一種化工冷卻塔高效換熱用填料的製作方法

2023-05-20 23:34:46

本發明涉及化工設備材料技術領域，具體涉及一種化工冷卻塔高效換熱用填料。

背景技術：
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冷卻塔是用水作為循環冷卻劑，從一系統中吸收熱量排放至大氣中，以降低水溫的裝置。利用水與空氣流動接觸後進行冷熱交換產生蒸汽，蒸汽揮髮帶走熱量達到蒸發散熱、對流傳熱和輻射傳熱等原理來散去工業上或製冷空調中產生的餘熱來降低水溫的蒸發散熱裝置，以保證系統的正常運行。填料是冷卻塔最重要的部分，它的效率高低取決於冷卻水與空氣在填料中充分接觸的程度。目前所使用的冷卻塔填料化學穩定性好，能耐酸、耐鹼及有機溶劑的腐蝕，但親水性較弱，成膜性差，不利於提高熱傳導效率。

技術實現要素：
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本發明所要解決的技術問題在於提供一種化學穩定性好且熱傳導效率高的化工冷卻塔高效換熱用填料。

本發明所要解決的技術問題採用以下的技術方案來實現：

一種化工冷卻塔高效換熱用填料，由如下重量份數的原料製成：

雙酚A甲醛環氧樹脂15-20份、氯化聚乙烯橡膠10-15份、聚苯硫醚5-10份、飽和聚酯樹脂5-10份、火山灰4-8份、C5加氫石油樹脂3-6份、氫化松香季戊四醇酯3-6份、增韌劑2-4份、聚乳酸2-4份、聚四氟乙烯蠟2-4份、陶瓷微粉1-2份、納米膠粉1-2份、矽酸鎂鋁1-2份、聚合硫酸鐵0.5-1份、雙三氟甲烷磺醯亞胺0.5-1份、氧化釔0.05-0.1份。

其製備方法包括如下步驟：

(1)向雙酚A甲醛環氧樹脂中加入聚苯硫醚和C5加氫石油樹脂，以5℃/min的升溫速度升溫至130-135℃保溫混合30min，然後加入火山灰、增韌劑和聚乳酸，並繼續在130-135℃下保溫混合15min，即得物料I；

(2)向氯化聚乙烯橡膠中加入飽和聚酯樹脂、氫化松香季戊四醇酯和納米膠粉，再以10℃/min的升溫速度升溫至120-130℃保溫混合20min，然後加入聚四氟乙烯蠟、陶瓷微粉和雙三氟甲烷磺醯亞胺，並繼續在120-130℃下保溫混合10min，即得物料II；

(3)向物料I中加入物料II、矽酸鎂鋁、聚合硫酸鐵和氧化釔，充分混合後將所得混合物立即轉入0-5℃環境中靜置1h，然後以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合15min，最後經擠出成型製得填料。

所述增韌劑由如下重量份數的原料製成：聚乙烯醇樹脂5-10份、萜烯樹脂3-5份、聚氧化乙烯3-5份、聚二季戊四醇六丙烯酸酯3-5份、陽離子聚丙烯醯胺2-3份、交聯聚維酮2-3份、石棉絨1-2份、玻璃纖維粉1-2份、羊毛醇0.5-1份、水50-60份，其製備方法為：向水中加入聚乙烯醇樹脂、萜烯樹脂和聚氧化乙烯，充分混合後靜置30min，並利用微波處理器微波處理10min，再加入聚二季戊四醇六丙烯酸酯、陽離子聚丙烯醯胺和羊毛醇，混合均勻後繼續微波處理5min，然後在不斷攪拌下以5℃/min的降溫速度降溫至50-55℃保溫混合30min，隨後加入交聯聚維酮、石棉絨和玻璃纖維粉，充分混合後再次微波處理5min，所得混合物送入噴霧乾燥機中，最後將乾燥所得顆粒研磨成粉末。

所述納米膠粉由如下重量份數的原料製成：氯化聚丙烯樹脂3-5份、烯丙基縮水甘油醚2-3份、超細氧化鎂1-2份、氫化蓖麻油酸1-2份、N-羥甲基丙烯醯胺0.5-1份、異構醇聚氧乙烯醚0.5-1份、硫化豬油0.3-0.5份、硬脂酸丁酯0.3-0.5份，其製備方法為：向氯化聚丙烯樹脂中加入烯丙基縮水甘油醚、氫化蓖麻油酸和異構醇聚氧乙烯醚，充分混合，並利用微波處理器微波處理5min，再加入N-羥甲基丙烯醯胺和硫化豬油，混合均勻後繼續微波處理5min，然後趁熱加入超細氧化鎂和硬脂酸丁酯，所得混合物送入納米研磨機中，經充分研磨製得納米膠粉。

所述微波處理器的微波頻率為2450MHz、功率為700W。

所述納米膠粉的平均粒度為15-30納米。

本發明的有益效果是：本發明以雙酚A甲醛環氧樹脂為主要原料，輔以氯化聚乙烯橡膠及多種助劑製得化工冷卻塔填料，該填料無毒無害，廢棄填料能夠回收再利用，以降低環境汙染和避免資源浪費；同時該填料化學穩定性好，能耐酸、耐鹼及有機溶劑的腐蝕，適用於多種化學流體的冷卻；並且親水性強，成膜性好，熱傳導效率高。

