CN113462218A - 一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料，所用的原料为无机硅酸锂、丙烯酸树脂、空心玻璃微珠、二氧化硅气凝胶、润湿剂、分散剂、稳定剂、PH值调节剂、偶联剂、消泡剂、丙二醇、二丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、聚氨酯流变改性剂。本发明产品耐高温，防开裂、绝热效果好，质轻，安全，环保，有效降低石油管道的能耗，相较于传统的石油管道用保温材料，该产品在厚度、施工便捷性和安全性上具有明显优势。

Description

一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料
技术领域
本发明涉及石油管道涂层技术领域，尤其涉及一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料。
背景技术
随着科学技术与社会生产的快速发展，能源和环境已成为全社会日益瞩
目的两大问题，为了节能和环保提出了更高的要求。目前石油管道采用防腐涂层加复合岩棉保温层加保护层三层进行保温防腐降温的，多数防腐涂层只有防腐性能无保温性能，保温是通过复合岩棉保温而达到的，但复合岩棉需进行拼装施工，接缝多，防水性能差，不美观，所以还需要再进行一层保保护层的施工，这样会带来施工难度大，维修非常不方便等诸多问题，而目前隔涂料只应用建筑外墙装修行业，该类型的隔涂料普遍存在耐高温性能差，大都只能在 300℃以下的低温下使用；防腐性能差，假如应用在石油管道表面必须另外制备防腐底层和面漆，针对当前市场隔热涂料普遍存在耐高温性能和耐腐蚀性能差的难题，本发明旨在开发一种新型的高性能隔热涂料，该材料利用改性气凝胶作为隔热填料，利用本发明自制的无机-有机复合基料作为成膜物，涂料具有优异的隔热性能，可在500℃高温下使用，并且兼具防腐和隔热一体化综合功能的涂料，为此我们提出了一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料，所述石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料，所述涂料的原料按质量份数为：A：复合有机无机成膜基料组份：丙烯酸树脂20-30份，PH值调节剂2-5份，稳定剂5-10份，偶联剂5-10份，无机硅酸锂60-80份，B：改性二氧化硅气凝胶：气凝胶10-30份，去离子水70-90份，表面活性剂2-5份，C：复合有机无机成膜基料A，改性二氧化硅气凝胶B，空心玻璃微珠20-30份，增稠剂1-3份，润湿剂1-3份，消泡剂1-3份，分散剂1-3份，成膜助剂1-3份。
一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料制备方法，包括如下步骤：
S1，按照质量份数配比称取涂料的原料：A：复合有机无机成膜基料组份：丙烯酸树脂20-30份，PH值调节剂2-5份，稳定剂5-10份，偶联剂5-10份，无机硅酸锂60-80份；
S2，按配方量依次在反应釜中投入丙烯酸树脂，在低速搅拌的情况下投入稳定剂、偶联剂，30分钟后用PH值调节剂调节体系的PH值到10-12，再加入硅酸锂，继续搅拌30分钟，过滤出料，即得一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料用的成膜基料；
S3，按照质量份数配比称取涂料的原料：B：改性二氧化硅气凝胶：气凝胶10-30份，去离子水70-90份，表面活性剂2-5份；
S4，依配方量依次在反应釜中加入去离子水，低速搅拌的情况下加入表面活性剂，采取真空吸附法加入二氧化硅气凝胶，慢速搅拌即得一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料所需的改性的气凝胶；
S5，依配方量依次在调漆釜中加入S2制取的有机无机成膜物质，分散剂，在搅拌的情况下加入S4经过改性的气凝胶，空心玻微珠，消泡剂、辅助成膜助剂，低速搅拌50分钟即得成品。
优选的，所述成膜物质为经过有机改性的硅酸锂，所述气凝胶为经过表面改性的易分散于小的气凝胶。
优选的，所述空心玻璃微珠为粒径为40um、强度37.9mpa、密度为0.38g/cc的空心玻璃微珠。
优选的，所述PH值调节剂为氢氧化钾水溶液。
优选的，所述成膜助剂为2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚的一种或几种的复合。
本发明的有益效果：
