一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层及其施工工艺

文档序号:1264727 发布日期:2020-08-25 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层及其施工工艺 (Corrosion-resistant lining layer of desulfurization pipeline and construction process of corrosion-resistant lining layer ) 是由 刘国玲 刘中生 于 2020-04-21 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层及其施工工艺,属于脱硫管道防腐的领域,解决了脱硫管道耐腐蚀性差、力学性能不佳的技术问题。衬里层包括底漆层、玄武岩鳞片胶泥层和面漆层,所述玄武岩鳞片胶泥包含以下重量份的原料:树脂16~18份,玄武岩鳞片4~6份,填料2~3份,添加剂3~4份;其中,填料包括SiO&lt;Sub&gt;2&lt;/Sub&gt;颗粒和炭黑,添加剂包括固化速度调节剂、硅烷表面处理剂和粘度调节剂。其施工工艺包括以下步骤:对脱硫管道内壁预处理;底漆熟化和底漆层喷涂;玄武岩鳞片胶泥熟化和胶泥层喷涂;胶泥层打磨光滑;面漆熟化和面漆层喷涂。本发明的衬里层用于脱硫管道防腐,其具有加强脱硫管道耐腐蚀性、力学性能的优点。(The invention discloses a corrosion-resistant lining layer of a desulfurization pipeline and a construction process thereof, belongs to the field of desulfurization pipeline corrosion prevention, and solves the technical problems of poor corrosion resistance and poor mechanical property of the desulfurization pipeline. The lining layer comprises a primer layer, a basalt scale daub layer and a finish paint layer, wherein the basalt scale daub comprises the following raw materials in parts by weight: 16-18 parts of resin and brown4-6 parts of martial scales, 2-3 parts of fillers and 3-4 parts of additives; wherein the filler comprises SiO 2 Particles and carbon black, additives including a curing speed modifier, a silane surface treatment agent and a viscosity modifier. The construction process comprises the following steps: pretreating the inner wall of the desulfurization pipeline; curing the primer and spraying the primer layer; curing basalt scale daub and spraying a daub layer; polishing the clay layer smoothly; and curing the finish paint and spraying the finish paint. The lining layer is used for corrosion prevention of the desulfurization pipeline and has the advantages of enhancing the corrosion resistance and the mechanical property of the desulfurization pipeline.)

一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层及其施工工艺

技术领域

本发明涉及脱硫管道防腐的技术领域,更具体地说,它涉及一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层及其施工工艺。

背景技术

脱硫管道是冶炼厂硫酸车间的一段主工艺管道,位于净化工序的电陈雾器和干燥工序的干燥塔之间。其作用是将经过净化工序净化的熔炼车间的铜冶炼烟气(主要含SO2)输送到干燥工序,经浓硫酸脱水干燥,再送往转化器反应转化为SO3

随着玻璃鳞片在管道内层作为防腐涂层的逐渐使用,腐蚀现象得到进一步改善。授权公告号为CN 106479327 B的发明专利公开了一种乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥涂料,其中鳞片胶泥配方为:乙烯基酯树脂98.0,气相二氧化硅1.0-3.0,触变稳定剂1.0-2.0,低收缩剂1.0-10.0,偶联剂0.5-1.5,促进剂B为0.5-2.0,消泡剂0.5-1.0,色浆1.0-4.0,20目玻璃鳞片50.0,80目玻璃鳞片5.0,120目玻璃鳞片5.0,800目云母粉10.0,90%的过氧化氢异丙苯1.0-4.0,该发明将玻璃鳞片用于防腐涂料中,具有较好的防腐效果。

目前,玻璃鳞片作为脱硫管道主要的耐腐蚀层被化工生产行业广泛研究与应用,但是,将上述的胶泥用于鳞片烟道中时,由于脱硫管道内含有较多的腐蚀性气体,使得其使用环境恶劣,因此将玻璃鳞片用于脱硫管道中时,常发现有脱硫管道腐蚀后穿孔的现象,严重时多达上百处修补点,严重影响生产效率。除此以外,将上述的玻璃鳞片作为脱硫管道主要的耐腐蚀层用于化工生产行业时,大型工业生产中用到的脱硫管道,会由于大型机器机械振动而传递振波,特别是与机器连接处的脱硫管道,当胶泥层的拉伸强度和弯曲强度不高时,会因无数次循环振动后在胶泥层处出现裂纹或微裂纹,易使得胶泥层脱落,脱硫管道的耐腐蚀性能下降。

发明内容

针对现有技术存在的不足,本发明的第一个目的在于提供一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层,其具有耐腐蚀性能佳、拉伸强度和弯曲强度高的优点。

