CN112430428A - 一种防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料及其制备方法和应用,属于电力环保领域。本发明将热塑性树脂乳液与有机硅涂料复配,再辅以增强增韧填料纳米二氧化钛,形成一种全新的涂料,将兼具有机硅涂料优异的成膜性、热塑性树脂涂料的不粘性及其共有的耐高温性,在烟冷器防堵塞方面具有广阔的应用前景,且本发明的涂料以水和乙醇为介质,绿色环保。同时施工工艺简单,可用常规液体涂料喷涂工艺进行施工;涂料固化主要基于硅氧烷之间的溶胶‑凝胶反应,可实现低温甚至常温固化。
Description
技术领域
本发明涉及电力环保技术领域,尤其涉及一种防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料及其制备方法和应用。
背景技术
超低排放改造是近年来燃煤发电行业大力推进的一项大气污染物整治工程。目前,国内大型燃煤电站已基本完成超低排放改造,大气主要污染物排放总量显著降低,但改造也给机组带了负面影响。其中,低温换热设备(尤其是烟冷器)堵塞是超低排放机组普遍存在的问题,对锅炉效率和机组安全运行构成了严重危险。究其原因,主要是超低排放改造过程中,为获得较高脱硝效率,SCR催化剂用量增加、喷氨量增大,导致烟气中逃逸氨与三氧化硫浓度均增加。氨、三氧化硫与水反应生成的硫酸氢铵(Ammonium bisulfate,ABS)也增加,而液态ABS具有粘性,极易沉积在换热面上并吸附飞灰,造成换热器堵塞。因此,提高换热面的抗沾污性能,降低ABS在换热面上的粘附,是解决电厂低温换热设备堵塞的重要技术途径。
自清洁涂层可提高换热面的抗沾污性能。例如中国专利CN 107401950A、CN106010122A、CN105199497A、CN104987032A、CN106752132A以及CN102390936B等公开了许多自清洁涂层,喷涂在各种换热面上,均赋予了换热面较佳的抗沾污性能。由于超低排放机组运行工况恶劣,需要涂层具有抗冲刷(烟速10m/s,粉尘含量30g/m3左右)、耐高温(长期运行温度200~150℃)、耐硫酸腐蚀、导热、粘接性强,涂覆简单等特点,现有技术中的涂层或耐高温性能差、或耐酸蚀性差、或与基体粘接性能差,均不适用于超低排放机组中的烟冷器。因此,开发新型的自清洁涂层显得非常必要与重要。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料及其制备方法和应用。本发明提供的涂料兼具耐高温、耐酸蚀性,且与基体粘接性能好。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料,包括以下重量份数的组分:
热塑性树脂乳液10~20份,所述热塑性树脂乳液的固含量为49%~51%;
三乙氧基甲基硅烷10份;
乙氧基苯基硅树脂30份;
纳米二氧化钛分散液30~45份,所述纳米二氧化钛分散液的固含量为79%~81%。
优选地,所述热塑性树脂乳液为聚苯硫醚乳液或聚酰亚胺乳液。
优选地,所述热塑性树脂乳液中还包括十二烷基苯磺酸钠,所述十二烷基苯磺酸钠的质量为所述热塑性树脂乳液中热塑性树脂质量的1%。
优选地,所述热塑性树脂乳液中的分散剂为乙醇水溶液。
优选地,所述纳米二氧化钛分散液中纳米二氧化钛的粒径为4~6nm。
本发明还提供了上述技术方案所述的防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料的制备方法,包括以下步骤:
将热塑性树脂乳液、三乙氧基甲基硅烷、乙氧基苯基硅树脂和纳米二氧化钛分散液混合,得到所述防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料。
优选地,所述热塑性树脂乳液由包括以下步骤的方法制备得到:
将热塑性树脂、十二烷基苯磺酸钠和乙醇水溶液混合,得到所述热塑性树脂乳液,所述乙醇水溶液的质量百分比浓度为50%。
优选地,所述热塑性树脂、十二烷基苯磺酸钠和乙醇水溶液混合为在搅拌速率大于800转/分钟下搅拌30~60分钟。
优选地,所述纳米二氧化钛分散液由包括以下步骤的方法制备得到:将纳米二氧化钛、丙烯酸和水混合后,在100转/份的转速下,球磨6~8小时,得到所述纳米二氧化钛分散液。
本发明还提供了上述技术方案所述的防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料或上述技术方案所述制备方法制得的防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料在防止低温换热设备堵塞领域中的应用。
