[发明专利]钢结构设备用真空陶瓷微珠隔热防腐涂料及制备方法

说明书

一种钢结构设备用真空陶瓷微珠隔热防腐涂料及制备方法，本发明涂料由环氧有机硅树脂、真空陶瓷微珠、有机无机杂化树脂、功能颜填料、助剂组成。本发明基于高分子结构设计原理的环氧有机硅树脂，赋予了涂层优异的耐热性及强度；采用双级配模型配比的真空陶瓷微珠排列更加致密，使常温固化后的涂层有更低的导热系数；真空陶瓷微珠经过有机无机杂化树脂表面改性后显著提高了树脂与真空陶瓷微珠之间的界面相容性，提高了真空陶瓷微珠填充量，提高了涂层隔热性能、与基体的附着力、屏蔽腐蚀介质能力。本发明涂料为双组份常温固化涂料，其制备的涂层导热系数在0.15W/(m·k)左右，耐盐雾1000h以上，可在200℃下长期服役，可广泛用于石油化工、热力管道等设备的表面涂装。

技术领域

本发明属于功能防腐涂料与涂装领域，涉及一种用于石油化工、热力管道等钢结构设备表面的真空陶瓷微珠隔热防腐涂料及制备方法

背景技术

石油化工、热力管道等众多设备长期服役在150℃～200℃，采用聚氨酯发泡塑料进行保温，保温层在这种高温且伴随着温度交变环境下长期服役，容易发生热老化，产生开裂，为腐蚀介质的渗入提供路径，渗入的腐蚀介质大量堆积并憋在保温层与防护层之间，加之处于高温高湿的环境，防护层很快失效，发生保温层下腐蚀；特别是保温层下腐蚀不易被观测检测到，具有极大的隐藏性，已经成为影响装置长周期安全服役的重大隐患。若在保温层下涂装一种隔热保温涂层，能有效阻止热传导而减少保温层的受热温度，可以延缓保温层老化；若涂层同时兼具防腐蚀功能，可进一步延缓保温层下发生腐蚀。隔热涂料按照应用温度分为高温隔热涂料、中温隔热涂料、低温隔热涂料；高温隔热涂料主要是无机涂料，应用于高温设备，由于高温下腐蚀介质易被烘出，因此其在高温环境下应用一般不需要考虑腐蚀问题；低温隔热涂料主要应用于建筑、冷藏等低温设备；中温隔热涂料主要应用于石油化工、热力管道等设备，存在保温层下的金属腐蚀问题，但是目前对应用于这些中温钢结构设备表面用的兼具防腐蚀功能的隔热涂料未见报道。因此对兼具隔热防腐蚀功能的钢结构设备表面用涂料的研制具有重要意义。

隔热涂料是一种新型功能型涂料，按照隔热机理分为阻隔型、反射型和辐射型。现今应用研发热点主要在建筑行业用的隔热涂料，如专利号为201910664174.0的中国专利《一种低导热系数红外反射隔热涂料及其制备方法》发明的涂料主要用于常温条件下建筑物表面降温；专利号为201710900666.6的中国专利《一种新型复合型建筑隔热涂料》发明的涂料同样是应用于常温条件下建筑物表面隔热。专利号为201510104881.6的中国专利《一种耐高温防腐隔热涂料及其制备工艺》，其特征在于涂层应用于400℃左右的高温环境，采用玻璃粉和海泡石为主要隔热填料，但是并未对其隔热性能和防腐性能进行具体的参数表示。因此针对200℃以下钢结构设备的保温层老化严重及保温层下腐蚀问题，亟待一种可广泛应用的新型、兼具工艺简单与良好隔热防腐蚀效果的钢结构设备用真空陶瓷微珠隔热防腐蚀涂料来满足设备的隔热防腐蚀需求。

本发明基于200℃以下石油化工、热力管道等钢结构设备保温层老化及保温层下腐蚀问题，开展200℃下隔热防腐蚀涂料的研发。首先重点针对保温层下涂层对耐热性和附着力的需求，根据分子链中硅氧键、苯环、羟基等分子结构设计耐200℃树脂作为成膜物质；通过研究普通陶瓷微珠与真空陶瓷微珠的结构对隔热机制的作用，以及堆砌结构对隔热能力的影响机制，确定了双级配模型配比的真空陶瓷微珠为主要隔热填料大大降低了涂层的导热系数；特别是研究了真空陶瓷微珠与树脂界面，有机无机杂化处理增强了其界面相容性，大大提高了真空陶瓷微珠的填充量与结合力，并进一步提高了涂层的隔热性和屏蔽腐蚀介质的能力，最终达到了缓解保温层老化并对设备进行防腐蚀的目的，获得本发明专利。

发明内容

本发明目的在于针对200℃以下石油化工、热力管道等钢结构设备保温层老化及保温层下腐蚀的问题，提供一种适用于钢结构设备用的真空陶瓷微珠隔热防腐涂料制备方法。本发明为双组份常温固化涂料，适用于200℃以下，本发明涂料制成的涂层与基体之间的附着力较好，具有优异的隔热保温性能，导热系数在0.15W/(m·k)左右，150℃下能减少10％的保温层的使用，兼具优异的防腐蚀性能，耐盐雾在1000h以上，制作工艺简单可行，可广泛用于设备的隔热与防腐。