一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料及製備方法與流程

2023-06-04 15:22:14 2

本發明涉及一種塗料，具體涉及一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料及製備方法。屬於防腐塗料技術領域。

背景技術：

現代大型生產裝置，特別是石油煉製、化工、化肥、化纖等成套生產裝置中，各類冷換設備承擔著熱量轉換和傳遞的功能，佔到整個設備投資的10～40％。隨著工業的高度發展，為降低生產成本、提供使用壽命，冷換設備的防腐蝕性能改善越來越得到大家的重視。冷換設備不僅有介質腐蝕，同時還存在熱腐蝕和汙垢腐蝕，這些複雜的腐蝕條件大多是其它設備很少能夠遇到的，所以冷換設備的防腐水平是一個國家國防科技水平的重要標誌之一。

當前有一些用於冷換設備使用的防腐塗料，均為上世紀八、九十年代研發的產品，這些產品有的耐溫性差(耐溫＜150℃)，無法滿足大多數設備蒸汽掃線的要求；有的產品易脆裂、韌性差，產品的施工性能較差；有的產品防腐性能適用範圍窄，僅可以在某些特定條件下使用；有的產品防沉降性能很差，產品的儲存期較短；有的產品雙組份成分，在冷換設備防腐施工過程中增大了材料的消耗，進而造成施工成本非常之高，經濟性無法滿足要求，這些都增加了大型裝置在設計、選材以及工程施工上的難度。

技術實現要素：

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料。

本發明還提供了所述塗料的製備方法。

為實現上述目的，本發明採用下述技術方案：

一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料，是由以下重量份的組分製成的：環氧樹脂25～35份，酚醛樹脂30～40份，氧化鉻綠10～15份，超細雲母粉15～20份，炭黑5～8份，膠體石墨3～5份，氣相二氧化矽0.5～1份，稀釋劑5～8份，消泡劑1～2份，流平劑1～2份。

優選的，超細雲母粉的粒度在1250目以上。

優選的，所述稀釋劑為丙二醇甲醚醋酸酯、丁醇或環己酮中的任一種或幾種。

優選的，所述消泡劑為有機矽消泡劑。

優選的，所述流平劑為氟碳改性丙烯酸酯類流平劑。

上述的一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料的製備方法，具體步驟如下：

(1)將配方量的環氧樹脂、酚醛樹脂、氧化鉻綠、超細雲母粉、炭黑、氣相二氧化矽、消泡劑和2/3配方量的稀釋劑加入反應釜中，先經攪拌分散，然後砂磨機分散，檢測細度≤35μm，製得漿料；

(2)加入配方量的石墨，第一次攪拌分散，加入配方量的流平劑，第二次攪拌分散；

(3)加入1/3配方量的稀釋劑攪拌均勻，檢測固含量至55～60％，過濾，包裝，即得。

優選的，步驟(1)中的反應釜為塗料拉缸。

優選的，步驟(1)中的攪拌分散是以200～500r/min的速度分散10～20分鐘。

優選的，步驟(1)中砂磨機分散至細度≤35μm。

優選的，步驟(2)中的第一次攪拌分散是以300～500r/min的速度分散20～30分鐘，第二次攪拌分散是以300～500r/min的速度分散10～20分鐘。

優選的，步驟(3)中的過濾是用120目濾網過濾。

本發明的有益效果：

本發明是一種單組份熱固性塗料，規避了常規底面配方的配方設計思路，設計為底面合一的配方結構，配方設計上要兼顧塗層的附著力性能和耐腐蝕性能，底面合一的單組份配方結構對縮短塗層的塗裝周期有很大的幫助，使產品更符產品所處行業的使用需求。以該配方及生產工藝製成的SHY99冷換設備專用防腐塗料在塗裝、固化之後形成具有交聯網狀結構的塗層，其耐溫性能夠滿足煉油裝置開停工時的蒸汽掃線的要求，同時在循環水環境、介質環境等有良好的耐腐蝕性能，在冷換設備防腐上的應用範圍極廣。

