CN115851051A - 一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料，按重量份数计，所述绝热防腐涂料包括以下组分：水性丙烯酸树脂30‑35份、功能填料40‑50份、去离子水10‑30份、成膜助剂0.5‑1份、分散剂0.2‑0.5份；所述绝热防腐涂料的制备方法包括以下步骤：将所述水性丙烯酸树脂、所述去离子水、所述成膜助剂和所述分散剂加入反应釜中，得第一混合溶液，对所述第一混合溶液进行搅拌，得混合乳液；向所述混合乳液内加入所述功能填料，得第二混合溶液，对所述第二混合溶液搅拌，得膏状体物料；用氨水调节所述膏状体的pH，得绝热防腐涂料，本发明的绝热防腐涂料具有消除保温层下腐蚀的效果，还具有绝热、防水、防腐和防热辐射的功能，本发明的绝热防腐涂料的制备方法简单，易于施工。

Description

一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料

技术领域

本发明涉及涂料领域，具体涉及一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料。

背景技术

石油化工、电力工业、船舶、民用建筑等领域由于环保、安全和节能的需要，上述各领域涉及的设备、管道、加热炉、储罐等设施需采用绝热防腐材料进行包覆，目前采用的绝热防腐材料有玻璃纤维、矿物棉、硅酸钙、珍珠岩、泡沫玻璃、闭孔泡沫等，这些材料一般以板状或管状的形式存在，绝热防腐材料需要根据工艺温度和绝热要求选择绝热材料的厚度与层数，目前传统绝热防腐结构从内到外分别是：防腐底漆、保温层、防水或防潮层、外表保护层。

传统绝热防腐材料的结构普遍存在保温层下腐蚀即CUI问题，其隐蔽性强且危害大，原因如下：①传统绝热防腐材料的导热系数为0.064W/(m·k)，质量较好的材料的导热系数可达0.042W/(m·k)，因此，要达到设备的绝热要求，通常情况下，保温层厚度较大，高达几十厘米；②传统绝热防腐材料含有腐蚀介质，或是憎水性能差，因分段施工、分段敷设，未能形成一种连续的整体，且在使用过程中防水层发生老化或破损，随着雨水的渗入，腐蚀介质水解后，形成强酸或滋生微生物，导致设备保温层下腐蚀，设备减薄、甚至穿孔失效；③关于检测方面，由于传统设备表面上的绝热防腐层多用钢丝捆扎施工，导致大多检测设备很难做到精准检测保温层下设备表面的腐蚀缺陷及其他特征，存在较大的安全隐患，且遇到外形复杂的结构难以实施。

针对上述问题，目前的解决方案为使用气凝胶、纳米微孔保温毡、铝镁质防火保温毡等材料替代传统的绝热防腐材料，其导热系数更低，可减少保温层厚度，但其施工方法、整体结构与传统材料一样，未能摆脱传统模式、无优化与升级，不能从根本上解决CUI问题，CUI是一种影响石油化工及其他工业设施的损伤机制，难于管理，因此，对于在役管道、设备而言，CUI导致的腐蚀失效可能是灾难性的。

发明内容

本发明提供了一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料，按重量份数计，所述绝热防腐涂料包括以下组分：

在本发明中，所述水性丙烯酸树脂主要是用于粘结涂料与基材，增强涂料的强度和提高涂料的包括热胀冷缩、柔韧性在内的物理性能，所述水性丙烯酸树脂自身具有耐高温、保光保色、耐候、抗污染等性能。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料的一个优选方案，所述功能填料为玻璃空心微珠、聚苯乙烯空心微珠和纳米二氧化硅空心微珠中的一种或多种，在本发明中，所述功能填料的作用是增强涂料的密度，提高涂料的绝热即保温和保冷的作用，增强涂料的防腐性能，同时，防止高温水蒸汽及有害腐蚀介质的侵入，从而达到防止和消除保温层下腐蚀的目的。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料的一个优选方案，按重量份数计，所述玻璃空心微珠为20-30份，所述聚苯乙烯空心微珠为20-30份，所述纳米二氧化硅空心微珠为15-20份。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料的一个优选方案，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚、三丙二醇丁醚、醇酯十二和醇酯十六中的一种或多种，在本发明中，所述成膜助剂用于改善涂料的流平性，提高涂料的温度适应性和施工有效性。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料的一个优选方案，按重量份数计，所述二丙二醇丁醚为0.2-0.3份，所述三丙二醇丁醚为0.2-0.3份，所述醇酯十二为0.2-0.5份，所述醇酯十六为0.2-0.5份。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料的一个优选方案，所述分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠、三聚磷酸钾和六偏磷酸钠中的一种或多种，在本发明中，所述分散剂用于保持涂料制造和运输过程中的均匀状态，防止填料结块、高分子聚合物重新自聚等的作用。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料的一个优选方案，按重量份数计，所述水玻璃为0.1-0.2份，所述三聚磷酸钠为0.2-0.3份，所述三聚磷酸钾为0.2-0.3份，所述六偏磷酸钠为0.1-0.2份。

