CN107880609A - 一种电热锅炉管道用涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电热锅炉管道用涂料，由下列物质组成：碱金属硅酸盐水溶液、胶体二氧化硅的水分散液、陶瓷微珠、氧化铝、氮化硼、二氧化锆、改性填料。本发明合理搭配了多种原料成分，最终配制出的涂料能有效的提升管道的耐磨、耐腐蚀特性，增强了对管道的保温效果，降低了热量的损耗，延长了管道的使用寿命，极具推广使用价值。
Description
技术领域
本发明属于电热锅炉加工处理技术领域，具体涉及一种电热锅炉管道用涂料。
背景技术
电热锅炉是一种利用电能将水加热产生热水或蒸汽的设备，其不需要采用燃烧的方式将化学能转化为热能，也就不需要供应燃烧所需的空气和燃料，进而不需要排放有害气体和灰渣等，完全符合环保要求，在人们的生活中应用广泛。电热锅炉内多设有运输热水或蒸汽的管道，主要由钢质材料制成，而在长期的使用中，因高温、水汽的存在会造成钢材的锈蚀，同时管道对于热量的保持效果不佳。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种电热锅炉管道用涂料，其能有效的提升对管道的保温效果，又能避免管道锈蚀等问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种电热锅炉管道用涂料，由如下重量份的物质组成：
80~85份碱金属硅酸盐水溶液、55~60份胶体二氧化硅的水分散液、3~5份陶瓷微珠、0.2~0.5份氧化铝、2~4份氮化硼、0.1~0.4份二氧化锆、1~3份改性填料。
优选的，由如下重量份的物质组成：
83份碱金属硅酸盐水溶液、58份胶体二氧化硅的水分散液、4份陶瓷微珠、0.4份氧化铝、3份氮化硼、0.3份二氧化锆、2份改性填料。
进一步的，所述陶瓷微珠的颗粒直径为50~200nm。
进一步的，所述氧化铝的颗粒直径为60~100nm。
进一步的，所述氮化硼的颗粒直径为30~80nm。
进一步的，所述二氧化锆的颗粒直径为10~50nm。
进一步的，所述改性填料的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米碳管放入到质量分数为2~4%的氢氟酸溶液中浸泡处理20~25min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）将步骤（1）处理后的纳米碳管放入到反应釜内，向反应釜内加入纳米碳管总质量15~20倍的改性液，然后加热保持反应釜内的温度为70~75℃，将反应釜内的压力增至0.5~0.6MPa，期间持续进行超声波处理，1~2h后取出离心得滤渣备用；所述改性液中各成分及其对应重量份为：10~15份纳米碳化硅、0.3~0.5份甲基丙烯酸甲酯、0.05~0.2份聚乙烯醇、0.2~0.4份三甲基十八烷基溴化铵、0.1~0.3份六偏磷酸钠、3~5份硅烷偶联剂、300~350份水；
（3）将步骤（2）所得的滤渣放入到干燥箱内进行干燥处理，0.5~1h后取出即可。
进一步的，步骤（2）中所述的超声波处理的频率为60~66kHz，所述纳米碳化硅的颗粒直径不大于10nm。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时干燥箱内的温度为80~90℃。
现有的保温防腐涂料中多存在着膨胀系数过大，与钢质基体材料不契合，在不断受热、长期使用中涂料容易出现开裂，甚至脱落的现象发生，进而影响了对管道的防护效果，且多数涂料的组分过多，成本高，品质不稳定。本发明提供了一种特殊配制的涂料，合理搭配了多种原料成分，其中由碱金属硅酸盐水溶液、和胶体二氧化硅的水分散液组成了基础的成膜物质，其内含有大量的OH活性基团，与颗粒物料以及钢质材料的表面可有效的结合反应，形成了一种立体网状结构，保证了涂料与钢质管道间的结合强度，添加的陶瓷微珠、氧化铝、氮化硼和二氧化锆成分保证了涂料整体的保温、耐腐特性，形成了良好的电化学保护和物理辐射屏蔽作用的组织结构，为了进一步提升涂料的使用品质，又添加了一种改性填料，其是以纳米碳管为基体成分，对应用纳米碳化硅进行表面裹覆修饰而成，纳米碳管的中空结构和碳化硅的高耐温、耐腐特性，有效提升了涂料整体的保温、防腐效果，同时此结构的填料又增强了涂料各处组织间的连接强度，并调整了涂料整体的热膨胀率，使其与钢质管道的相近，使用过程中不会产生裂纹、脱落等不良现象。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明合理搭配了多种原料成分，最终配制出的涂料能有效的提升管道的耐磨、耐腐蚀特性，增强了对管道的保温效果，降低了热量的损耗，延长了管道的使用寿命，极具推广使用价值。