本發明的耐高溫環氧酚醛塗料結合了環氧樹脂良好的附著性能和耐蝕性，酚醛樹脂優良的耐化學品性能，以及氧化鉻綠、超細雲母粉、炭黑等組分的耐熱、耐酸鹼、耐高溫、高溼功能，另外還加入了氣相二氧化矽，增強塗層抗水性、耐腐蝕性，提高漆膜附著力和柔韌性，同時改善塗料的施工性能，從而使塗層能夠適應各種嚴苛腐蝕環境。其中，氧化鉻綠不溶於水、酸及有機溶劑，對光、大氣、及腐蝕性氣體(H2S、SO2等)極穩定，耐候性優良，提高漆膜的耐溫性及耐腐蝕性能；超細雲母粉質地堅硬，機械強度高，耐高溫和溫度急劇變化，並具有耐酸鹼等良好的物化性能；膠體石墨高溫條件下具有特殊的抗氧化性，自潤滑性和可塑性，提高漆膜的導熱性和附著力。

本發明的耐高溫環氧酚醛塗料特別適用於石油、化工、電廠、製藥等生產裝置的冷換設備所面臨的各種防腐蝕應用環境，申請人經過實踐驗證，已成功應用了三百餘萬平米。

具體特點如下：

(1)優異的耐酸、耐鹼、耐油、耐有機溶劑和鹽、水溶液等特性；

(2)耐高溫性，保證了塗層在蒸汽置換掃線時，可通過240℃·10kgf/cm2蒸汽24小時吹掃；

(3)熱係數指標為：＞0.8W/(m·k)，良好的導熱性能保證了冷換設備穩定的換熱效果。

附圖說明

圖1a和圖1b分別為本發明的耐高溫環氧酚醛塗料蒸汽吹掃實驗之前和之後的狀態圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行進一步的闡述，應該說明的是，下述說明僅是為了解釋本發明，並不對其內容進行限定。

實施例1：

一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料，是由以下組分製成的：環氧樹脂25kg，酚醛樹脂30kg，氧化鉻綠10kg，超細雲母粉(粒度在1250目以上)15kg，炭黑5kg，膠體石墨3kg，氣相二氧化矽0.5kg，稀釋劑5kg，消泡劑1kg，流平劑1kg。

上述的一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料的製備方法，具體步驟如下：

(1)將配方量的環氧樹脂、酚醛樹脂、氧化鉻綠、超細雲母粉、炭黑、氣相二氧化矽、消泡劑和2/3配方量的丙二醇甲醚醋酸酯加入塗料拉缸中，先以200r/min的速度分散10分鐘，然後砂磨機分散至細度≤35μm，製得漿料；

(2)加入配方量的石墨，以300r/min的速度分散20分鐘，加入配方量的流平劑，以300r/min的速度分散10分鐘；

(3)加入1/3配方量的丙二醇甲醚醋酸酯攪拌均勻，檢測固含量至55％，120目濾網過濾，包裝，即得。

實施例2：

一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料，是由以下組分製成的：環氧樹脂35kg，酚醛樹脂40kg，氧化鉻綠15kg，超細雲母粉(粒度在1250目以上)20kg，炭黑8kg，膠體石墨5kg，氣相二氧化矽1kg，稀釋劑8kg，消泡劑2kg，流平劑2kg。

上述的一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料的製備方法，具體步驟如下：

(1)將配方量的環氧樹脂、酚醛樹脂、氧化鉻綠、超細雲母粉、炭黑、氣相二氧化矽、消泡劑和2/3配方量的丙二醇甲醚醋酸酯加入塗料拉缸中，先以500r/min的速度分散20分鐘，然後砂磨機分散至細度≤35μm，製得漿料；

(2)加入配方量的石墨，以500r/min的速度分散30分鐘，加入配方量的流平劑，以500r/min的速度分散20分鐘；

(3)加入1/3配方量的丙二醇甲醚醋酸酯攪拌均勻，檢測固含量至60％，120目濾網過濾，包裝，即得。

實施例3：

一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料，是由以下組分製成的：環氧樹脂25kg，酚醛樹脂40kg，氧化鉻綠10kg，超細雲母粉(粒度在1250目以上)20kg，炭黑5kg，膠體石墨5kg，氣相二氧化矽0.5kg，稀釋劑8kg，消泡劑1kg，流平劑2kg。

上述的一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料的製備方法，具體步驟如下：

(1)將配方量的環氧樹脂、酚醛樹脂、氧化鉻綠、超細雲母粉、炭黑、氣相二氧化矽、消泡劑和2/3配方量的丙二醇甲醚醋酸酯加入塗料拉缸中，先以500r/min的速度分散10分鐘，然後砂磨機分散至細度≤35μm，製得漿料；

