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用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法技术

技术编号:41124298 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-30 17:51
本发明专利技术公开一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法,所述涂料包括基础溶剂和改性溶剂;基础溶剂包括无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、石墨烯、纳米碳粉、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉;改性溶剂包括胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵。本发明专利技术提供的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料,在钢结构和设备没有发生热失控时其处于未激化状态,为钢结构和设备提供耐腐蚀、耐候保护,当火灾发生温度上升后,涂料吸收热量并激活其内部反应,厚度增加形成炭化层,有效阻隔热量传递,并且具有质量轻,造价低,易施工等优势。

【技术实现步骤摘要】

【】本专利技术涉及隔热涂料,尤其涉及一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法


技术介绍

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技术介绍

1、随着我国油气化工领域的不断深化,从内陆地向沿海、海上纵深,作业环境严苛,救援条件受限,保护人民生命与财产安全需要更优的解决方案。节能减排等政策落地,对友好型涂料提出了更高的要求。烃类物质易燃易爆,燃烧温度瞬间可达到1200摄氏度,极短时间内导致金属结构失去机械强度导致垮塌,设备失去服役能力。所以需要一种性价比较高的保护在意外发生前具备海洋环境的耐腐蚀、耐候保护,意外发生后具备防火隔热能力,保护金属结构在较长时间被不失去机械性能而导致垮塌,给人员逃生和消防救援争取更多时间,保护主要设备在意外发生后仍可继续服役,保护重大危险源,防止事故扩大;保护消防救援设备,持续服役,降低事故损失。

2、目前市场上商业化常用于烃类池火、喷射火火灾场景基本基于环氧树脂的无溶剂涂料,环氧树脂固化后能够对钢材提供更加牢固的附着力,同时提供优异的耐久性。非常适合应用于钢结构在碳氢化合物和喷射火灾中使用。现有抗喷射火防火涂料产品往往需要在施工时加入某种形式的强化层,如缠绕金属或耐高温合成网或布的形式,提高火灾中膨胀碳层的强度,加强喷射冲蚀保护能力。通过添加金属或金属化合物增加碳层强度,获得高冲蚀性的发泡碳层和低导热系数,保证碳层喷射火下不被破坏,提高隔热性能;通过控制研磨细度改变填料粒径,增加粘度;通过调整膨胀系数等工艺以降低韧性获得致密涂层,通过添加纤维增强耐冲蚀性。

3、已知的是,现有提高环氧基防火涂料膨胀碳层强度以抵御喷射火的方案有施工时铺设加强网、使用双涂层体系及物理添加金属或金属化合物等方案;通过控制研磨细度,添加纤维,调整膨胀系数实现。在高耐腐蚀、耐候性方面基本可以通过norsok m501对喷射火用钢结构防火涂料的防腐性和防腐测试衰减的要求,但上述方案均已无法适应于满足冷热循环后机械性能的技术要求,如延展性、抗压强度、拉伸强度等。而油气化工领域遍布各种气候环境,在使用温度和气候温度差较大的环境中,柔韧性是另外一个挑战。