具体实施方式
实施例1
一种电热锅炉管道用涂料，由如下重量份的物质组成：
80份碱金属硅酸盐水溶液、55份胶体二氧化硅的水分散液、3份陶瓷微珠、0.2份氧化铝、2份氮化硼、0.1份二氧化锆、1份改性填料。
进一步的，所述陶瓷微珠的颗粒直径为50~200nm。
进一步的，所述氧化铝的颗粒直径为60~100nm。
进一步的，所述氮化硼的颗粒直径为30~80nm。
进一步的，所述二氧化锆的颗粒直径为10~50nm。
进一步的，所述改性填料的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米碳管放入到质量分数为2%的氢氟酸溶液中浸泡处理20min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）将步骤（1）处理后的纳米碳管放入到反应釜内，向反应釜内加入纳米碳管总质量15倍的改性液，然后加热保持反应釜内的温度为70℃，将反应釜内的压力增至0.5MPa，期间持续进行超声波处理，1h后取出离心得滤渣备用；所述改性液中各成分及其对应重量份为：10份纳米碳化硅、0.3份甲基丙烯酸甲酯、0.05份聚乙烯醇、0.2份三甲基十八烷基溴化铵、0.1份六偏磷酸钠、3份硅烷偶联剂、300份水；
（3）将步骤（2）所得的滤渣放入到干燥箱内进行干燥处理，0.5h后取出即可。
进一步的，步骤（2）中所述的超声波处理的频率为60kHz，所述纳米碳化硅的颗粒直径不大于10nm。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时干燥箱内的温度为80℃。
实施例2
一种电热锅炉管道用涂料，由如下重量份的物质组成：
83份碱金属硅酸盐水溶液、58份胶体二氧化硅的水分散液、4份陶瓷微珠、0.4份氧化铝、3份氮化硼、0.3份二氧化锆、2份改性填料。
进一步的，所述陶瓷微珠的颗粒直径为50~200nm。
进一步的，所述氧化铝的颗粒直径为60~100nm。
进一步的，所述氮化硼的颗粒直径为30~80nm。
进一步的，所述二氧化锆的颗粒直径为10~50nm。
进一步的，所述改性填料的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米碳管放入到质量分数为3%的氢氟酸溶液中浸泡处理23min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）将步骤（1）处理后的纳米碳管放入到反应釜内，向反应釜内加入纳米碳管总质量17倍的改性液，然后加热保持反应釜内的温度为74℃，将反应釜内的压力增至0.56MPa，期间持续进行超声波处理，1.5h后取出离心得滤渣备用；所述改性液中各成分及其对应重量份为：13份纳米碳化硅、0.4份甲基丙烯酸甲酯、0.15份聚乙烯醇、0.3份三甲基十八烷基溴化铵、0.2份六偏磷酸钠、4份硅烷偶联剂、320份水；
（3）将步骤（2）所得的滤渣放入到干燥箱内进行干燥处理，0.7h后取出即可。
进一步的，步骤（2）中所述的超声波处理的频率为63kHz，所述纳米碳化硅的颗粒直径不大于10nm。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时干燥箱内的温度为85℃。
实施例3
一种电热锅炉管道用涂料，由如下重量份的物质组成：
85份碱金属硅酸盐水溶液、60份胶体二氧化硅的水分散液、5份陶瓷微珠、0.5份氧化铝、4份氮化硼、0.4份二氧化锆、3份改性填料。
进一步的，所述陶瓷微珠的颗粒直径为50~200nm。
