本發明涉及防腐材料領域,具體而言,涉及一種防露點腐蝕組合物、熱功設備及防露點腐蝕涂料的制備方法。
背景技術:
傳統的管式加熱爐大多是由磚結構或耐火混凝土結構組成,這樣的結構爐襯里重量大,導熱率高,因而爐體本身熱效率低,能耗大,施工麻煩。近年來,在煉油及化工裝置中,有相當一部分加熱爐爐襯采用背層為低密度保溫塊的耐火磚結構和全陶瓷纖維結構。這種結構雖然在節能方面有了很大改善,但是其存在露點腐蝕問題,即:含SO2的煙氣滲入低密度的爐襯,在爐壁板內表面及錨固件的低溫部位結露成酸,腐蝕壁板及錨固件,造成爐襯里逐漸脫落,大大縮短了加熱爐的使用壽命。石化裝置已有多臺加熱爐由于錨固件腐蝕斷裂發生爐襯脫落現象。
此外,在以前爐襯結構設計時,國內常用膠泥、氰凝、瀝青或其它產品涂于使用耐火磚或全陶瓷纖維結構爐襯的爐壁內表面及錨固件根部,但這幾種涂料從使用溫度、彈性和抗腐蝕性等方面均不能完全滿足使用要求,起不到防露點腐蝕的作用。
而石油化工熱功設備的特點是:
(1)設備面積大、散熱面積大、熱損失大;
(2)介質成分復雜,含硫、硝、氯等腐蝕性成分多,易產生多元酸性氣體,這樣在高溫露點時則易生成酸性氣體,造成高溫酸性露點腐蝕;
(3)熱功設備內部結構復雜,易使高溫氣流形成渦流,對某些部位和壁體造成不均衡的沖刷;
(4)設備投產后連續性強,不能隨意停產維修。
由此可見,石油化工熱功設備做工環境苛刻,因此的防護體系必須能夠同時具有耐高溫、防露點腐蝕、隔熱的效果。
技術實現要素:
本發明的主要目的在于提供一種防露點腐蝕組合物、熱功設備及防露點腐蝕涂料的制備方法,以解決現有技術中的石油化工熱功設備的露點腐蝕問題。
為了實現上述目的,根據本發明的一個方面,提供了一種防露點腐蝕組合物,以重量份計,防露點腐蝕涂料包括50~85份樹脂、20~40份顏填料和0~5份助劑,其中,樹脂包括石油樹脂和硅橡膠。
進一步地,以重量份計,上述防露點腐蝕涂料包括75~85份樹脂、20~30份顏填料和0~5份助劑。
進一步地,以重量份計,上述樹脂包括5~15份石油樹脂,優選為5~10份,35~80份硅橡膠,優選為50~80份。
進一步地,上述硅橡膠為雙組份低溫硫化橡膠。
進一步地,以重量份計,上述顏填料包括5~7份的三聚磷酸鋁、3~6份的磷酸鋅鋁、0~3份的氧化鋁、0~2份的石英砂、2~4份的超細陶瓷粉、0~2份的空心玻璃微珠、0~3份的礦物纖維、1~3份的鈦白粉、0~2份的氧化鐵黑、3~5份的滑石粉、3~5份的硫酸鋇。
進一步地,上述顏填料的粒度大于等于325目。
進一步地,上述助劑包括0~2.5份的分散劑、0~2.5份的消泡劑、0~2.5份的增稠劑、0~2.5份的緩蝕劑。
進一步地,以重量份計,上述助劑為3~5。
根據本發明的另一方面,提供了一種熱功設備,熱功設備包括主體和設置在主體上的防腐層,該防腐層采用上述任一種的防露點腐蝕組合物制備而成。
進一步地,上述防腐層的厚度為1~2mm。
根據本發明的又一方面,提供了一種防露點腐蝕涂料的制備方法,該防露點腐蝕涂料以利用上述任一種防露點腐蝕組合物為原料制備而成。
進一步地,上述制備方法包括:將防露點腐蝕組合物的顏填料、助劑、石油樹脂以及部分硅橡膠混合形成混合物;將混合物與剩余的硅橡膠混合,得到防露點腐蝕涂料,優選部分硅橡膠為硅橡膠總量的40~60%。