1、 涂料既具有无机涂料优良的耐候性，又具备有机涂料优良柔韧性、稳定性和施工性。另外，该基料有机成分与无机成分配比合理，具有不燃性和阻燃性，涂层中的有机成份会随温度的升高而进行碳化，生成少量气体和水蒸气，部分顺着涂层的空隙逸出，部分以微气泡的形式存在于涂层中，增加了涂层的孔隙率，一定程度上提升了涂层的隔热效果，该涂层可以在 500℃高温下使用。
2、通过超分散剂加阴离子表面活性剂，采用特点工艺进行改性，在其分子结构表面增加亲水基团，保持分子结构内部的憎水基团，使其在生产一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料过程中极易分散，而且不再再次团聚，影响其使用性能。
3、本发明选择硅气凝胶和空心玻璃珠作为复合隔热填料， 通过加入硅气凝胶对以空心玻璃微珠作为功能填料的保温涂料进行性能提升。
具体实施方式
下面将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。
实施例一
一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料，按质量份计包括：
A：复合有机无机成膜基料组份：
丙烯酸树脂20份，玻璃化温度在0℃柔性纯丙烯酸乳液，主要对硅酸锂在韧性方面进行改进。
PH值调节剂2份，20%氢氧化钾水溶液，调节体系的PH值。
稳定剂5份，高分子聚合型稳定剂，增加体系的贮存稳定性
偶联剂5份，乙烯基三甲氧乙氧硅烷，通过氧基与无机树脂功能键结合，有机基与丙烯酸树脂键结合，使有机无机形成互穿网络结构树脂。
无机硅酸锂80份。模数：3.9±0.2，含量30±2，PH值为11.5±1无机硅酸盐树脂
B：改性二氧化硅气凝胶：
气凝胶10份，具有绝热效果功能性材料
去离子水80份，
表面活性剂2份，星状聚醚类表面活性剂，改善气凝胶的表面能。
超分散剂10份，能使气凝胶保持固有蔬水性及稳定性。
C：一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料合成：
复合有机无机成膜基料A，本实施例合成的有机无机复合树脂
改性二氧化硅气凝胶B，本实施例经过改性的气凝胶
空心玻璃微珠20-30份，具有一定绝热效应功能性填料
增稠剂1份，增加涂料的粘度及施工性能
润湿剂1份，增加体系的贮存稳定性
消泡剂1份，消除在制漆过程中产生的机械泡及微泡，使漆膜具有更优越的装饰效果和防腐性能，
分散剂1份，提高涂料的稳定性，
成膜助剂1份，提升涂料的成膜性能。
本实施例中，所述成膜物质为经过有机改性的硅酸锂，所述气凝胶为经过表面改性的易分散型的气凝胶。
本实施例中，所述的稳定剂为科莱恩公司的SP PLUS型稳定剂，
本实施例中，所述的偶联为乙烯基三甲氧乙氧硅烷美国联合碳化A174，
本实施例中，所述空心玻璃微珠为粒径为40um、强度37.9mpa、密度为0.38g/cc的空心玻璃微珠。
本实施例中，所述的一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料，所述PH值调节剂为氢氧化钾水溶液。
本实施例中，所述的增稠剂为提升体系稠度和施工性能聚氨酯类增稠剂，
本实施例中，所超分散剂为聚合分子级的分散剂，
本实施例中，所述表面活性剂为星状聚醚类表面活性剂，
本实施例中所述的一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料，所述的成膜助剂为2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚的一种或几种的复合。
本实施例一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料的制备方法，包括以下步骤
步骤一，按照质量份数配比称取涂料的原料： A：复合有机无机成膜基料组份:丙烯酸树脂20份，PH值调节剂2份，稳定剂5份，偶联剂5份，无机硅酸锂80份。
步骤二： 按配方量依次在反应釜中投入丙烯酸树脂，在低速搅拌的情况下投入稳定剂、偶联剂，搅拌30分钟后用PH值调节剂调节体系的PH值到10-12，再加入硅酸锂，继续搅拌30分钟，过滤出料，即得一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料用的成膜基料。
步骤三：按照质量份数配比称取涂料的原料：B: 改性二氧化硅气凝胶：气凝胶10份，去离子水80份，表面活性剂2份，超分散剂10份，
步骤四：依配方量依次在反应釜中加入去离子水，低速搅拌的情况下加入表面活性剂，采取真空吸附法加入二氧化硅气凝胶，慢速搅拌即得一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料所需的改性的气凝胶。
步骤五：依配方量依次在调漆釜中加入步骤二制取的有机无机成膜物质、去离子水，分散剂，在搅拌的情况下加入步骤四经过改性的气凝胶，空心玻微珠，消泡剂、辅助成膜助剂，低速搅拌50分钟即得成品。