本发明提供了一种防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料,包括以下重量份数的组分:热塑性树脂乳液10~20份,所述热塑性树脂乳液的固含量为49%~51%;三乙氧基甲基硅烷10份;乙氧基苯基硅树脂30份;纳米二氧化钛分散液30~45份,所述纳米二氧化钛分散液的固含量为79%~81%。
与现有技术相比,本发明具有如下有益的技术效果:
(1)热塑性树脂涂料耐高温、疏水性强,具有优异的自清洁性能,但由于其成膜性差,涂料固化后存在大量微孔,酸液可以通过微孔渗入涂层/基体界面,腐蚀基体(换热面),同时加速涂层从基体表面的剥离。而有机硅涂料成膜性好,耐高温,附着力强,但抗沾污性能有待提高。因此,热塑性树脂涂料与有机硅涂料单独使用时,均无法满足超低排放机组烟冷器的使用要求。本发明将热塑性树脂乳液与有机硅涂料复配,再辅以增强增韧填料纳米二氧化钛,形成一种全新的涂料,将兼具有机硅涂料优异的成膜性、热塑性树脂涂料的不粘性及其共有的耐高温性,在烟冷器防堵塞方面具有广阔的应用前景。
(2)本发明的涂料以水和乙醇为介质,绿色环保。同时施工工艺简单,可用常规液体涂料喷涂工艺进行施工;涂料固化主要基于硅氧烷之间的溶胶-凝胶反应,可实现低温甚至常温固化。
(3)本发明的涂料制备方法,所涉及的工艺及设备在工业上常见,技术成熟可靠,适合规模化生产,有助于涂料的工程应用。
具体实施方式
本发明提供了一种防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料,包括以下重量份数的组分:
热塑性树脂乳液10~20份,所述热塑性树脂乳液的固含量为49%~51%;
三乙氧基甲基硅烷10份;
乙氧基苯基硅树脂30份;
纳米二氧化钛分散液30~45份,所述纳米二氧化钛分散液的固含量为79%~81%。
在本发明中,所述热塑性树脂乳液优选为聚苯硫醚乳液(PPS)或聚酰亚胺乳液(PI)。
在本发明中,所述热塑性树脂乳液中优选还包括十二烷基苯磺酸钠,所述十二烷基苯磺酸钠的质量优选为所述热塑性树脂乳液中热塑性树脂质量的1%。
在本发明中,所述热塑性树脂乳液中的分散剂优选为乙醇水溶液;所述乙醇水溶液的质量浓度优选为50%。
在本发明中,所述纳米二氧化钛分散液中纳米二氧化钛的粒径优选为4~6nm,更优选为5nm。
本发明还提供了上述技术方案所述的防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料的制备方法,包括以下步骤:
将热塑性树脂乳液、三乙氧基甲基硅烷、乙氧基苯基硅树脂和纳米二氧化钛分散液混合,得到所述防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料。
在本发明中,所述热塑性树脂乳液优选由包括以下步骤的方法制备得到:
将热塑性树脂、十二烷基苯磺酸钠和乙醇水溶液混合,得到所述热塑性树脂乳液,所述乙醇水溶液的质量百分比浓度为50%。
在本发明中,所述热塑性树脂、十二烷基苯磺酸钠和乙醇水溶液混合优选为在搅拌速率大于800转/分钟下搅拌30~60分钟。本发明优选通过调节乙醇水溶液的用量使所述热塑性树脂乳液的固含量为49%~51%。
在本发明中,所述纳米二氧化钛分散液优选由包括以下步骤的方法制备得到:将纳米二氧化钛、丙烯酸和水混合后在行星球磨机中,在100转/份的转速下,球磨6~8小时,得到所述纳米二氧化钛分散液。在本发明中,所述纳米二氧化钛分散液中丙烯酸的质量百分含量优选为1%。在本发明中,所述水优选为去离子水。
本发明还提供了上述技术方案所述的防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料或上述技术方案所述制备方法制得的防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料在防止低温换热设备堵塞领域中的应用。
本发明对所述应用的具体方式没有特殊的限定,采用本领域技术人员熟知的方式即可。
为了进一步说明本发明,下面结合实例对本发明提供的防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料及其制备方法和应用进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1~12
