一种石化管道用可常温固化的耐高温防腐保温材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种石化管道用可常温固化的耐高温防腐保温材料及其制备方法与应用。该方法将常温成膜树脂，空气隔热填料，二次成膜粉，耐高温颜料，无机防沉剂，有机硅增强剂，二甲苯混合搅拌得甲组分；将固化剂，促进剂混合搅拌得乙组分；将甲、乙组分按重量比为100:3~100:70常温混合搅拌得材料。该材料常温固化，有优异的粘接性、防腐蚀性、保温性，可以耐500℃以上高温，还将传统的“防腐层+绝热层+防护层”合并成一种多功能复合材料，简化了施工程序，大大降低了施工成本，适合大面积施工，可应用于石油裂解设备、高温蒸汽管道、高温反应设备和管道等大型高温化工设备的防腐保温工程中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐高温防腐保温材料领域，具体涉及一种石化管道用可常温固化的耐高温防腐保温材料及其制备方法与应用。
技术介绍
目前在我国的石油炼化行业中，设备和管道的防护措施由典型的“防腐层+绝热层+防护层”组成。防腐层是一般的防腐底漆；绝热层是传统的岩棉纤维或者硅酸铝卷毡等，该材料吸水率高，多属型材、接缝多、一般有10-20cm厚；防护层是直径为1-2m的镀锌铁皮或铝皮。实际的石油化工设备和管道往往比较密集，传统的三段式防护措施不仅给施工带来很大不便；而且这种保温体系在管道的弯头、接口、阀门处不易包覆，使其裸露在空气中，更易遭受腐蚀，严重破坏保温效果。腐蚀不仅造成巨大的经济损失，同时给安全生产带来诸多隐患，尤其是石油裂解设备、高温反应设备和管道具有高温、高压和复杂的腐蚀介质的特点，设备腐蚀问题解决不好将严重影响正常生产；同时有关资料表明，每年因管道散热而损失的能量约占石化行业总耗能的30％，因此做好石化管道尤其是高温设备和管道的防腐保温工作至关重要。常温成膜树脂是以Si-O-Si主链为基本单元结构，侧链通过Si原子与其他各种有机基团，如甲基、苯基等缩聚而成。这种特殊的结构，赋予常温成膜树脂诸多优异的性能，例如良好的粘接性、优异的耐溶剂性和防腐性、持久的耐候性、极佳的耐高温性和可常温固化性。该材料之所以耐高温是因为常温成膜树脂主链Si-O-Si的键能远远高于侧基C-C键和C-O键的键能，随着温度的不断升高，常温成膜树脂中的侧链基团如甲基、苯基被逐渐分解、挥发，当温度超过400℃时，二次成膜粉逐渐融化并与常温成膜树脂的Si-O-Si主链相互作用、重新成膜，形成新的耐高温硅化层，即高温“二次成膜”机理。因此在常温成膜树脂涂料中加入二次成膜粉可以应用于500℃以上高温的石油化工设备和管道。空气隔热填料微珠宏观上呈白色粉末，属于碱石灰硼硅酸盐玻璃材料。微观上是一颗颗薄壁、封闭、中空的玻璃质球体，球体内部包裹一定量的气体，且球体粒径大小不一。由于其内部中空、包裹气体，因此具有质量轻、导热系数低、抗压能力强、稳定性优异等特点；球体粒径大小不一则可以形成粒径上的相互补充，使得空心微珠应用在复合材料中具有合理填补空隙的特点；导热系数低使得该填料应用于复合材料中，可以赋予材料优异的保温性能。综上所述，空气隔热填料加入到常温成膜树脂中可以大大增加该材料的保温性能。
技术实现思路
本专利技术是针对石油化工设备和管道，尤其是石油裂解设备、高温反应设备和管道现有的传统的防护措施的缺点和不足，提供了一种石化管道用可常温固化的耐高温防腐保温材料及其制备方法与应用。本专利技术将常温成膜树脂和具有高温“二次成膜”机理的二次成膜粉有效结合起来，通过添加空气隔热填料，实现耐高温、防腐、保温一体化。该材料可以实现常温固化，具有高温“二次成膜”特性，可以耐500℃以上高温；该材料具有较低的导热系数，保温性能优异；该材料与底材有优异的粘接性和防腐蚀性。本专利技术的另一个目的是将传统的“防腐层+绝热层+防护层”合并成一种多功能复合材料，既简化了施工程序，大大降低施工成本；又同时具有三种材料的功能，且各种性能进一步优化。本专利技术的目的通过下述技术方案实现。一种石化管道用可常温固化的耐高温防腐保温材料，该材料由甲组分和乙组分组成，所述甲组分由以下重量份数计的组分组成：所述乙组分由以下重量份数计的组分组成：固化剂5～97；促进剂3～95。其中，甲、乙组分的重量比为100:3～100:70。所述的常温成膜树脂为纯硅树脂KR-213(信越有机硅公司)、环氧改性有机硅树脂YN-W304和丙烯酸改性有机硅树脂YN-W301(常州源恩合成材料有限公司)中的一种或者多种的混合物。所述的空气隔热填料为空心陶瓷微珠、空心玻璃微珠、膨胀珍珠岩和硅气凝胶中的一种或多种混合物。所述的空心陶瓷微珠为HCB-1和HCB-2(上海格润亚纳米材料有限公司)中的一种或者多种的混合物；所述的空心玻璃微珠为HGB-1和HGB-2(美国3M公司)中的一种或者多种的混合物；所述的膨胀珍珠岩为EPL(郑州市奥捷进出口贸易有限公司)；所述的硅气凝胶为CPA-100和CPA-200(中山科邦化工材料有限公司)中的一种或者多种的混合物。所述的二次成膜粉为低温熔融玻璃粉D240、D245和D250(欧克创德粉体有限公司)中的一种或者多种的混合物。所述的耐高温颜料为耐高温白色颜料、耐高温黑色颜料和耐高温黄色颜料中的一种或者多种的混合物。其中所述的耐高温白色颜料为钛白、氧化锌和锌钡白中的一种或者多种的混合物；所述的耐高温黄色颜料为锶黄和铬黄中的一种或者多种的混合物；所述的耐高温黑色颜料为二氧化锰和铬铁黑中的一种或者多种的混合物。所述的无机防沉剂为气相二氧化硅R106、R202、R972和R812(德国德固赛公司)中的一种或者多种的混合物。