实施例二
一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料，按质量份计包括：
A：复合有机无机成膜基料组份：
丙烯酸树脂25份，
PH值调节剂3.5
稳定剂7.5份，
偶联剂7.5份，
无机硅酸锂70份，
B：改性二氧化硅气凝胶：
气凝胶15份，
去离子水70份，
表面活性剂3.5份，
超分散剂15份，
C：一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料合成：
复合有机无机成膜基料A，本实施例合成的有机无机复合树脂
改性二氧化硅气凝胶B，本实施例经过改性的气凝胶
空心玻璃微珠25份，
增稠剂2份，
润湿剂2份，增加体系的贮存稳定性
消泡剂2份，
分散剂2份，
成膜助剂2份，
本实施例一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料的制备方法，包括以下步骤
步骤一，按照质量份数配比称取涂料的原料： A:复合有机无机成膜基料组份:丙烯酸树脂25份，PH值调节剂3.5份，稳定剂7.5份，偶联剂7.5份，无机硅酸锂70份。
步骤二：按配方量依次在反应釜中投入丙烯酸树脂，在低速搅拌的情况下投入稳定剂、偶联剂，搅拌30分钟后用PH值调节剂调节体系的PH值到10-12，再加入硅酸锂，继续搅拌30分钟，过滤出料，即得一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料用的成膜基料。
步骤三：按照质量份数配比称取涂料的原料：B: 改性二氧化硅气凝胶：气凝胶15份，去离子水70份，表面活性剂3.5份，超分散剂15份，
步骤四：依配方量依次在反应釜中加入去离子水，低速搅拌的情况下加入表面活性剂，采取真空吸附法加入二氧化硅气凝胶，慢速搅拌即得一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料所需的改性的气凝胶。
步骤五：依配方量依次在调漆釜中加入步骤二制取的有机无机成膜物质、去离子水，分散剂，在搅拌的情况下加入步骤四经过改性的气凝胶，空心玻微珠，消泡剂、辅助成膜助剂，低速搅拌50分钟即得成品。
实施例三
一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料，按质量份计包括：
A：复合有机无机成膜基料组份：
丙烯酸树脂30份，
PH值调节5份，
稳定剂10份，
偶联剂10份，
无机硅酸锂60份，
B：改性二氧化硅气凝胶：
气凝胶30份，
去离子水90份，
表面活性5份，
超分散剂20份，
C：一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料合成：
复合有机无机成膜基料A，本实施例合成的有机无机复合树脂
改性二氧化硅气凝胶B，本实施例经过改性的气凝胶
空心玻璃微珠30份，
增稠剂3份，
润湿剂3份，增加体系的贮存稳定性
消泡剂3份，
分散剂3份
成膜助剂3份，
本实施例一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，按照质量份数配比称取涂料的原料：A：复合有机无机成膜基料组份：丙烯酸树脂30份，PH值调节剂5份，稳定剂10份，偶联剂10份，无机硅酸锂60份。
步骤二：按配方量依次在反应釜中投入丙烯酸树脂，在低速搅拌的情况下投入稳定剂、偶联剂，搅拌30分钟后用PH值调节剂调节体系的PH值到10-12，再加入硅酸锂，继续搅拌30分钟，过滤出料，即得一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料用的成膜基料。
步骤三：按照质量份数配比称取涂料的原料：B: 改性二氧化硅气凝胶：气凝胶30份，去离子水90份，表面活性剂5份，超分散剂20份。
步骤四：依配方量依次在反应釜中加入去离子水，低速搅拌的情况下加入表面活性剂，采取真空吸附法加入二氧化硅气凝胶，慢速搅拌即得一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料所需的改性的气凝胶。
步骤五：依配方量依次在调漆釜中加入步骤二制取的有机无机成膜物质、去离子水，分散剂，在搅拌的情况下加入步骤四经过改性的气凝胶，空心玻微珠，消泡剂、辅助成膜助剂，低速搅拌50分钟即得成品。
实施例1、实施例2、实施例3产品性能验证：表一
项目 实施例1 实施例2 实施例3 检测标准
耐中性盐雾性/h 408 504 360 GB/T1771-2007
耐盐水性/h 120 240 172 GB/T9274-1988
耐水性/h 96 72 72 GB/T1733-1993