具體實施方式：

為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。

實施例1

(1)向20份雙酚A甲醛環氧樹脂中加入5份聚苯硫醚和3份C5加氫石油樹脂，以5℃/min的升溫速度升溫至130-135℃保溫混合30min，然後加入6份火山灰、3份增韌劑和2份聚乳酸，並繼續在130-135℃下保溫混合15min，即得物料I；

(2)向15份氯化聚乙烯橡膠中加入5份飽和聚酯樹脂、3份氫化松香季戊四醇酯和1份納米膠粉，再以10℃/min的升溫速度升溫至120-130℃保溫混合20min，然後加入2份聚四氟乙烯蠟、2份陶瓷微粉和0.5份雙三氟甲烷磺醯亞胺，並繼續在120-130℃下保溫混合10min，即得物料II；

(3)向物料I中加入物料II、2份矽酸鎂鋁、0.5份聚合硫酸鐵和0.05份氧化釔，充分混合後將所得混合物立即轉入0-5℃環境中靜置1h，然後以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合15min，最後經擠出成型製得填料。

增韌劑的製備：向60份水中加入5份聚乙烯醇樹脂、5份萜烯樹脂和3份聚氧化乙烯，充分混合後靜置30min，並利用微波頻率2450MHz、功率700W的微波處理器微波處理10min，再加入3份聚二季戊四醇六丙烯酸酯、2份陽離子聚丙烯醯胺和0.5份羊毛醇，混合均勻後繼續微波處理5min，然後在不斷攪拌下以5℃/min的降溫速度降溫至50-55℃保溫混合30min，隨後加入2份交聯聚維酮、2份石棉絨和1份玻璃纖維粉，充分混合後再次微波處理5min，所得混合物送入噴霧乾燥機中，最後將乾燥所得顆粒研磨成粉末。

納米膠粉的製備：向5份氯化聚丙烯樹脂中加入2份烯丙基縮水甘油醚、2份氫化蓖麻油酸和0.5份異構醇聚氧乙烯醚，充分混合，並利用微波頻率2450MHz、功率700W的微波處理器微波處理5min，再加入0.5份N-羥甲基丙烯醯胺和0.5份硫化豬油，混合均勻後繼續微波處理5min，然後趁熱加入2份超細氧化鎂和0.3份硬脂酸丁酯，所得混合物送入納米研磨機中，經充分研磨製得平均粒度為15-30納米的納米膠粉。

實施例2

(1)向20份雙酚A甲醛環氧樹脂中加入5份聚苯硫醚和3份C5加氫石油樹脂，以5℃/min的升溫速度升溫至130-135℃保溫混合30min，然後加入8份火山灰、3份增韌劑和2份聚乳酸，並繼續在130-135℃下保溫混合15min，即得物料I；

(2)向15份氯化聚乙烯橡膠中加入6份飽和聚酯樹脂、3份氫化松香季戊四醇酯和1份納米膠粉，再以10℃/min的升溫速度升溫至120-130℃保溫混合20min，然後加入3份聚四氟乙烯蠟、2份陶瓷微粉和0.5份雙三氟甲烷磺醯亞胺，並繼續在120-130℃下保溫混合10min，即得物料II；

(3)向物料I中加入物料II、1份矽酸鎂鋁、0.5份聚合硫酸鐵和0.05份氧化釔，充分混合後將所得混合物立即轉入0-5℃環境中靜置1h，然後以5℃/min的升溫速度升溫至120-125℃保溫混合15min，最後經擠出成型製得填料。

增韌劑的製備：向60份水中加入8份聚乙烯醇樹脂、3份萜烯樹脂和3份聚氧化乙烯，充分混合後靜置30min，並利用微波頻率2450MHz、功率700W的微波處理器微波處理10min，再加入3份聚二季戊四醇六丙烯酸酯、3份陽離子聚丙烯醯胺和0.5份羊毛醇，混合均勻後繼續微波處理5min，然後在不斷攪拌下以5℃/min的降溫速度降溫至50-55℃保溫混合30min，隨後加入3份交聯聚維酮、1份石棉絨和1份玻璃纖維粉，充分混合後再次微波處理5min，所得混合物送入噴霧乾燥機中，最後將乾燥所得顆粒研磨成粉末。

納米膠粉的製備：向5份氯化聚丙烯樹脂中加入3份烯丙基縮水甘油醚、1份氫化蓖麻油酸和1份異構醇聚氧乙烯醚，充分混合，並利用微波頻率2450MHz、功率700W的微波處理器微波處理5min，再加入0.5份N-羥甲基丙烯醯胺和0.5份硫化豬油，混合均勻後繼續微波處理5min，然後趁熱加入2份超細氧化鎂和0.3份硬脂酸丁酯，所得混合物送入納米研磨機中，經充分研磨製得平均粒度為15-30納米的納米膠粉。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。