應用本發明的技術方案,使本申請的防露點腐蝕組合物的附著力強,彈性高,可有效防止基材冷熱交變過程中所形成的防露點腐蝕涂層的脫落。由于硅橡膠的粘度較大,為了有效分散顏填料加入石油樹脂。由于含有硅橡膠,因此所形成的防露點腐蝕涂層在-25℃~230℃之間不開裂,不液化,且保持彈性;在100℃下,可分別耐5%硫酸、耐5%鹽酸、耐5%硝酸達30天;涂料固含量高,可長期保持彈性;施工過程中一次性成膜厚度高,且固化快,施工效率高。
具體實施方式
需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將結合實施例來詳細說明本發明。
如背景技術所記載的,由于石油化工熱功設備的工作環境苛刻,特別容易出現露點腐蝕現象,而現有的防護體系不能滿足其要求,為了解決該問題,本申請一種典型的實施方式提供了一種防露點腐蝕組合物,以重量份計,該防露點腐蝕涂料包括50~85份樹脂、20~40份顏填料和0~5份助劑,其中,樹脂包括石油樹脂和硅橡膠。
本申請的防露點腐蝕組合物的附著力強,彈性高,可有效防止基材冷熱交變過程中所形成的防露點腐蝕涂層的脫落。由于硅橡膠的粘度較大,為了有效分散顏填料加入石油樹脂。由于含有硅橡膠,因此所形成的防露點腐蝕涂層在-25℃~230℃之間不開裂,不液化,且保持彈性;在100℃下,可分別耐5%硫酸、耐5%鹽酸、耐5%硝酸達30天;涂料固含量高,可長期保持彈性;施工過程中一次性成膜厚度高,且固化快,施工效率高。
為了提高本申請防露點腐蝕組合物形成的防露點腐蝕涂層的各項性能,優選以重量份計,防露點腐蝕涂料包括75~85份樹脂、20~30份顏填料和0~5份助劑。
在本申請一種優選的實施例中,以上述重量份計,樹脂包括5~15份石油樹脂和35~80份硅橡膠,優選石油樹脂為5~10份,更有選硅橡膠為50~80份。石油樹脂和硅橡膠以上述含量進行組合,更好地解決了由于硅橡膠的粘度較大導致顏填料分散不均勻的問題,使顏填料充分分散,提高了涂層的耐介質性能。
進一步優選上述硅橡膠選自耐熱性優異的硅橡膠,優選低溫硫化橡膠。以保證顏料的分散效果和耐溫性能。
在本申請另一種優選的實施例中,以重量份計,上述顏填料包括5~7份的三聚磷酸鋁、3~6份的磷酸鋅鋁、0~3份的氧化鋁、0~2份的石英砂、2~4份的超細陶瓷粉、0~2份的空心玻璃微珠、0~3份的礦物纖維、1~3份的鈦白粉、0~2份的氧化鐵黑、3~5份的滑石粉、3~5份的硫酸鋇。上述顏填料的三聚磷酸鋁、磷酸鋅鋁用于鈍化金屬表面,提高涂層的防腐蝕性能,氧化鋁、石英砂、超細陶瓷粉、空心玻璃微珠、礦物纖維、滑石粉用于調整涂層的硬度,提高涂層的抗抗介質性能;鈦白粉、氧化鐵黑主要用于調整涂層的顏色。
為了使顏填料更好地分散在樹脂中,優選上述顏填料的粒度大于等于325目。
本申請的助劑可以包括涂料領域常規的分散劑、消泡劑、流平劑等,優選上述助劑包括0~2.5份的分散劑、0~2.5份的消泡劑、0~2.5份的增稠劑、0~2.5份的緩蝕劑。利用分散劑提高顏填料在樹脂中的分散性,進而優化該組合物的可施工性和各項性能的充分發揮。消泡劑可以消除涂料中的氣泡,保證涂層的致密度。增稠劑可以調整涂料體系的粘度,防止涂料在儲存過程中出現嚴重的沉淀,緩蝕劑可以提高涂層的防腐蝕性能。
在本申請又一種優選的實施例中,以重量份計,上述助劑為3~5。
