本發明涉及功能涂料,涉及一種耐腐防粘結涂料和涂層、其制備方法及應用。
背景技術:
1、我國許多工業生產都需要燃煤提供熱量。煤粉下料倉作為儲存煤粉兼輸送的裝置,常常會出現粘結堵倉、結拱堵倉的現象,對工業生產的穩定性造成了不可忽視的影響。煤粉在倉內粘結、結拱堵倉除了與煤倉結構形式、煤粉含水率和儲存時間等因素有關以外,還和煤倉內壁表面狀態有直接關聯。煤倉內壁上因焊接修補、壓力變形和腐蝕銹蝕會產生凹凸不平的表面,為煤粉提供滯留場所,同時也增大了煤倉壁的摩擦系數,煤粉與煤倉壁之間的摩擦力越大,滑動阻力越大就越容易形成煤拱,最終導致堵倉的發生。
2、目前解決煤粉下料倉粘結堵倉、結拱堵倉的措施有人工敲打煤倉外壁、空氣炮沖擊和內置防磨襯板等。其中,人工敲打煤倉外壁費時費力,效率低下;空氣炮沖擊一次性投資較大,成本較高;內置防磨襯板價格較高,僅適用大型煤倉。因此,現有的技術對解決煤粉下料倉出現粘連堵倉問題仍未完善,如何研發出一種低成本、長壽命、適用面廣的防粘連堵倉技術成為技術人員亟需解決的問題。
技術實現思路
1、由于現有技術存在上述缺陷,本發明提供了一種耐腐防粘結涂料和涂層、其制備方法及在煤粉下料倉的應用。所述涂層通過在涂料中添加抗粘結填料組分、構筑低表面能涂層表面和強化耐酸腐蝕性能,使涂層具有優異的防粘連堵倉、耐腐長壽命的特點。
2、為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:
3、第一方面,本發明提供一種耐腐防粘結涂料的制備方法,其特征在于:包括以下步驟:
4、取12份甲基三乙氧基硅烷和6份二甲基二乙氧基硅烷通過超聲分散在120份異丙醇和水混合溶液中,調節溶液體系的ph=4~5,加入10份聚四氟乙烯粉末,于70~80℃下混合攪拌反應完全,再加入6~14份疏水改性微納米二氧化硅顆粒和3~6份微米碳化硅顆粒,于50~60℃下混合攪拌反應完全,制備出耐腐抗粘結涂料。
5、所述制備方法通過有機硅烷水解后硅羥基的活性,把疏水改性微納米二氧化硅顆粒、微米碳化硅顆粒和聚四氟乙烯粉末包裹到有機硅聚合物中,使其在有機硅烷分子間產生交聯,形成固化效果好、致密度高的涂料。
6、進一步地,所述異丙醇和水混合溶液的m(異丙醇):m(水)=5:2;采用醋酸調節溶液的ph至ph=4.5。
7、進一步地,所述疏水改性微納米二氧化硅顆粒的用量為10~14份。
8、進一步地,所述疏水改性微納米二氧化硅顆粒的制備方法為:取90份無水乙醇、10份純凈水和4份氨水于三口燒瓶,在50~60℃下攪拌均勻,然后逐滴滴入10份的硅酸四乙酯,繼續攪拌,得到均勻的混合乳液;取2~5份二氧化硅微粉加入所述混合乳液中攪拌均勻,再逐滴滴入2份十六烷基三甲氧基硅烷,繼續攪拌反應完全,隨后離心并用無水乙醇清洗后,置于干燥箱中干燥完全,制得疏水改性微納米二氧化硅顆粒。
9、由于二氧化硅表面羥基含量較多,表面能高,因此極易團聚,難以均勻分散,通過十六烷基三甲氧基硅烷改性,可有效降低其表面能。利用十六烷基三甲氧基硅烷改性微納米二氧化硅顆粒,主要是通過十六烷基三甲氧基硅烷含有的活性甲氧基團水解后所產生的硅羥基r-si(-oh)3,與微納米二氧化硅表面上的羥基si-oh,在醇-水溶劑堿性條件下發生縮合反應,從而引入大量疏水性烷基長鏈,制備出改性微納米二氧化硅,提高其在涂層漿料有機相體系中的分散性和疏水性。