本发明的第二个目的在于提供一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层的施工工艺,其具有通过对底漆层、面漆层以及胶泥层的处理和依次涂覆的工艺方法,使得制备得到的衬里层具有较好的耐腐蚀以及较佳的拉伸强度和弯曲强度的优点。

为实现上述第一个目的,本发明提供了如下技术方案:所述脱硫管道衬里层包括自脱硫管道内表面向管道内部依次涂覆的底漆层、玄武岩鳞片胶泥层和面漆层,所述玄武岩鳞片胶泥包含以下重量份的原料:

树脂16~18份,

玄武岩鳞片4~6份,

填料2~3份,

添加剂3~4份;

其中,其中,所述填料包括SiO2颗粒和炭黑,所述添加剂包括固化速度调节剂、硅烷表面处理剂和粘度调节剂;所述底漆为乙烯基底漆,所述面漆为乙烯基面漆;所述玄武岩鳞片在玄武岩鳞片胶泥中的排列方式为上下交错、平行排列。

通过采用上述技术方案,本发明以树脂为主要成膜剂,以玄武岩鳞片为骨料,再添加填料(SiO2颗粒和炭黑)和添加剂(固化速度调节剂、硅烷表面处理剂和粘度调节剂)后形成复合型树脂胶泥。将上述的玄武岩鳞片引入树脂之后,它能降低成膜剂的收缩率,消除胶泥层与底材之间的内部应力,抑制龟裂、剥落、提高粘结力,具有良好的抗冲击性;同时,玄武岩鳞片在玄武岩鳞片胶泥中上下交错、平行排列的排列方式产生“迷宫效应”,增长酸、碱等小分子进入玄武岩鳞片胶泥内部并最终进入管道表面的距离,从而增强玄武岩鳞片胶泥的耐腐蚀性能。因为玄武岩鳞片是无机材料,树脂为有机材料,为了使得玄武岩鳞片和树脂的粘合性更好,硅烷表面处理剂的添加加强了玄武岩鳞片和树脂之间的相互作用力,而固化速度调节剂的添加加快树脂的固化速度,粘度调节剂的添加使得胶泥粘度增加,粘度增加后有两方面的优势,首先粘度调节剂的添加使得胶泥内的树脂分子间的粘合力更强、胶泥内填料和有机原料间的粘合性更强;其次使得制备得到的胶泥和在用于管道防腐层的时候和管道的粘性更强,不易脱落。填料中以SiO2颗粒作为增强剂,同时填补原料之间的空隙,由于SiO2颗粒具有小尺寸效应和大的比表面积,同时其表面含有很多硅羟基,SiO2颗粒间可以通过氢键和范德华力的作用形成网络结构,使得玄武岩鳞片的内部结构更加紧密,耐腐蚀性能增强,拉伸强度和弯曲强度也相对较高。而炭黑的粒径较小(低至5nm),能够弥补玄武岩鳞片胶泥内的大颗粒(SiO2颗粒以及玄武岩鳞片)间的间隙,是一种较好的补强材料;同时在本发明中作为一种增稠剂,使得制备得到的玄武岩鳞片胶泥的稠度更佳。而上述的乙烯基面漆和乙烯基底漆。采用上述的底漆和面漆,二者与玄武岩鳞片胶泥之间的粘合性更好,同时与待涂覆的管道之间的粘合作用更好,涂覆得到的衬里层表面光滑、不易划伤,使得制备得到的衬里层的耐腐蚀性能高;同时乙烯基面漆和底漆的固化收缩率低、耐热解性能好,成本较低。

进一步地,所述SiO2颗粒和炭黑的质量比为1~2:1。

通过采用上述技术方案,SiO2颗粒的粒度和炭黑相比较大,粒度较小的炭黑会进入SiO2颗粒的微观空隙中,进一步增强最终胶泥产品的力学性能。若是SiO2颗粒的用量过多,首先是SiO2颗粒间的微观孔隙无法充分地被填补,降低最终产品的致密性,从而减弱了胶泥产品对酸碱腐蚀物的阻隔作用,拉伸强度和弯曲强度也相对降低;同时炭黑的增稠效果减弱,使得制备得到的玄武岩鳞片胶泥的较为松软,力学强度不够。SiO2颗粒的用量过少也会导致树脂中的填料含量减少,要达到一定的产品防腐性能,树脂的用量要增加,使得玄武岩鳞片胶泥的制备成本增加。因此在上述的原料配比下,彼此之间的性能相互促进,使得最终的玄武岩鳞片胶泥的耐酸碱腐蚀和拉伸强度、弯曲强度更高。