所述的有机硅增强剂为KH550、KH560和KH602(广州化工试剂有限公司)中的一种或者多种的混合物。所述的固化剂为胺类固化剂和改性胺类固化剂中的一种或者多种的混合物。胺类固化剂为二乙烯三胺、N，N-二乙胺基丙胺、间苯二胺和二氨基二苯甲烷中的一种或者多种的混合物；改性胺类固化剂为593#、591#，酚醛胺类固化剂810#、910#，聚酰胺类固化剂650#或651#中的一种或者多种的混合物。所述的促进剂为三乙醇胺、二甲基苯胺、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚和2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚的三-2-乙基己酸盐中的一种或者多种的混合物。以上所述的一种石化管道用可常温固化的耐高温防腐保温材料的制备方法，包括以下步骤：将10～90重量份的常温成膜树脂，3～50重量份的空气隔热填料，5～75重量份的二次成膜粉，0～10重量份的耐高温颜料，0～5重量份的无机防沉剂，0～6重量份的有机硅增强剂，0～15重量份的二甲苯混合搅拌得到甲组分；将5～97重量份的固化剂，3～95重量份的促进剂混合搅拌得到乙组分；将甲、乙组分按照重量比为100:3～100:70常温混合搅拌均匀得到一种石化管道用可常温固化的耐高温防腐保温材料。以上所述的一种石化管道用可常温固化的耐高温防腐保温材料应用于石油裂解设备、高温蒸汽管道、高温反应设备和管道等大型高温化工设备的防腐保温工程中。本专利技术相对于现有技术具备如下的突出优点和效果：1)本专利技术以常温成膜树脂为基料，加入固化剂和促进剂，双组份体系实现常温固化，提高了材料与基材的粘接性，具有优异的防腐性能及力学性能，材料强度高，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石化管道用可常温固化的耐高温防腐保温材料，其特征在于，该材料由甲组分和乙组分组成，所述甲组分由以下重量份数计的组分组成：常温成膜树脂                                   10~90；空气隔热填料                                   3~50；二次成膜粉                                     5~ 75；耐高温颜料                                     0~10；无机防沉剂                                     0~5；有机硅增强剂                                   0~6；二甲苯                                         0~15；所述乙组分由以下重量份数计的组分组成：固化剂                                         5~97；促进剂                                         3~95；其中，甲、乙组分的重量比为100:3~100:70。...

【技术特征摘要】
1.一种石化管道用可常温固化的耐高温防腐保温材料，其特征在于，该材料由甲组分
和乙组分组成，所述甲组分由以下重量份数计的组分组成：
常温成膜树脂10~90；
空气隔热填料3~50；
二次成膜粉5~75；
耐高温颜料0~10；
无机防沉剂0~5；
有机硅增强剂0~6；
二甲苯0~15；
所述乙组分由以下重量份数计的组分组成：
固化剂5~97；
促进剂3~95；
其中，甲、乙组分的重量比为100:3~100:70。
2.根据权利要求1所述的一种石化管道用可常温固化的耐高温防腐保温材料，其特征
在于，所述常温成膜树脂为环氧改性有机硅树脂YN-W304、信越有机硅公司的纯硅树脂KR-
213和常州源恩合成材料有限公司的丙烯酸改性有机硅树脂YN-W301中的一种或者多种的
混合物。
3.根据权利要求1所述的一种石化管道用可常温固化的耐高温防腐保温材料，其特征
在于，所述空气隔热填料为空心陶瓷微珠、空心玻璃微珠、膨胀珍珠岩和硅气凝胶中的一种
或多种的混合物；所述的空心陶瓷微珠为HCB-1和上海格润亚纳米材料有限公司的HCB-2中
的一种或者多种的混合物；所述的空心玻璃微珠为HGB-1、美国3M公司的HGB-2中的一种或
者多种的混合物；所述的膨胀珍珠岩为郑州市奥捷进出口贸易有限公司的EPL；所述的硅气
凝胶为中山科邦化工材料有限公司的CPA-100与CPA-200中的一种或者多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种石化管道用可常温固化的耐高温防腐保温材料，其特征
在于，所述二次成膜粉为低温熔融玻璃粉D240、D245和欧克创德粉体有限公司的低温熔融
玻璃粉D250中的一种或者多种的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种石化管道用可常温固化的耐高温防腐保温材料，其特征
在于，所述耐高温颜料为耐高温白色颜料、耐高温黑色颜料和耐高温黄色颜料中的一种或
者多种的混合物；其中，所述的耐高温白色颜料为钛白、氧化锌和锌钡白中的一种或者多种
的混合物；所述的耐高温黄色颜料为锶黄和铬黄中的一种或者多种的混合物；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐玉宏，张广照，廉卫珍，张国梁，马春风，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44