赶出;
S6、对S5中所得的涂料粗产品的各项理化性能进行检测,检测合格后进行封装,即得石油蒸馏塔用耐高温涂料成品;
所述S5中超声震荡的频率设置为45-50kHz。
2.根据权利要求1所述的一种石油蒸馏塔用耐高温涂料,其特征在于:所述表面活性剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵或月桂醇硫酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种石油蒸馏塔用耐高温涂料,其特征在于:所述分散剂选用乙烯基双硬脂酰胺或三硬脂酸甘油酯。
4.根据权利要求1所述的一种石油蒸馏塔用耐高温涂料,其特征在于:所述消泡剂选用聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚二甲基硅氧烷。
5.根据权利要求1所述的一种石油蒸馏塔用耐高温涂料,其特征在于:所述流平剂选用UV流平剂SC-333。
6.根据权利要求1所述的一种石油蒸馏塔用耐高温涂料,其特征在于:所述成膜助剂选用丙二醇丁醚或丙二醇甲醚醋酸酯。
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