进一步地,所述填料还包括云母粉,所述SiO2颗粒和云母粉的质量比为0.5~1.5:2。

进一步地,所述云母粉的粒度不大于2μm,所述SiO2颗粒粒度为20~25μm;所述玄武岩鳞片的厚度为2~4μm,粒径为170~300μm。

通过采用上述技术方案,云母粉作为一种非金属矿物,含有多种成分,其中主要有SiO2,含量一般在49%左右,Al2O3含量在30%左右。云母粉具有良好的弹性、韧性、绝缘性、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀、附着力强等特性;云母粉的粒度相对于SiO2颗粒来说更小,而一般是粒径越小,比表面积越大,补强效果越好,硬度越高,SiO2颗粒和云母粉共同作为增强材料,粒度较小的云母粉进入粒度较大的SiO2颗粒之间的间隙,填补其空隙,在减少了制备得到的玄武岩鳞片胶泥的微观孔隙的同时,增强了制备得到的玄武岩鳞片胶泥的力学性能和耐磨耐腐蚀的性能。而玄武岩鳞片、SiO2颗粒、云母粉和炭黑的粒度范围依次减小(玄武岩鳞片为170~300μm,SiO2颗粒为20~25μm,云母粉的粒度不大于2μm,炭黑的粒度低至5nm),这四种无机原料将树脂中的空间逐级填满,使得制备得到的玄武岩鳞片胶泥结构密实,耐酸碱腐蚀的能力增强,拉伸强度和弯曲强度也有所增加。

进一步地,所述固化速度调节剂为对羟基苯磺酸,所述硅烷表面处理剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,所述粘度调节剂为亚乙基双硬脂酸酰胺;所述对羟基苯磺酸、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和亚乙基双硬脂酸酰胺的质量比为1~2:1:1.5~3。

通过采用上述技术方案,通过固化速度调节剂、硅烷表面处理剂和粘度调节剂的添加,首先,硅烷表面处理剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,其能够很好的将有机的树脂和无机的填料(SiO2颗粒和云母粉)以及有机的树脂和无机的玄武岩鳞片偶联在一起,使得彼此之间的粘合性更强,使得制备得到的玄武岩鳞片胶泥对酸碱腐蚀物质的隔离阻碍作用力更强,耐酸碱性更强。而亚乙基双硬脂酸酰胺作为一种粘度调节剂,不仅对原料粘度进行调节,使得制备得到的玄武岩鳞片胶泥和底漆、面漆之间的粘合性更好,胶泥层和底漆层、胶泥层和面漆层之间不易出现分层的现象;同时对填料(SiO2颗粒、炭黑和云母粉)来说具有一定的分散作用,使得填料在原料搅拌的过程中具有较好的分散均匀性,进一步促使SiO2颗粒、炭黑和云母粉更好地将玄武岩鳞片胶泥的微观孔隙填充,使得玄武岩鳞片胶泥的更加密实,因此对酸碱等腐蚀物的阻碍作用更强,拉伸强度和弯曲强度也更佳;也玄武岩鳞片的分散稳定性也进一步提高,避免出现玄武岩鳞片的沉降现象。

进一步地,所述树脂为双酚A型不饱和聚酯树脂或三官能团环氧树脂,所述双酚A型不饱和聚酯树脂的粘度为0.4~0.6Pa·s,酸值为14~36mg KOH/g,胶凝时间为12~25min;所述三官能团环氧树脂的环氧当量为0.96/100g,粘度为1700Pa·s。

通过采用上述技术方案,由于玄武岩鳞片是玄武岩纯天然产物,具有优异的耐腐蚀性能,与上述的树脂形成胶泥,具有优异的耐腐蚀性能和良好的力学性能。

为实现上述第二个目的,本发明提供了如下技术方案:一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层的施工工艺,所述工艺包括以下步骤:

S1对脱硫管道内壁进行喷砂获抛丸处理,等级要求Sa2.5或手工除锈达St3级标准,表面白色即可;

S2底漆熟化:底漆熟化温度为24~26℃,熟化时间为28~31min;

S3底漆喷涂:将底漆均匀喷涂在内壁上,自然干燥2h±3min;

S4玄武岩鳞片胶泥熟化:熟化温度为42~44℃,熟化时间为19~21min;

S5玄武岩鳞片胶泥喷涂:将玄武岩鳞片胶泥均匀喷涂在底漆层表面上,自然干燥4h±3min;

S6将玄武岩鳞片胶泥层机械打磨至光滑;

S7面漆熟化:面漆熟化温度为24~26℃,熟化时间为28~31min;

S8面漆喷涂:将面漆均匀喷涂在玄武岩鳞片胶泥层上,自然干燥2h±3min。

通过采用上述技术方案,采用上述的涂覆工艺,使得最终得到的衬里层具有表面光滑、和管道的黏附性好以及不易划伤的优势。

进一步地,所述玄武岩鳞片胶泥的制备方法包括以下步骤:

(1)加入鳞片、填料及添加剂,机械搅拌均匀;

(2)将树脂等分为三等份后,分三次添加至步骤(1)的混合物中,每次添加树脂后都搅拌至均匀;

(3)抽真空或机械振荡的方法,排出原料搅拌时引入的气泡;

(4)密封状态下静置1.5~2.5h即可。

通过采用上述技术方案,使得制备得到的玄武岩鳞片胶泥致密,具有较高的耐腐蚀性能和力学性能。

综上所述,本发明具有以下有益效果:

第一、本发明以树脂为主要成膜剂,以玄武岩鳞片为骨料,再添加填料和添加剂后形成复合型树脂胶泥。由于玄武岩具有出色的抗压抗折条件性能、耐磨耐腐蚀性能、吸水率低等特性,将玄武岩鳞片引入树脂之后,降低了成膜剂的收缩率,消除胶泥层与底材之间的内部应力,抑制龟裂、剥落、提高粘结力,有良好的抗冲击性。而添加剂和调料的添加进一步促进了二者之间的粘合性,提高了玄武岩鳞片胶泥的最终产品性能,使得最终的玄武岩鳞片胶泥的力学性能和耐腐蚀性能更佳。

第二、本发明添加剂选择为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、亚乙基双硬脂酸酰胺和对羟基苯磺酸,其有效调节固化过程的同时使得原料之间的粘合性更强;亚乙基双硬脂酸酰胺的添加实现对胶泥粘度的调节,同时对填料的分散作用,使得填料在原料搅拌的过程中具有较好的分散均匀性,并且防止玄武岩鳞片在胶泥中的沉降,进一步加强了最终产品的耐腐蚀性能和力学性能。

第三、本发明制备得到的衬里层具有较好的耐腐蚀性能和力学性能。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

双酚A型不饱和聚酯树脂购自济南易盛树脂有限公司,产品型号为Y-146;三官能团环氧树脂购自上海华谊树脂有限公司,产品型号为MY-0500;SiO2颗粒购自蒂姆(北京)新材料科技有限公司,产品型号为4N型,SiO2颗粒粒度为20~25μm;炭黑购自上海连康明化工有限公司,产品型号为N220;对羟基苯磺酸购自广州市虎傲化工有限公司,产品型号为分子式C6H6O4S;亚乙基双硬脂酸酰胺购自上海吉至生化科技有限公司,分子式为C38H76N2O2;γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷购自美国奥斯卡有机硅有限公司,产品型号为KH560;乙烯基底漆采购于济南绿洲复合材料有限公司,产品型号为LZV-01D;乙烯基面漆采购于济南绿洲复合材料有限公司,产品型号为LZV-02M;901型乙烯基树脂购自河北跃腾防腐材料有限公司。

原料的制备例

制备例1

玄武岩鳞片的制备

其工艺包括以下步骤:

S1-1玄武岩粉碎、清洗、称量,单粒粉碎粒度为2~4mm;

S1-2熔融玄武岩,熔化温度1350℃,保温27min;

S1-3将熔液在密闭条件下抽真空至10-3Pa,在真空状态下机械搅拌1min,搅拌转速为150r/min;

S1-4熔液进入模具内之后在3MPa压力下吹塑成型,缓慢冷却至室温后,得到成型鳞片。

制备得到的玄武岩鳞片厚度为2~4μm,粒径为170~300μm。

制备例2

玄武岩鳞片的制备

其工艺包括以下步骤:

S1-1玄武岩粉碎、清洗、称量,单粒粉碎粒度为2~4mm;

S1-2熔融玄武岩,熔化温度1410℃,保温33min;

S1-3将熔液在密闭条件下抽真空至10-3Pa,在真空状态下机械搅拌3min,搅拌转速为180r/min;

S1-4熔液进入模具内之后在3.5MPa压力下吹塑成型。

制备得到的玄武岩鳞片厚度为2~4μm,粒径为170~300μm。

制备例3

玄武岩鳞片的制备

其工艺包括以下步骤:

S1-1玄武岩粉碎、清洗、称量,单粒粉碎粒度为2~4mm;

S1-2熔融玄武岩,熔化温度1380℃,保温30min;

S1-3将熔液在密闭条件下抽真空至10-3Pa,在真空状态下机械搅拌2min,搅拌转速为170r/min;

S1-4熔液进入模具内之后在3.3MPa压力下吹塑成型。

制备得到的玄武岩鳞片厚度为2~4μm,粒径为170~300μm。

制备例4

本发明提供了一种耐蚀玄武岩鳞片胶泥,玄武岩鳞片胶泥由包含以下重量的原料制备:

树脂16Kg,玄武岩鳞片4Kg,填料2Kg,添加剂3Kg,其中树脂为双酚A型不饱和聚酯树脂,其粘度为0.4~0.6Pa·s,酸值为14~36mgKOH/g,胶凝时间为12~25min,固含量为58~64%,具体为Y-146型双酚A型不饱和聚酯树脂;玄武岩鳞片由制备例3制备得到;填料为SiO2颗粒和炭黑以1:1的质量比混合而成;添加剂是固化速度调节剂、硅烷表面处理剂和粘度调节剂以1:1:1.5的质量比混合后的混合物,其中固化速度调节剂为对羟基苯磺酸,硅烷表面处理剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,具体地为KH560型的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,粘度调节剂为亚乙基双硬脂酸酰胺。

一种上述耐蚀玄武岩鳞片胶泥的制备方法,制备方法包括以下步骤:

(1)加入鳞片、填料及添加剂,机械搅拌均匀;

(2)将树脂等分为三等分后分三次添加至步骤(1)的混合物中,每添加后都搅拌至均匀;

(3)抽真空或机械振荡的方法,排出胶泥搅拌时引入的气泡;

(4)密封状态下静置1.5h即可。

制备例5-16

制备例5-16与制备例4的区别在于制备耐腐蚀玄武岩鳞片胶泥的原料和/或原料用量不同,具体见表1,其他同制备例4。

表1制备例4-16的制备耐腐蚀玄武岩鳞片胶泥的配方和配比

实施例1

一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层,脱硫管道衬里层包括自脱硫管道内表面向管道内部依次涂覆有底漆层、玄武岩鳞片胶泥层和面漆层。玄武岩鳞片胶泥由制备例16制备得到,以双酚A型不饱和聚酯树脂为主要成膜物,以玄武岩鳞片为骨料,加以其他功能性助剂(对羟基苯磺酸、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和亚乙基双硬脂酸酰胺)以及填料(SiO2颗粒、云母粉和炭黑)混合后形成的复合型玄武岩鳞片树脂胶泥。玄武岩鳞片厚度为2μm,粒径为170~300μm,在胶泥中的玄武岩鳞片为上下交错、平行排列的方式分布,形成了独特的屏蔽结构,起到优良的防腐蚀效果。

底漆层由乙烯基底漆涂覆于管道内壁而成,平均厚度为0.15~0.20mm,胶泥层为上述的复合型玄武岩鳞片树脂胶泥涂覆于乙烯基底漆上而成,平均厚度为2.0mm,面漆层由乙烯基面漆涂覆胶泥层上而成,平均厚度为0.20~0.30mm。

一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层的施工工艺,该工艺包括以下步骤:

S1对脱硫管道内壁进行喷砂获抛丸处理,等级要求Sa2.5或手工除锈达St3级标准,表面白色即可;

S2底漆熟化:底漆熟化温度为25℃,熟化时间为30min;

S3底漆喷涂:将底漆均匀喷涂在内壁上,自然干燥2h±3min;

S4玄武岩鳞片胶泥熟化:玄武岩鳞片胶泥的熟化温度为43℃,熟化时间为20min;

S5玄武岩鳞片胶泥喷涂:将玄武岩鳞片胶泥均匀喷涂在底漆层表面上,自然干燥4h±3min;

S6将玄武岩鳞片胶泥层机械打磨至光滑;

S7面漆熟化:面漆熟化温度为25℃,熟化时间为29min;

S8面漆喷涂:将面漆均匀喷涂在玄武岩鳞片胶泥层上,自然干燥2h±3min。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于:本实施例中胶泥层涂覆的平均厚度为2.5mm,其他同实施例1。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于:本实施例中玄武岩鳞片厚度为4μm,粒径为170~300μm,其他同实施例1。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于:本实施例中玄武岩鳞片厚度为4μm,本实施例中胶泥层涂覆的平均厚度为2.5mm,其他同实施例1。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于:

一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层的施工工艺,该工艺包括以下步骤:

S1对脱硫管道内壁进行喷砂获抛丸处理,等级要求Sa2.5或手工除锈达St3级标准,表面白色即可;

S2底漆熟化:底漆熟化温度为24℃,熟化时间为28min;

S3底漆喷涂:将底漆均匀喷涂在内壁上,自然干燥2h±3min;

S4玄武岩鳞片胶泥熟化:玄武岩鳞片胶泥的熟化温度为42℃,熟化时间为19min;

S5玄武岩鳞片胶泥喷涂:将玄武岩鳞片胶泥均匀喷涂在底漆层表面上,自然干燥4h±3min;

S6将玄武岩鳞片胶泥层机械打磨至光滑;

