一种新型高效节能换热器涂料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型高效节能换热器涂料，它具有导热性好、耐沸水、不结垢、防腐蚀、不用增加换热面积、能长期保证换热器换热效率不下降、保证换热器10年以上不需维护。其具体配方如下(以重量份计算)：环氧树脂25～60；氨基树脂3～15；纳米聚合物，占树脂总量的8～30％；高导热超细粉占树脂总量的5～30％；固化剂占树脂重量的15～30％；助剂0.5～2；防沉剂0.5～2；混合溶剂15～40。
【专利说明】一种新型高效节能换热器涂料
[0001] 涉及领域
[0002] 本发明主要涉及水制冷的热交换器的防腐蚀、防结垢、高效节能、长期免维护及保 持其换热效率长期不下降等问题。 技术背景
[0003] 据不完全统计，我国每年因腐蚀结垢报废的换热器多达上万台，仅石化行业就在 2000台以上。换热器损坏不仅使维修更新作业频繁，原材料和产品跑冒滴漏，有毒有害物资 侵害人身安全、污染环境，而且其造成的装置事故停车带来惊人的停产损失。规模约为20 万吨乙烯厂、250万吨炼油厂、30万吨合成氨厂停产一日损失高达数十万到数百万元。对 于壳程温度低于l〇〇°C的换热器，运行6-10个月就会因结垢、污物使大部分列管堵塞，换热 失效。壳程温度200°C的换热器运行2-4个月，积垢就达1mm以上，使传热效率大大降低。 冷却器、冷凝器是生产装置的关键设备之一，多数材质为碳钢，一般占全部换热设备30%左 右。日常大量的故障及事故抢修，约60%左右是由于冷换设备管束腐蚀泄漏所至。严重影 响了生产装置的安全、稳定、满负荷运行。另外，当冷却水与温度较高的介质换热时（水多 数走管程），水易结水垢，形成锈垢层，增加了热阻，使换热效率严重下降，满足不了生产的 需要。对于石油化工企业每年花在因腐蚀更换冷换设备管束的资金占整个大修更新的比例 还非常大的。所以说，合理选用冷换设备管束材料及控制方法，减少腐蚀，是一直备受关注 的问题。
[0004] 到目前为止，石油炼制与加工企业碳钢水冷器及冷凝器管束的腐蚀还没有很好的 解决。每年因腐蚀提前报废很多，更换这些管束需要大量的资金。近些年虽然出现了一些 防腐的方法，对管束的腐蚀有所缓解。但是在管束的腐蚀上还存在许多问题，制约着使用寿 命。应该寻找一种新的防护方法，用来解决管束内外壁的金属腐蚀问题，延长管束的使用寿 命。还要提高防腐涂层的防结垢与防锈垢能力。避免因产生结垢层，增加热阻，降低水冷器 及冷凝器的换热效率是一项重大科技课题。对于石墨换热器水冷侧也会因结垢而显著降低 其换热效率。凡是水冷的换热器均有结垢降低换热效率的问题，因此，防止水的结垢具有普 遍意义。
[0005] 现在应用较多的换热器涂料（如TH-901)都是热固化体系，施工麻烦、能耗高、又 必须有专用热处理设备。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种新型高效节能换热器涂料，它常温固化，无需专用热 处理设备，施工方便，性能优越：其涂层耐沸水、防腐蚀、防结垢、导热性高、能保持换热器换 热效率长期不下降、不会因为采用本涂层而增大换热面积、本涂层导热性好具有明显的节 能效果。应用证明，已运行10年无需维护，还在运行中。本发明的涂料不仅适用于碳钢设 备换热器，也适用于石墨换热器水冷却侧的防垢处理。
[0007] 本发明所述的新型高效节能换热器涂料，主要由稀有金属及其氮化物、氢化物的 纳米聚合物，辅以具有较高导热性的铝氮化物、硅的氮化物及碳化物、硼氮化物、特种金刚 石超细粉，经过不同的预处理后，与专用树脂、溶剂、助剂、固化剂等加工而成。其具体配方 如下（以重量份计算）：
[0008]
[0009] 根据生产的需要，该涂料可以制成单组份也可以制成双组份，可以常温固化也可 以加热固化。该涂料采用高分子量树脂、脂肪族环氧树脂、酚醛环氧树脂合金化复配技术及 特种固化剂来提高涂层的耐温性；本发明采用具有防沉、阻垢功能的材料赋予涂层具有防 结垢功能；本发明成功的将稀有金属纳米聚合物和高导热材料有机配合，获得高导热性的 涂层。