(2)加入配方量的石墨，以500r/min的速度分散20分鐘，加入配方量的流平劑，以500r/min的速度分散10分鐘；

(3)加入1/3配方量的丙二醇甲醚醋酸酯攪拌均勻，檢測固含量至60％，120目濾網過濾，包裝，即得。

實施例4：

一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料，是由以下組分製成的：環氧樹脂35kg，酚醛樹脂30kg，氧化鉻綠15kg，超細雲母粉(粒度在1250目以上)15kg，炭黑8kg，膠體石墨3kg，氣相二氧化矽1kg，稀釋劑5kg，消泡劑2kg，流平劑1kg。

上述的一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料的製備方法，具體步驟如下：

(1)將配方量的環氧樹脂、酚醛樹脂、氧化鉻綠、超細雲母粉、炭黑、氣相二氧化矽、消泡劑和2/3配方量的丙二醇甲醚醋酸酯加入塗料拉缸中，先以200r/min的速度分散20分鐘，然後砂磨機分散至細度≤35μm，製得漿料；

(2)加入配方量的石墨，以300r/min的速度分散30分鐘，加入配方量的流平劑，以300r/min的速度分散20分鐘；

(3)加入1/3配方量的丙二醇甲醚醋酸酯攪拌均勻，檢測固含量至55％，120目濾網過濾，包裝，即得。

實施例5：

一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料，是由以下組分製成的：環氧樹脂32kg，酚醛樹脂35kg，氧化鉻綠12kg，超細雲母粉(粒度在1250目以上)18kg，炭黑7kg，膠體石墨4kg，氣相二氧化矽0.8kg，稀釋劑6kg，消泡劑1.5kg，流平劑1.5kg。

上述的一種用於冷換設備防腐的耐高溫環氧酚醛塗料的製備方法，具體步驟如下：

(1)將配方量的環氧樹脂、酚醛樹脂、氧化鉻綠、超細雲母粉、炭黑、氣相二氧化矽、消泡劑和2/3配方量的丙二醇甲醚醋酸酯加入塗料拉缸中，先以300r/min的速度分散15分鐘，然後砂磨機分散至細度≤35μm，製得漿料；

(2)加入配方量的石墨，以400r/min的速度分散25分鐘，加入配方量的流平劑，以400r/min的速度分散15分鐘；

(3)加入1/3配方量的丙二醇甲醚醋酸酯攪拌均勻，檢測固含量至60％，120目濾網過濾，包裝，即得。

對比例1

將氧化鉻綠替換為氧化鐵紅，其餘同實施例5。

對比例2

將超細雲母粉(粒度在1250目以上)替換為滑石粉，其餘同實施例5。

對比例3

省略膠體石墨，其餘同實施例5。

對比例4

省略氣相二氧化矽，其餘同實施例5。

試驗例

1、耐高溫性試驗：

實施例1～5的耐高溫環氧酚醛塗料施工後的塗層在蒸汽置換掃線時，可通過240℃·10kgf/cm2蒸汽24小時吹掃。

以實施例1為例，在某煉廠進行蒸汽吹掃實驗，具體的實驗條件為溫度：240℃，壓力：1MPa，試驗時間：72h，結果見圖1a和圖1b。實驗前塗層平整光滑，表面無開裂等肉眼可見缺陷，蒸汽吹掃試驗後塗層平整光滑，目測光澤沒有明顯變化，塗層表面無肉眼可見的缺陷。

2、物理指標和化學指標

實施例1～5和對比例1～4的基材經過化學清洗或者噴砂除鏽，塗料經浸塗、淋塗、灌塗等方式塗裝，沒道塗層在遠紅外固化爐中高溫固化，最終固化溫度為200±5℃，固化之後形成具有交聯網狀結構的塗層，根據相關國家標準，申請人檢測了相關技術指標，表

1-1、表1-2和表2-1、表2-2分別列出了物理指標和化學指標。

表1-1.實施例1～5的物理指標

表1-2.對比例1～4的物理指標

從表1-1和表1-2可以看出，對比例1～4的衝擊強度、柔韌性、耐溫變和中性鹽霧實驗等指標遠不如實施例1～5。

表2-1.實施例1～5的化學指標

表2-2.對比例1～4的化學指標

從表2-1和表2-2的對比可以看出，對比例1～4在各種介質中的化學指標均不達標。

上述雖然對本發明的具體實施方式進行了描述，但並非對本發明保護範圍的限制，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護範圍以內。