S7面漆熟化:面漆熟化温度为24℃,熟化时间为28min;

S8面漆喷涂:将面漆均匀喷涂在玄武岩鳞片胶泥层上,自然干燥2h±3min。

其他同实施例1。

实施例6

本实施例与实施例1的区别在于:

一种耐腐蚀性脱硫管道衬里层的施工工艺,该工艺包括以下步骤:

S1对脱硫管道内壁进行喷砂获抛丸处理,等级要求Sa2.5或手工除锈达St3级标准,表面白色即可;

S2底漆熟化:底漆熟化温度为26℃,熟化时间为31min;

S3底漆喷涂:将底漆均匀喷涂在内壁上,自然干燥2h±3min;

S4玄武岩鳞片胶泥熟化:玄武岩鳞片胶泥的熟化温度为44℃,熟化时间为21min;

S5玄武岩鳞片胶泥喷涂:将玄武岩鳞片胶泥均匀喷涂在底漆层表面上,自然干燥4h±3min;

S6将玄武岩鳞片胶泥层机械打磨至光滑;

S7面漆熟化:面漆熟化温度为26℃,熟化时间为31min;

S8面漆喷涂:将面漆均匀喷涂在玄武岩鳞片胶泥层上,自然干燥2h±3min。

其他同实施例1。

对比例1-8

对比例1-8与实施例1的区别在于制备耐腐蚀玄武岩鳞片胶泥的原料和/或原料用量不同,具体见表2,其他同实施例1。

表2对比例1-8的制备耐腐蚀玄武岩鳞片胶泥的配方和配比

对比例9

本对比例与制备例16的区别在于本对比例以等量的玻璃鳞片替代玄武岩鳞片,其玻璃鳞片的厚度为2~5μm,粒径为170~300μm。

对比例10

本对比例说实施例13的区别在于本对比例以等量的乙烯基树脂替代Y-46型双酚A型不饱和聚酯树脂,其中乙烯基树脂的具体型号为901型乙烯基树脂。

对比例11

本对比例与实施例2的区别在于:本对比例中胶泥层的平均厚度为1.5mm,其他同实施例1。

对比例12

本对比例与实施例2的区别在于:本对比例中玄武岩鳞片的平均厚度为1.5μm,其他同实施例1。

对比例13

本对比例与实施例1的区别在于:本对比例中玄武岩鳞片的平均厚度为4.5μm,其他同实施例1。

对比例14

本对比例与实施例2的区别在于:本对比例以对比例9中的玻璃鳞片胶泥等量替代玄武岩鳞片胶泥进行衬里层的涂覆,其他同实施例2。

(一)玄武岩鳞片胶泥的性能测试

对上述的实施例1-13和对比例1-10采用一步法制备得到鳞片胶泥板材后进行力学性能的测试。

(1)拉伸性能试样

按照HG/T 3797-2005的规定,拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率测试按照GB/T 1447-2005的相关规定进行,试样厚度为4mm。

(2)弯曲性能试样

按照HG/T 3797-2005的规定,弯曲强度、弯曲模量按照GB/T 1449-2005的相关规定进行,试样厚度为4mm。

(3)冲击性能试样。

按照HG/T 3797-2005的规定,冲击性能测试试样按照GB/T 1451-2005的相关规定进行,试样厚度为4mm。

对制备例4-16和对比例1-10采用一步法制备得到鳞片胶泥板材进行力学性能的测试,上述的测试结果见表3。

表3分别采用制备例4-16和对比例1-10的方案制备得到的鳞片胶泥的力学性能检测结果

项目 拉伸强度/MPa 弯曲强度/MPa 冲击强度/MPa
制备例4 25.4 49.7 0.22
制备例5 25.5 49.2 0.22
制备例6 26.4 48.8 0.24
制备例7 26.1 48.6 0.24
制备例8 26.7 48.3 0.22
制备例9 26.2 48.6 0.22
制备例10 26.0 48.3 0.20
制备例11 26.7 49.0 0.24
制备例12 26.9 49.2 0.24
制备例13 26.9 49.1 0.24
制备例14 27.1 49.4 0.26
制备例15 25.8 49.4 0.26
制备例16 26.4 48.8 0.24
对比例1 24.3 42.3 0.20
对比例2 24.1 43.3 0.20
对比例3 22.3 45.3 0.20
对比例4 25.4 42.1 0.18
对比例5 24.7 48.3 0.20
对比例6 25.0 43.2 0.22
对比例7 22.6 47.6 0.20
对比例8 22.1 48.3 0.20
对比例9 20.1 42.1 0.20
对比例10 20.7 41.8 0.18

