新型無收縮復(fù)合硅酸鹽保溫涂料的研制

中國石油大學(xué)（華東）

新型無收縮復(fù)合硅酸鹽保溫涂料的研制

宋玉田 陳海陽中國石油大學(xué)（華東）

無收縮復(fù)合硅酸鹽保溫材料具有原料易得、成本低廉、低密度、高絕熱、異型設(shè)備涂抹方便、現(xiàn)場無粉塵、干燥過程中收縮率幾乎為零等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的絕熱保溫材料。通過對該保溫涂料所用原材料及生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，確定了一種原料成本低且使用方便、生產(chǎn)工藝簡單易行以及產(chǎn)品性能較好的保溫涂料的生產(chǎn)方法。該涂料的原材料成本為700～800元/噸，市場售價(jià)1500～1800元/噸，設(shè)備投資小，故非常適合于小型企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)或保溫涂料大型用戶自行生產(chǎn)。

復(fù)合硅酸鹽；無收縮；保溫材料

為滿足工程及維修需要，中國石油大學(xué)（華東）勝華煉油廠成立了復(fù)合硅酸鹽保溫材料項(xiàng)目組，經(jīng)過為期兩年的研究與開發(fā)，成功研制了新型無收縮復(fù)合硅酸鹽保溫材料。無收縮復(fù)合硅酸鹽保溫材料具有原料易得、成本低廉、低密度、高絕熱、異型設(shè)備涂抹方便、現(xiàn)場無粉塵、干燥過程中收縮率幾乎為零等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的絕熱保溫材料。在該廠2×5000m3原油罐，15×104t/a催化裂化裝置改造及日常裝置維修中應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 主要原材料

為使保溫材料具有良好的保溫性能，同時(shí)具有無收縮、價(jià)廉、易施工等優(yōu)點(diǎn)，在研究中篩選了以下8類材料：

（1）纖維材料。經(jīng)研究、試驗(yàn)、論證，最終選用了4種纖維材料，即祁連棉、硅酸鋁棉、海泡石、離心玻璃棉。約占3%～10%。祁連棉、硅酸鋁棉、離心玻璃棉經(jīng)充分松解后，成為大長徑比、較高強(qiáng)度單絲狀態(tài)，經(jīng)機(jī)械充分?jǐn)嚢韬?，在漿體中呈三維亂向分布，對于結(jié)構(gòu)形成極為有利。水平分布的纖維使涂層具有良好的抗壓效果，而垂直或傾斜纖維在吸附劑（海泡石）和粘結(jié)劑的作用下，使該結(jié)構(gòu)成為一個(gè)整體，具有良好的穩(wěn)定性。

（2）輕質(zhì)骨料。為降低密度、填充、保溫，加入膨脹珍珠巖、漂珠等無機(jī)礦物材料。約占7%～25%。

（3）滲透劑（KT）。加入滲透劑有助于纖維的松解及漿體的形成，縮短浸泡時(shí)間。

（4）粘結(jié)劑。為了漿體的形成，增加涂層的強(qiáng)度，提高彈性，通常加入粘結(jié)劑。主要為聚丙稀酰胺、水玻璃等。

（5）抗收縮劑。目前采用的是北京建筑科學(xué)研究院產(chǎn)的無收縮粘結(jié)劑，使用后可使收縮率降至近0。

（6）增稠劑。為增加涂料稠度，改善涂料的觸變性和保水性，添加了石灰膏或滑石粉等。

（7）發(fā)泡劑。在漿體中引進(jìn)大量氣泡，有助于降低材料的導(dǎo)熱系數(shù)。本試驗(yàn)采用高速機(jī)械攪拌發(fā)泡。

（8）水。采用自來水，pH值約等于7，用量約為60%～75%。

2 生產(chǎn)工藝

根據(jù)所用原材料的特性，經(jīng)過多次試驗(yàn)，確定了如圖1所示的工藝流程。各種原材料均按規(guī)定比例進(jìn)行計(jì)量。

圖1 生產(chǎn)工藝流程

3 產(chǎn)品性能

中國石油大學(xué)（華東）測試中心（具有國家頒發(fā)的計(jì)量認(rèn)證證書）和東營市工程質(zhì)量監(jiān)督站對產(chǎn)品進(jìn)行了性能測試，其各項(xiàng)指標(biāo)見表1。

表1 保溫涂料技術(shù)性能指標(biāo)

該保溫涂料的施工方法與常見保溫涂料的施工方法相同，采用涂抹的方法。根據(jù)《設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則（GB4272—92）》標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，該涂料的保溫效果要達(dá)到要求，其涂層設(shè)計(jì)厚度通常僅需按《設(shè)備及管道保溫設(shè)計(jì)導(dǎo)則（GB8175—87）》所規(guī)定的其他保溫材料厚度的4/5左右。為了加快施工速度，最好在設(shè)備處于熱態(tài)時(shí)施工。在涂料的表層可以刷上一層適當(dāng)顏色的防水涂料，既可延長涂料的使用壽命，又可美化環(huán)境。從該涂料在勝華煉油廠的塔器上使用來看，在表層溫度為150℃的塔器涂上22mm厚的保溫涂料，涂層表面溫度為35℃。由于該保溫涂料的使用，減少了耗熱量，大幅度地提高了生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

（1）通過對該保溫涂料所用原材料及生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，確定了一種原料成本低且使用方便、生產(chǎn)工藝簡單易行以及產(chǎn)品性能較好的保溫涂料的生產(chǎn)方法。

（2）因材料中使用聚丙稀酰胺，所以涂料呈堿性，對鐵等金屬具有極強(qiáng)的腐蝕性，以后應(yīng)尋找新型粘結(jié)劑代替聚丙稀酰胺。

（3）保溫涂料作為一種特殊保溫材料，用于異型管道及設(shè)備的保溫比其他類型的保溫材料施工方便。但其本身尚存在一些局限性，如冷態(tài)施工周期長、保冷效果差等。所以，如何提高保溫涂料的各種性能，擴(kuò)展其應(yīng)用范圍，制訂統(tǒng)一的生產(chǎn)及使用標(biāo)準(zhǔn)，還需要進(jìn)一步的深入研究。

（4）該涂料的原材料成本為700～800元/噸，市場售價(jià)1500～1800元/噸，設(shè)備投資小，故非常適合于小型企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)或保溫涂料大型用戶自行生產(chǎn)。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.11.010