在本申請另一種典型的實施方式中,提供了一種熱功設備,該熱功設備包括主體和設置在主體上的防腐層,該防腐層采用上述的防露點腐蝕組合物制備而成。
由于本申請的防露點腐蝕組合物的附著力強,彈性高,可有效防止基材冷熱交變過程中所形成的防露點腐蝕涂層的脫落。且由于防露點腐蝕組合物含有硅橡膠,因此所形成的防露點腐蝕涂層在-25℃~230℃之間不開裂,不液化,且保持彈性;在100℃下,可分別耐5%硫酸、耐5%鹽酸、耐5%硝酸達30天;涂料固含量高,可長期保持彈性;施工過程中一次性成膜厚度高,且固化快,施工效率高。由于本申請的防露點組合物和由其形成的防露點腐蝕涂層具有上述優勢,因此具有該涂層的熱功設備的耐腐性強、工作穩定高、使用壽命長。
優選上述防腐層的厚度為1~2mm,防腐層的厚度控制在上述范圍內,一方面完全滿足防露點腐蝕組合物的施工要求,另一方面也能夠起到理想的防腐蝕效果、耐高溫效果以及隔熱效果。
在本申請又一種典型的實施方式中,提供了一種防露點腐蝕涂料的制備方法,防露點腐蝕涂料以上述的防露點腐蝕組合物為原料制備而成。由本申請的防露點腐蝕組合物制備而成的防露點腐蝕涂料具有附著力強,彈性高的優勢,且可有效防止基材冷熱交變過程中所形成的防露點腐蝕涂層的脫落。所形成的防露點腐蝕涂層在-25℃~230℃之間不開裂,不液化,且保持彈性;在100℃下,可分別耐5%硫酸、耐5%鹽酸、耐5%硝酸達30天;涂料含量高,不變干,可長期保持彈性;施工過程中一次性成膜厚度高,且固化快,施工效率高。
本申請的防露點腐蝕涂料的可以由將上述防露點腐蝕組合物的各組分混合制備而成,優選上述制備方法包括:將防露點腐蝕組合物的顏填料、助劑、石油樹脂以及部分硅橡膠混合形成混合物;將混合物與剩余的硅橡膠混合,得到防露點腐蝕涂料。將硅橡膠分兩次添加,有利于硅橡膠和其它組分的充分混合。優選部分硅橡膠為硅橡膠總量的40~60%,優選為50%。
以下將結合實施例和對比例,進一步說明本申請的有益效果。
實施例1至8以及對比例1至2
防露點腐蝕組合物的組成見表1
按照比例將A組分的各成分充分混合,經分散研磨成均勻膏狀體,施工前,將A組分與B組分混合,得到對應實施例的防露點腐蝕涂料。
通過刮涂將各實施例的防露點腐蝕涂料施工到管式加熱爐的爐體上,以此成膜厚度在1~2毫米之間。
表1
由表1中的數據可以看出,采用本申請的防露點腐蝕組合物形成的涂層能夠有效提高露點的耐腐蝕性能,且在100℃下,可分別耐5%硫酸、耐5%鹽酸、耐5%硝酸達30天以上,同時,涂膜彈性無變化,附著力也較大,能夠應用在石油化工領域的苛刻條件。
從以上的描述中,可以看出,本發明上述的實施例實現了如下技術效果:
本申請的防露點腐蝕組合物的附著力強,彈性高,可有效防止基材冷熱交變過程中所形成的防露點腐蝕涂層的脫落。由于硅橡膠的粘度較大,為了有效分散顏填料加入石油樹脂。由于含有硅橡膠,因此所形成的防露點腐蝕涂層在-25℃~230℃之間不開裂,不液化,且保持彈性;在100℃下,可分別耐5%硫酸、耐5%鹽酸、耐5%硝酸達30天;涂料固含量高,可長期保持彈性;施工過程中一次性成膜厚度高,且固化快,施工效率高。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已,并不用于限制本發明,對于本領域的技術人員來說,本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。