通过对比制备例6-8和对比例3-4这五组玄武岩鳞片胶泥的数据看出,在制备鳞片胶泥的原料中,玄武岩鳞片的用量对最终制备得到的鳞片胶泥的力学性能较大,玄武岩鳞片的用量的减少直接影响了最终鳞片胶泥的拉伸强度,其弯曲强度和冲击强度也相应的有所降低。但是当玄武岩鳞片的用量过多时,也会使得最终制备得到的鳞片胶泥的拉伸强度降低,由于玄武岩鳞片胶泥时由多种原料混合后得到的,玄武岩鳞片的用量变多会直接影响了各个原料与玄武岩鳞片的用量比,其原料之间的互配关系被影响,使得最终鳞片胶泥的产品性能降低,进一步的解释说明为:玄武岩鳞片用量减少后,玄武岩鳞片胶泥的各种强度指标降低是因为作为增强相的玄武岩鳞片的含量少所致,其玄武岩鳞片胶泥的力学性能由树脂的力学性能决定,且在微观上,各原料的配比发生变化,使得玄武岩鳞片、SiO2颗粒、云母粉之间的微观分布不同,原料之间的配合关系发生变化,使得其最终表现的产品的力学性能降低。而玄武岩鳞片用量增加后且其含量过多(多于5Kg),改变了基体相(树脂)与增强相(玄武岩鳞片、SiO2颗粒和云母粉)最佳强度成分配比,使得玄武岩鳞片和SiO2颗粒之间的互配作用、增强相(玄武岩鳞片和SiO2颗粒)与树脂之间的配合作用减弱,使得最终产品呈现出的强度降低。因此在对比例4中,尽管玄武岩鳞片的添加量比制备例6中的多,但制备得到的玄武岩鳞片胶泥的力学性能却相对较低,尤其是对比例4中产品的弯曲强度和冲击强度,变化较大。

对比制备例6、制备例10-11和对比例5-6的数据,其结果表明,当填料为SiO2颗粒和炭黑的混和物时,二者的用量比会对最终制备得到的玄武岩鳞片胶泥的产品性能有影响,且当SiO2颗粒和炭黑的质量比为1.5:1时制备得到的玄武岩鳞片胶泥的力学性能较佳,其产品的拉强度为26.7MPa,弯曲强度为49.0MPa,冲击强度为0.24MPa。且通过对比例5-6的结果表明,当填料中SiO2颗粒的用量较多时,使得最终玄武岩鳞片胶泥的弯曲强度降低:SiO2颗粒的粒度较大,在加入原料中进行产品制备的过程中,使得颗粒间产生的微观孔隙较多,进而影响了产品的力学性能,尤其是产品的弯曲强度。

制备例12-14中在填料中添加了云母粉,云母粉最为一种力学性能较好的材料,使得制备得到的最终产品的性能较佳。当SiO2颗粒、炭黑和云母粉的质量比为1.5:1:3的时,制备得到的玄武岩鳞片胶泥的产品性能最佳。粒度较小的云母粉在微观上填补了粒度较大的SiO2颗粒和玄武岩鳞片间的空隙,于此同时,进一步促进了无机原料(云母粉)与有机原料(双酚A型不饱和聚酯树脂、对羟基苯磺酸、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和亚乙基双硬脂酸酰胺)之间的粘合性,同时云母粉良好的弹性和韧性也进一步增强了最终产品的弯曲强度。

制备例14-16分析比较了三种添加剂:对羟基苯磺酸、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和亚乙基双硬脂酸酰胺的用量比最终产品性能的影响,当对羟基苯磺酸、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和亚乙基双硬脂酸酰胺的质量比为1.5:1:2.25时,制备得到的玄武岩鳞片胶泥的力学性能最佳。同时通过对比例7-8的结果看出,γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和亚乙基双硬脂酸酰胺中任何一个的不添加时都会对最终的产品性能有影响:其拉伸强度和弯曲强度均明显降低。而对比例9的数据表明,玻璃鳞片和玄武岩鳞片相比,通过一步法将两种原料分别用于鳞片胶泥产品的制备时,玻璃鳞片制备得到的鳞片胶泥的力学性能和玄武岩鳞片胶泥的相比,是相对较差的。因此本发明制备例14中的方案是本发明最优的制备方案。

采用制备例4-7的方案制备得到玄武岩鳞片胶泥,对其的其它的性能参数进行检测,具体见表4。

表4制备例4-7的玄武岩鳞片胶泥的其它性能参数

项目 制备例4 制备例5 制备例6 制备例7
拉伸强度/MPa 25.4 25.5 26.4 26.1
拉伸模量/MPa 8869 8812 8712 8769
断裂伸长率/% 0.26 0.24 0.28 0.26
弯曲强度/MPa 49.7 49.2 48.8 48.6
弯曲模量/MPa 9201 9219 9501 9288
压缩强度/MPa 52.0 54.3 53.9 55.7
冲击强度/MPa 0.22 0.22 0.20 0.24
巴柯尔硬度 44 42 39 41