4、申请号为cn201811237386.2的专利技术公布了一种由多种碳基材料增强的环氧膨胀型防火涂料,被广泛应用于石油化工、海洋设施等领域。该专利技术的环氧膨胀型防火涂料包括以下重量份的组分:所述环氧树脂选自双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂和酚醛环氧树脂中的一种或两种以上以任意比混合的混合物。所述碳基材料混合物由石墨烯类物质、膨胀石墨和碳纤维按重量比0.01-2.00:1-10:1-5混合而成。所述石墨烯类物质的指标为:片层直径5~30微米,层数≤10层,氧含量15%~33%。所述膨胀石墨选自下列的一种或两种以上以任意比混合的混合物:50目、80目、120目、200目、325目。优选80目和325目混合,比例为3:1。所述碳纤维选自下列的一种或两种以上以任意比混合的混合物:长度0.5cm、1cm、1.5cm、2cm。优选长度0.5cm和1.0cm混合,比例为1:1。所述成碳催化剂、发泡剂、增韧剂分别为聚磷酸铵、三聚氰胺、磷酸酯类。所述成碳剂为季戊四醇、双季戊四醇中的一种或两者以任意比混合的混合物。所述成碳增强剂为含锌、硼化合物、高岭土、玻璃石英类物质或纤维状物质的一种或两种以上以任意比混合的混合物。含锌、硼的物质包括氧化锌、碳酸锌、硼酸锌、磷酸锌、氧化硼、硼酸、硼酸钠、硼酸钾、硼酸丁酯和硼酸苯酯。高岭土包括水洗高岭土、煅烧高岭土。纤维状物质包括玻璃纤维、高硅氧纤维、硅酸铝棉、玻璃棉和耐火棉。所述颜填料为钛白粉、炭黑、氧化铝、氢氧化铝、氢氧化镁、粉煤灰漂珠、玻化微珠、陶瓷微珠中的一种或两种以上以任意比混合的混合物。所述固化剂选自下列的一种或两种以上以任意比混合的混合物:芳香胺、脂肪胺、多乙烯多胺、酚醛胺、聚醚胺、versamid系列、曼尼期碱类、腰果壳油改性胺类。优选酚醛胺固化剂,活泼氢当量300-350。所述助剂为气相二氧化硅或氢化蓖麻油中的一种。

5、该专利技术的环氧膨胀型防火涂料,防火涂料作为钢结构和设备外层,可使钢结构和设备在烃类火灾发生后具有较好的防火隔热性,按照国家标准gb14907-2002《钢结构防火涂料》中室外薄型防火涂料(wb)的性能要求进行测试通过外部火烧试验,通过该技术方案通过的隔热涂层能够起到隔热效果,但是缺点为需要辅助金属或金属化合物加强碳层强度来获得冲蚀抵抗能力,韧性一般,难适应冷热循环温差导致收缩。

6、鉴于此,实有必要提供一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法以克服上述缺陷。


技术实现思路

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技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料及其制备方法,旨在改善现有环氧膨胀型防火涂料韧性一般且难适应冷热循环温差的问题,具有质量轻,造价低,易施工等优点。

2、为了实现上述目的,本专利技术提供一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料,包括基础溶剂和改性溶剂;所述基础溶剂包括无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、石墨烯、纳米碳粉、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉;所述改性溶剂包括胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵。

3、在一个优选实施方式中,在所述基础溶剂中:所述无溶剂环氧树脂的重量占比为25%-35%,所述阻燃剂的重量占比为5%-10%,所述消泡剂的重量占比为3%-6%,所述季戊四醇的重量占比为5%-10%,所述石墨烯重量占比3%-8%,所述纳米碳粉重量占比2%-5%,所述水合硼酸锌的重量占比为2%-5%,所述钛白粉的重量占比为30%-40%,所述硅微粉的重量占比为5%-10%。

4、在一个优选实施方式中,在所述改性溶剂中:所述胺固化剂的重量占比为10%-20%,所述消泡制剂的重量占比为5%-10%,所述固化促进剂的重量占比为5%-10%,所述三聚氰胺的重量占比为5%-10%,所述氢氧化铝的重量占比为5%-10%,所述白云石的重量占比为50%-60%,所述聚磷酸铵的重量占比为5%-10%。

5、本专利技术还提供了一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料的制备方法,包括:

6、步骤s10,基础溶剂的制备:

7、s11:按照预设配比准备无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉;

8、s12:将无溶剂环氧树脂置于容器内,然后向其中缓慢加入阻燃剂、石墨烯、纳米碳粉,加入过程中使用搅拌器进行搅拌;

9、s13:依次加入消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉,并持续搅拌,随后在20℃-40℃的环境下进行冷却,同时持续搅拌;

10、s20,改性溶剂的制备:

11、s21:按照预设配比准备胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵;