耐酸性/h 96 72 72 GB/T9274-1988
耐碱性/h 96 72 72 GB/T9274-1988
耐热性℃ 350 ＞500 400 GB/T1753-89
实施例1、实施例2、实施例3实施结果热效性能能验证：表二
反射隔热功能性材料的用量 当量导热系数W/(m.k)
实施例1 0.035
实施例2 0.02
实施例3 0.04
综上所述，通过对比得知，实施案例二耐盐雾性能最好，盐雾测试504h无起起泡、生锈、耐热性＞500℃无异常，耐水性、耐酸性、耐油性、耐碱性、附着力情况良好。当量导热系数0.02 W/(m.k).测试条件环境温度25℃，相对湿度50%-60%，能满足标准要求，（50±2）℃热贮7d无异常，储存放置无问题，使用时用水调节施工粘度，使用方便、环保。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料，其特征在于，所述石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料，所述涂料的原料按质量份数为：A：复合有机无机成膜基料组份：丙烯酸树脂20-30份，PH值调节剂2-5份，稳定剂5-10份，偶联剂5-10份，无机硅酸锂60-80份，B：改性二氧化硅气凝胶：气凝胶10-30份，去离子水70-90份，表面活性剂2-5份，C：复合有机无机成膜基料A，改性二氧化硅气凝胶B，空心玻璃微珠20-30份，增稠剂1-3份，润湿剂1-3份，消泡剂1-3份，分散剂1-3份，成膜助剂1-3份。
2.一种根据权利要求1所述的一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，按照质量份数配比称取涂料的原料：A：复合有机无机成膜基料组份：丙烯酸树脂20-30份，PH值调节剂2-5份，稳定剂5-10份，偶联剂5-10份，无机硅酸锂60-80份；
S2，按配方量依次在反应釜中投入丙烯酸树脂，在低速搅拌的情况下投入稳定剂、偶联剂，30分钟后用PH值调节剂调节体系的PH值到10-12，再加入硅酸锂，继续搅拌30分钟，过滤出料，即得一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料用的成膜基料；
S3，按照质量份数配比称取涂料的原料：B：改性二氧化硅气凝胶：气凝胶10-30份，去离子水70-90份，表面活性剂2-5份；
S4，依配方量依次在反应釜中加入去离子水，低速搅拌的情况下加入表面活性剂，采取真空吸附法加入二氧化硅气凝胶，慢速搅拌即得一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料所需的改性的气凝胶；
S5，依配方量依次在调漆釜中加入S2制取的有机无机成膜物质，分散剂，在搅拌的情况下加入S4经过改性的气凝胶，空心玻微珠，消泡剂、辅助成膜助剂，低速搅拌50分钟即得成品。
3.根据权利要求1所述的一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料，其特征在于，所述成膜物质为经过有机改性的硅酸锂，所述气凝胶为经过表面改性的易分散于小的气凝胶。
4.根据权利要求1所述的一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料，其特征在于，所述空心玻璃微珠为粒径为40um、强度37.9mpa、密度为0.38g/cc的空心玻璃微珠。
5.根据权利要求1所述的一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料，其特征在于，所述PH值调节剂为氢氧化钾水溶液。
6.根据权利要求1所述的一种石油管道用新型防火、耐高温防腐隔热涂料，其特征在于，所述成膜助剂为2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚的一种或几种的复合。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115197619A (zh) * 2022-07-18 2022-10-18 江苏江南烯元石墨烯科技有限公司 一种新型环保气凝胶隔热涂料的制备
CN115926551A (zh) * 2022-11-02 2023-04-07 杭州明敏涂料有限公司 一种堇青石红外反射隔热保温涂料及制备工艺
CN117165140A (zh) * 2023-09-26 2023-12-05 北京蓝彬尚科建筑工程有限公司 一种具备隔热保温防火功能的涂层及其制备方法

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