进一步的，所述氧化铝的颗粒直径为60~100nm。
进一步的，所述氮化硼的颗粒直径为30~80nm。
进一步的，所述二氧化锆的颗粒直径为10~50nm。
进一步的，所述改性填料的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米碳管放入到质量分数为4%的氢氟酸溶液中浸泡处理25min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）将步骤（1）处理后的纳米碳管放入到反应釜内，向反应釜内加入纳米碳管总质量20倍的改性液，然后加热保持反应釜内的温度为75℃，将反应釜内的压力增至0.6MPa，期间持续进行超声波处理，2h后取出离心得滤渣备用；所述改性液中各成分及其对应重量份为：15份纳米碳化硅、0.5份甲基丙烯酸甲酯、0.2份聚乙烯醇、0.4份三甲基十八烷基溴化铵、0.3份六偏磷酸钠、5份硅烷偶联剂、350份水；
（3）将步骤（2）所得的滤渣放入到干燥箱内进行干燥处理，1h后取出即可。
进一步的，步骤（2）中所述的超声波处理的频率为66kHz，所述纳米碳化硅的颗粒直径不大于10nm。
进一步的，步骤（3）中所述的干燥处理时干燥箱内的温度为90℃。
对本发明上述实施例制得的涂料进行品质检测发现，涂料的耐火度不低于1200℃，线膨胀系数为1.0~1.3×10-5m/℃，与钢质管道的热膨胀率（1.2×10-5m/℃）相近，且参数性能稳定，避免了使用过程中因缩胀的不同而出现开裂、脱落等不良现象的发生，涂料的红外辐射率（800℃）≤55，导热率≤0.07（W/m.K），反射率≥45，其将管道的热损降低了20%左右、寿命延长了15%以上，综合使用品质好，极具推广使用价值。
Claims (9)
1.一种电热锅炉管道用涂料，其特征在于，由如下重量份的物质组成：
80~85份碱金属硅酸盐水溶液、55~60份胶体二氧化硅的水分散液、3~5份陶瓷微珠、0.2~0.5份氧化铝、2~4份氮化硼、0.1~0.4份二氧化锆、1~3份改性填料。
2.根据权利要求1所述的一种电热锅炉管道用涂料，其特征在于，由如下重量份的物质组成：
83份碱金属硅酸盐水溶液、58份胶体二氧化硅的水分散液、4份陶瓷微珠、0.4份氧化铝、3份氮化硼、0.3份二氧化锆、2份改性填料。
3.根据权利要求1或2所述的一种电热锅炉管道用涂料，其特征在于，所述陶瓷微珠的颗粒直径为50~200nm。
4.根据权利要求1或2所述的一种电热锅炉管道用涂料，其特征在于，所述氧化铝的颗粒直径为60~100nm。
5.根据权利要求1或2所述的一种电热锅炉管道用涂料，其特征在于，所述氮化硼的颗粒直径为30~80nm。
6.根据权利要求1或2所述的一种电热锅炉管道用涂料，其特征在于，所述二氧化锆的颗粒直径为10~50nm。
7.根据权利要求1或2所述的一种电热锅炉管道用涂料，其特征在于，所述改性填料的制备方法包括如下步骤：
（1）将纳米碳管放入到质量分数为2~4%的氢氟酸溶液中浸泡处理20~25min，完成后取出用去离子水冲洗一遍后备用；
（2）将步骤（1）处理后的纳米碳管放入到反应釜内，向反应釜内加入纳米碳管总质量15~20倍的改性液，然后加热保持反应釜内的温度为70~75℃，将反应釜内的压力增至0.5~0.6MPa，期间持续进行超声波处理，1~2h后取出离心得滤渣备用；所述改性液中各成分及其对应重量份为：10~15份纳米碳化硅、0.3~0.5份甲基丙烯酸甲酯、0.05~0.2份聚乙烯醇、0.2~0.4份三甲基十八烷基溴化铵、0.1~0.3份六偏磷酸钠、3~5份硅烷偶联剂、300~350份水；
（3）将步骤（2）所得的滤渣放入到干燥箱内进行干燥处理，0.5~1h后取出即可。
8.根据权利要求7所述的一种电热锅炉管道用涂料，其特征在于，步骤（2）中所述的超声波处理的频率为60~66kHz，所述纳米碳化硅的颗粒直径不大于10nm。
9.根据权利要求7所述的一种电热锅炉管道用涂料，其特征在于，步骤（3）中所述的干燥处理时干燥箱内的温度为80~90℃。
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