在本发明中，所述去离子水的作用是稀释涂料，在涂料使用实施中改善涂施性能的作用。

在本发明中，所述水性丙烯酸树脂的制备方法包括以下步骤：

①在三口烧瓶内加入第一份十二烷基硫酸钠、第一份烷基酚聚氧乙烯醚、第一份过硫酸铵和第一份去离子水混合，得第一混合物，在1500r/min的转速下搅拌所述三口烧瓶内的所述第一混合物，搅拌至所述第一混合物全部溶解；

②向所述第一混合物全部溶解后的所述三口烧瓶内加入甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯，并搅拌15min，得单体预乳化液，并将所述单体预乳化液转移到恒压沉液漏斗中；

③将聚合釜置于温度为50℃的水浴中，向所述聚合釜内加入第二份十二烷基硫酸钠、第二份烷基酚聚氧乙烯醚和第二份去离子水混合，得第二混合物，1500r/min的转速下搅拌所述聚合釜内的所述第二混合物，搅拌至所述第二混合物全部溶解；

④将所述单体预乳化液总重量的5％加入所述聚合釜内，再将第二份过硫酸铵溶于5g去离子水中并加入所述聚合釜内；

⑤将所述恒压沉液漏斗中的剩余的所述单体预乳化液滴加到所述聚合釜内，所述滴加时间为2h；

⑥继续在水浴温度为50℃的条件下反应2h，再停止加热；

⑦向结束加热后的所述聚合釜内滴加氨水，使所述聚合釜内的物料的pH值为7，即得水性丙烯酸树脂。

在上述水性丙烯酸树脂的制备方法中，所述第一份十二烷基硫酸钠的重量为所述十二烷基硫酸钠的重量的2/3，所述第一份烷基酚聚氧乙烯醚的重量为所述烷基酚聚氧乙烯醚的重量的2/3,所述第一份过硫酸铵的重量为所述过硫酸铵的重量的2/3，所述第一份去离子水的重量为所述去离子水的重量的1/3，所述第二份十二烷基硫酸钠的重量为所述十二烷基硫酸钠的重量的1/3，所述第二份烷基酚聚氧乙烯醚的重量为所述烷基酚聚氧乙烯醚的重量的1/3，所述第二份过硫酸铵的重量为所述过硫酸铵的重量的1/3，所述第二份去离子水的重量为所述去离子水的总重量的2/3减5g。

上述水性丙烯酸树脂的制备流程如(※)所示：

本发明所述的消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

第一步：将所述水性丙烯酸树脂、所述去离子水、所述成膜助剂和所述分散剂按配方加入反应釜中，得第一混合溶液，对所述反应釜内的所述第一混合溶液进行第一次搅拌，得混合乳液；

第二步：向所述反应釜内的所述混合乳液内加入所述功能填料，得第二混合溶液，对所述第二混合溶液进行第二次搅拌，得膏状体物料；

第三步：用氨水调节所述反应釜内的所述膏状体物料的pH，得消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料的制备方法的一个优选方案，所述第一次搅拌的速度为2000r/min、时间为2至2.5h，所述第二次搅拌的速度为200至500r/min、时间为0.5至1h。

作为本发明所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料的制备方法的一个优选方案，所述膏状体物料的pH为8。

本发明的有益效果：

(1)本发明的绝热防腐涂料具有消除保温层下腐蚀的效果，还具有绝热、防水、防腐、防热辐射和美观的特点。

(2)本发明的绝热防腐涂料不含具有危害性的氯化物、毒素、玻璃纤维、可二次水解的有害腐蚀介质等物质，对环境无污染，环保。

(3)本发明的绝热防腐涂料的绝热性能强，且其保温层厚度仅为传统材料的1/3。

(4)本发明的绝热防腐涂料在180℃以下具有优异的绝热性能，可直接在常温设备表面或温度高达150℃的炙热底材表面涂装施工，使表面平均温度降至50至55℃，可预防灼伤和停工停产事故，且本发明的绝热防腐涂料为非易燃物，其燃烧性能等级为A级。

(5)本发明的绝热防腐涂料的附着力强，可涂装在多种金属底材如不锈钢表面，涂层出现机械破损时容易修复，且可配套涂装后续涂层以强化绝热防腐层的性能功效，确保各种设施安全运行。

(6)本发明的绝热防腐涂料的制备方法简单，易于施工。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

在本发明的实施例中，按重量份数计的每一份的重量等于10g。

实施例1

按照实施例1的消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料，按重量份数计，包括以下组分：

水性丙烯酸树脂30份；玻璃空心微珠20份、聚苯乙烯空心微珠30份；去离子水30份；二丙二醇丁醚0.2份、三丙二醇丁醚0.3份；水玻璃0.1份、六偏磷酸钠0.1份。

绝热防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

第一步：将300g水性丙烯酸树脂、300g去离子水、2g二丙二醇丁醚、3g三丙二醇丁醚、1g水玻璃和1g六偏磷酸钠加入反应釜中，得第一混合溶液，对反应釜内的第一混合溶液在转速为2000r/min的速度下搅拌2h，得混合乳液；