10、第二方面,本發明提供耐腐防粘結涂料,其特征在于,采用如上述的制備方法制備得到的耐腐防粘結涂料。
11、第三方面,本發明提供一種耐腐防粘結涂層,其特征在于,將如上述的制備方法制備得到的耐腐防粘結涂料噴涂于基體自然陰干成型制得。
12、進一步地,所述涂層由有機硅烷、聚四氟乙烯、疏水改性微納米二氧化硅和碳化硅組成。
13、進一步地,所述涂層的厚度為60~100微米,涂層的接觸角達140°以上,與基體的結合強度達28mpa以上。
14、最后一方面,本發明提供一種耐腐防粘結涂料或涂層在煤粉下料倉壁板的應用。
15、與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:
16、(1)本發明的涂料制備方法相對于現有制備方法,制備步驟少,材料易取價格低廉;基于交聯、縮合反應制得的涂料質地均一,噴涂質量易于保證。
17、(2)本發明的涂層通過引入聚四氟乙烯、疏水改性微納米二氧化硅作為抗粘結填料組分,碳化硅作為增韌組分,有機硅烷作為基體,使得其水接觸角達140°以上,與基體結合強度達28mpa以上,在強酸中腐蝕速度慢,具有高的結合強度、好的耐酸腐蝕防粘結特性。目前在實際應用中具有類似功能的涂層壽命一般在半年內,本發明的涂層的壽命為兩年以上。
18、(3)本發明的涂料和涂層適用大中小型各種粉煤下料倉,對煤粉下料倉解決粘結堵倉、結拱堵倉和酸腐蝕有很好作用。
1.一種耐腐防粘結涂料的制備方法,其特征在于:包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的一種耐腐防粘結涂料的制備方法,其特征在于,所述異丙醇和水混合溶液的m(異丙醇):m(水)=5:2;采用醋酸調節溶液的ph至ph=4.5。
3.根據權利要求1所述的一種耐腐防粘結涂料的制備方法,其特征在于,所述疏水改性微納米二氧化硅顆粒的用量為10~14份。
4.根據權利要求1所述的一種耐腐防粘結涂料的制備方法,其特征在于,所述疏水改性微納米二氧化硅顆粒的制備方法為:取90份無水乙醇、10份純凈水和4份氨水于三口燒瓶,在50~60℃下攪拌均勻,然后逐滴滴入10份的硅酸四乙酯,繼續攪拌,得到均勻的混合乳液;取2~5份二氧化硅微粉加入所述混合乳液中攪拌均勻,再逐滴滴入2份十六烷基三甲氧基硅烷,繼續攪拌反應完全,隨后離心并用無水乙醇清洗后,置于干燥箱中干燥完全,制得疏水改性微納米二氧化硅顆粒。
5.一種耐腐防粘結涂料,其特征在于,采用如權利要求1至4任一項所述的制備方法制備得到的耐腐防粘結涂料。
6.一種耐腐防粘結涂層,其特征在于,將如權利要求1至4任一項所述的制備方法制備得到的耐腐防粘結涂料噴涂于基體自然陰干成型制得。
7.根據權利要求6所述的耐腐防粘結涂層,其特征在于,所述涂層由有機硅烷、聚四氟乙烯、疏水改性微納米二氧化硅和碳化硅組成。
8.根據權利要求6所述的耐腐防粘結涂層,其特征在于,所述涂層的厚度為60~100微米,涂層的接觸角達140°以上,與基體的結合強度達28mpa以上。
9.如權利要求5所述的耐腐防粘結涂料在煤粉下料倉壁板的應用。
10.如權利要求6至8任一項所述的耐腐防粘結涂層在煤粉下料倉壁板的應用。