其中,压缩性能检测按照HG/T 3797-2005的规定,压缩性能测试试样按照GB/T 1448-2005的相关规定进行,厚度为10mm、宽度为10mm、高度为30mm。巴柯尔硬度的检测标准是GB/T 3854-2005。

拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率测按照GB/T 1447-2005的相关规定进行,弯曲强度、弯曲模量按照GB/T 1449-2005的相关规定进行,冲击性能测试试样按照GB/T 1451-2005的相关规定进行。

(二)衬里层的力学性能检测

对实施例1-4制备得到的衬里层进行相关性能的检测,其结果如表5所示。

表5实施例1-4的衬里层的相关性能表

对对比例11-14制备得到的衬里层进行相关性能的检测,其结果如表6所示。

表6对比例11-14的衬里层的相关性能表

其中,拉伸强度按照GB/T 1447-2005的相关规定进行,弯曲强度按照GB/T 1449-2005的相关规定进行,粘结强度按照(GB/T 1742-1979)的相关规定进行,延伸率的检测按照GB/T 1447-2005的相关规定进行,线膨胀系数(线性热膨胀系数)的检测按照ISO 11359-2:1999的相关规定进行。

在表6中通过对比实施例1-2和对比例11的结果(或者对比实施例3和实施例4的结果)得出,衬里层的力学性能(拉伸强度、粘结强度以及弯曲强度)和胶泥层的涂覆厚度有关,其厚度为2.5mm的时候力学性能较佳。

通过对比实施例1、实施例3的数据结果,能够看出衬里层的力学性能和玄武岩鳞片的平均厚度的有关系,这一结论通过对比实施例2、实施例4、对比例12和对比例13也可以得出。在胶泥层厚度为2.5mm时,玄武岩鳞片的平均厚度为2μm时,衬里层的力学性能较佳。

(三)衬里层的耐酸碱腐蚀的性能检测

耐腐蚀性能的评价方法包括试块的重量。耐腐蚀性能试验所用的试块尺寸为20mm×20mm×20mm,固定温度浸泡一定时间,浸泡到规定时间后,取出试块用水洗干净,并用试纸吸干试块表面,然后进行各项测定,再按重量变化,评价其耐腐蚀性。

所述的试验块制取方法为:在室温下将胶泥粉搅拌混合均匀,倒入内尺寸为20mm×20mm×20mm不锈钢模具中,倒入过程中要使胶泥尽量分散均匀,室温固化50~60min后脱模,对成型的胶泥块外表面涂覆实施例1中所采用的面漆,面漆的平均厚度为2.5mm,随后将制备好的样本按照《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》GB50212-2014的规定进行试验,每组试样有3个平行样。

分别对实施例1-6和对比例11-14制备得到的衬里层进行耐酸碱性的检测,具体结果见表7。

重量变化(%)=(W1-W0)/W0×100%,

其中,W1为衬里层最终重量,W0为衬里层初始重量。

表7实施例1-6和对比例11-14制备得到的衬里层的耐酸碱腐蚀性能

腐蚀条件 10%H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>,50℃,1个月 10%NaOH,50℃,1个月
实施例1 -0.019 -0.016
实施例2 -0.017 -0.011
实施例3 -0.021 -0.015
实施例4 -0.016 -0.012
实施例5 -0.017 -0.013
实施例6 -0.015 -0.012
对比例11 -0.035 -0.029
对比例12 -0.03 -0.031
对比例13 -0.032 -0.029
对比例14 -0.045 -0.037

对实施例2制备得到的衬里层进行不同条件下的耐酸碱腐蚀的性能测定,结果见表8。

重量变化(%)=(W1-W0)/W0×100%,

其中,W1为衬里层最终重量,W0为衬里层初始重量。

表8实施例2制备得到的衬里层的耐酸碱腐蚀性能

注:表8中重量变化的负值表示重量的减少。

从表7的对比例14的结果表明:本发明制备得到的衬里层的耐腐蚀性能显著优于现有技术中的衬里层的耐腐蚀性能。表8中比较了在相同温度下,相同浓度的硫酸、盐酸和硝酸溶液对本发明衬里层的影响。本发明制备得到的衬里层易被硝酸溶液腐蚀,其中硫酸溶液对衬里层的腐蚀性最小。当同一种酸液或者碱液的浓度越大,其衬里层的耐酸/碱腐蚀的性能减弱;温度越高,衬里层的耐酸/碱腐蚀的性能也相对减弱。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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