12、s22:将胺固化剂置于混合容器内,然后向其中缓慢加入消泡剂,加入过程中使用搅拌器进行搅拌;

13、s23:依次加入固化促进剂、三聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料,其特征在于,包括基础溶剂和改性溶剂;所述基础溶剂包括无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、石墨烯、纳米碳粉、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉;所述改性溶剂包括胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵。

2.如权利要求1所述的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料,其特征在于,在所述基础溶剂中:所述无溶剂环氧树脂的重量占比为25%-35%,所述阻燃剂的重量占比为5%-10%,所述消泡剂的重量占比为3%-6%,所述季戊四醇的重量占比为5%-10%,所述石墨烯重量占比3%-8%,所述纳米碳粉重量占比2%-5%,所述水合硼酸锌的重量占比为2%-5%,所述钛白粉的重量占比为30%-40%,所述硅微粉的重量占比为5%-10%。

3.如权利要求1所述的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料,其特征在于,在所述改性溶剂中:所述胺固化剂的重量占比为10%-20%,所述消泡制剂的重量占比为5%-10%,所述固化促进剂的重量占比为5%-10%,所述三聚氰胺的重量占比为5%-10%,所述氢氧化铝的重量占比为5%-10%,所述白云石的重量占比为50%-60%,所述聚磷酸铵的重量占比为5%-10%。

4.一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料的制备方法,其特征在于,包括:

5.如权利要求4所述的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料的制备方法,其特征在于,在所述步骤S12中,搅拌器的转速为500r/min-600r/min。

6.如权利要求4所述的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料的制备方法,其特征在于,在所述步骤S13中,依次加入消泡剂、季戊四醇、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉的过程中,持续搅拌4min-5min,并在冷却后同时调节搅拌器转速为1400r/min-1500r/min,并持续搅拌13min-15min。

7.如权利要求4所述的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料的制备方法,其特征在于,在所述步骤S22中,搅拌器的转速为500r/min-600r/min。

8.如权利要求4所述的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料的制备方法,其特征在于,在所述步骤S23中,依次加入固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝和白云石的过程中,持续搅拌4min-5min,并在冷却后同时调节搅拌器转速为1400r/min-1500r/min,并持续搅拌13min-15min;然后将搅拌器转速降低为500r/min-600r/min,向混合容器内加入聚磷酸铵并持续搅拌4min-5min。

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【技术特征摘要】

1.一种用于烃类火焰的防热失控隔热涂料,其特征在于,包括基础溶剂和改性溶剂;所述基础溶剂包括无溶剂环氧树脂、阻燃剂、消泡剂、季戊四醇、石墨烯、纳米碳粉、水合硼酸锌、钛白粉和硅微粉;所述改性溶剂包括胺固化剂、消泡制剂、固化促进剂、三聚氰胺、氢氧化铝、白云石和聚磷酸铵。

2.如权利要求1所述的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料,其特征在于,在所述基础溶剂中:所述无溶剂环氧树脂的重量占比为25%-35%,所述阻燃剂的重量占比为5%-10%,所述消泡剂的重量占比为3%-6%,所述季戊四醇的重量占比为5%-10%,所述石墨烯重量占比3%-8%,所述纳米碳粉重量占比2%-5%,所述水合硼酸锌的重量占比为2%-5%,所述钛白粉的重量占比为30%-40%,所述硅微粉的重量占比为5%-10%。

3.如权利要求1所述的用于烃类火焰的防热失控隔热涂料,其特征在于,在所述改性溶剂中:所述胺固化剂的重量占比为10%-20%,所述消泡制剂的重量占比为5%-10%,所述固化促进剂的重量占比为5%-10%,所述三聚氰胺的重量占比为5%-10%,所述氢氧化铝的重量占比为5%-10%,所述白云石的重量占比为50%-60%,所述聚磷酸铵的重量占比为5%-10%。

4.一种用于烃...

【专利技术属性】
技术研发人员:苑晓勇
申请(专利权)人:中森新材料深圳有限公司
类型:发明
国别省市:

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