本发明提供一种可防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料的制备方法,将20份重量的热塑性树脂(聚苯硫醚或者聚酰亚胺)、占热塑性树脂重量1%的十二烷基苯磺酸钠和19.8份重量的乙醇水溶液(质量百分比浓度为50%),加入容器中在室温下剧烈搅拌(搅拌速率大于800转/分钟)30~60分钟,得到热塑性树脂乳液。通过调节乙醇水溶液的用量,控制热塑性树脂乳液的固含量在50%。
将将80份重量的纳米二氧化钛(5nm)、2份重量的丙烯酸和18份重量的去离子水混合后加入行星球磨机中,在100转/份的转速下,球磨6小时,得到固含量为80%的纳米二氧化钛分散液。
将10~20份重量的热塑性树脂乳液、10份重量的三乙氧基甲基硅烷、30份重量的乙氧基苯基硅树脂和30~45份的纳米二氧化硅分散液,在室温下搅拌混合均匀,得到可防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料。
采用高压喷涂工艺将上述涂料涂覆在打磨后的不锈钢表面,在50℃固化30分钟,再于150℃固化30分钟,完成涂层固化。
用划格法测定涂层着附力,用接触角评价涂层不粘性,用铅笔硬度评价涂层硬度,用硫酸浸泡法评价涂层抗腐蚀性,用漆膜冲击器评价涂层抗冲刷性,用热失重法评价涂层耐温性,结果如表2所示。由表2可知,本发明提供的涂料兼具耐高温、耐酸蚀性,且与基体粘接性能好。
表1实施例1~12中相关工艺参数以及原料用量
表2涂层性能
以上所述仅是本发明的优选实施方式,并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料,其特征在于,包括以下重量份数的组分:
热塑性树脂乳液10~20份,所述热塑性树脂乳液的固含量为49%~51%;
三乙氧基甲基硅烷10份;
乙氧基苯基硅树脂30份;
纳米二氧化钛分散液30~45份,所述纳米二氧化钛分散液的固含量为79%~81%。
2.根据权利要求1所述的防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料,其特征在于,所述热塑性树脂乳液为聚苯硫醚乳液或聚酰亚胺乳液。
3.根据权利要求1或2所述的防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料,其特征在于,所述热塑性树脂乳液中还包括十二烷基苯磺酸钠,所述十二烷基苯磺酸钠的质量为所述热塑性树脂乳液中热塑性树脂质量的1%。
4.根据权利要求1或2所述的防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料,其特征在于,所述热塑性树脂乳液中的分散剂为乙醇水溶液。
5.根据权利要求1所述的防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料,其特征在于,所述纳米二氧化钛分散液中纳米二氧化钛的粒径为4~6nm。
6.权利要求1~5任一项所述的防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将热塑性树脂乳液、三乙氧基甲基硅烷、乙氧基苯基硅树脂和纳米二氧化钛分散液混合,得到所述防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料。
7.根据权利要6所述的制备方法,其特征在于,所述热塑性树脂乳液由包括以下步骤的方法制备得到:
将热塑性树脂、十二烷基苯磺酸钠和乙醇水溶液混合,得到所述热塑性树脂乳液,所述乙醇水溶液的质量百分比浓度为50%。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述热塑性树脂、十二烷基苯磺酸钠和乙醇水溶液混合为在搅拌速率大于800转/分钟下搅拌30~60分钟。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述纳米二氧化钛分散液由包括以下步骤的方法制备得到:将纳米二氧化钛、丙烯酸和水混合后,在100转/份的转速下,球磨6~8小时,得到所述纳米二氧化钛分散液。
10.权利要求1~5任一项所述的防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料或权利要求6~9任一项所述制备方法制得的防止超低排放机组烟冷器堵塞的涂料在防止低温换热设备堵塞领域中的应用。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210302 |
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