第二步：向反应釜内的混合乳液内加入200g玻璃空心微珠和300g聚苯乙烯空心微珠，得第二混合溶液，对第二混合溶液在转速为200r/min的速度下搅拌1h，得膏状体物料；

第三步：用氨水调节反应釜内的膏状体物料的pH为8，得消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料。

实施例2

按照实施例2的消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料，按重量份数计，包括以下组分：

水性丙烯酸树脂35份；玻璃空心微珠20份、纳米二氧化硅空心微珠20份；去离子水30份；醇酯十二0.5份、醇酯十六0.5份；三聚磷酸钠0.2份、三聚磷酸钾0.3份。

绝热防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

第一步：将350g水性丙烯酸树脂、300g去离子水、5g醇酯十二、5g醇酯十六、2g三聚磷酸钠和3g三聚磷酸钾加入反应釜中，得第一混合溶液，对反应釜内的第一混合溶液在转速为2000r/min的速度下搅拌2.5h，得混合乳液；

第二步：向反应釜内的混合乳液内加入200g玻璃空心微珠和200g纳米二氧化硅空心微珠，得第二混合溶液，对第二混合溶液在转速为500r/min的速度下搅拌1h，得膏状体物料；

第三步：用氨水调节反应釜内的膏状体物料的pH为8，得消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料。

实施例3

按照实施例3的消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料，按重量份数计，包括以下组分：

水性丙烯酸树脂35份；聚苯乙烯空心微珠25份、纳米二氧化硅空心微珠15份；去离子水10份；二丙二醇丁醚0.2份、三丙二醇丁醚0.2份、醇酯十二0.2份、醇酯十六0.4份；水玻璃0.1份、三聚磷酸钠0.2份、三聚磷酸钾0.2份。

绝热防腐涂料的制备方法包括以下步骤：

第一步：将350g水性丙烯酸树脂、100g去离子水、2g二丙二醇丁醚、2g三丙二醇丁醚、2g醇酯十二、4g醇酯十六、2g三聚磷酸钠和2g三聚磷酸钾加入反应釜中，得第一混合溶液，对反应釜内的第一混合溶液在转速为2000r/min的速度下搅拌2.5h，得混合乳液；

第二步：向反应釜内的混合乳液内加入200g玻璃空心微珠和200g纳米二氧化硅空心微珠，得第二混合溶液，对第二混合溶液在转速为500r/min的速度下搅拌0.8h，得膏状体物料；

第三步：用氨水调节反应釜内的膏状体物料的pH为8，得消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料。

实施例4

将实施例1至3制得的绝热防腐涂料涂在150mm×70mm×0.28mm的测试级马口铁板上，对涂膜的耐化学和耐物理性能进行测试，结果见表1：

表1实施例1至3的绝热防腐涂料的耐化学和耐物理性能测试结果表

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根据表1的结果可知，实施例1至3制得的绝热防腐涂料的耐冲击性强、柔韧性好、附着力高、长时间耐高温、隔热温差适中、耐酸、耐碱、耐油，防腐效果好。

以上所述仅是本发明的实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料，其特征在于，按重量份数计，所述绝热防腐涂料包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料，其特征在于，所述功能填料为玻璃空心微珠、聚苯乙烯空心微珠和纳米二氧化硅空心微珠中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料，其特征在于，按重量份数计，所述玻璃空心微珠为20-30份，所述聚苯乙烯空心微珠为20-30份，所述纳米二氧化硅空心微珠为15-20份。

4.根据权利要求1所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料，其特征在于，所述成膜助剂为二丙二醇丁醚、三丙二醇丁醚、醇酯十二和醇酯十六中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料，其特征在于，按重量份数计，所述二丙二醇丁醚为0.2-0.3份，所述三丙二醇丁醚为0.2-0.3份，所述醇酯十二为0.2-0.5份，所述醇酯十六为0.2-0.5份。

6.根据权利要求1所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料，其特征在于，所述分散剂为水玻璃、三聚磷酸钠、三聚磷酸钾和六偏磷酸钠中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料，其特征在于，按重量份数计，所述水玻璃为0.1-0.2份，所述三聚磷酸钠为0.2-0.3份，所述三聚磷酸钾为0.2-0.3份，所述六偏磷酸钠为0.1-0.2份。

8.权利要求1至7任一项所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

第一步：将所述水性丙烯酸树脂、所述去离子水、所述成膜助剂和所述分散剂按配方加入反应釜中，得第一混合溶液，对所述反应釜内的所述第一混合溶液进行第一次搅拌，得混合乳液；

第二步：向所述反应釜内的所述混合乳液内加入所述功能填料，得第二混合溶液，对所述第二混合溶液进行第二次搅拌，得膏状体物料；

第三步：用氨水调节所述反应釜内的所述膏状体物料的pH，得消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料。

9.根据权利要求8所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述第一次搅拌的速度为2000r/min、时间为2至2.5h，所述第二次搅拌的速度为200至500r/min、时间为0.5至1h。

10.根据权利要求8所述的一种消除保温层下腐蚀的绝热防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述膏状体的pH为8。