[0010] 采用本发明的新型高效节能换热器涂料生产的换热器，经检测其其主要性能指标 如下：
[0011] 1.耐沸水12个月无变化
[0012] 2.涂层的导热性2.9w/m
[0013] 3.通过 3. 5% NaCI，150°C /144h 的检测
[0014] 4.结垢速率（mg/cm2· mon)0. 078,是不锈钢的 1/70
[0015] 5.应用证明7年免维护，7年换热器换热效率没有降低还在运行中
[0016] 6.以350m2换热器计算，节能为5600Mff/a。
[0017] 7.耐蚀性见下表
[0018]
[0019] 涂料的生产工艺流程
[0020] 1.向反应釜中投加按配方计量的40%溶剂，然后，添加所需的全部固体树脂，开 动搅拌，升温，至固体树脂完全溶解，冷却，过滤后备用；
[0021 ] 2.在高速搅拌的制漆缸里，投加其余溶剂，开动缓慢搅拌，按配方所需液体树脂全 部投入，加入部分助剂，将1加入，再依次加入固体填料、纳米聚合物、助剂、防沉淀剂，高速 搅拌至规定时间；
[0022] 3.将冷却后的上述溶液采用砂磨机连续砂磨至规定的细度，调整黏度，过滤，称 重，包装，作为A组分。
[0023] 4.向制漆缸中加入配方量的溶剂和固化剂，搅拌，过滤，称重，包装，作为B组分。
[0024] 使用方法
[0025] 换热设备涂敷前，要采用机械打砂或酸洗，去除表面的油污和铁锈，干燥后待用； 涂料配制：按规定将涂料B组分在搅拌下加入到A组分，根据需要用稀释剂调整黏度达到要 求，然后采用灌涂或辊涂方法，进行涂敷，达到规定涂层厚度为止，放置规定固化时间后得 成品。
[0026] 本申请是以本发明人 CN Pat ' d，ZL00209258. 1. 2001 ;CN Inv Pat ' d ZL00105672. 7. 2003 ；CN Inv Pat r d ZL00132108. 0. 2003 ；CN Inv Pat r d ZL03153420. 1. 2005四项专利为基础而完成的。
【附图说明】
[0027] 图1是重油催化塔顶冷凝器使用10年后状态.
【具体实施方式】
[0028] 下面结合具体的涂料配方进行举例说明，但这些具体实例并非是对本发明进行限 制。具体的涂料配方如下文所示。其中所述各成分的用量均为克。
[0029] 例1. 有机硅环氧树脂（50%) 75 氨基树脂（50%) 7.0 锆纳米聚合物 8
[0030] AIN 4 聚酰胺腊 4 混合助剂 2 固化条件：80°C/20min 例2.环氧树脂（分子量3300) 30 酚醒树脂固化剂 20 钛纳米聚合物 5 AIN 5 BN 5 聚四氟乙烯腊 5 混合助剂助剂 2. 5 混合溶剂 27. 5
[0031] 本涂料为双组份，其中酚醛树脂固化剂为B组分，使用时按规定比例配制，固化工 艺 160°C /2h。
[0032] 例 3· A 组分：
[0033] 环氧酚醛树脂 26 双酚A环氧树脂 26 氢化钛纳米聚合物 15 防沉剂膨润土 3 混合助剂 2. 5 混合溶剂 27. 5 B组分： Τ31环氧树脂固化剂 10
[0034] 例4· Α组分
[0035] 环氧树脂 50 氮化钛纳米聚合物 10 特种金刚石粉 10 防沉剂 3 混合助剂 2. 5 混合溶剂 24.5 B组分 固化剂 10 固化促进剂 0. 6 混合溶剂 9. 4 使用时 A:B=100:20
[0036] 现将利用上述配方涂敷的重油催化塔顶冷凝器使用10年后状态示于附图1，可见 涂料的效果。
【主权项】
1. 一种新型高效节能换热器涂料，其具体配方如下（以重量份计算）： 环氧树脂 25~60 氨基树脂 3~15 纳米聚合物 占树脂总量的8~30% 高导热超细粉 占树脂总量的5~30% 固化剂 占树脂重量的15~30%° 助剂 0. 5~2 防沉剂 〇. 5~2 混合溶剂 15~402. 根据权利要求1的要求，所要求的环氧树脂，一是分子量介于1000~4000之间双酚 A型环氧树脂，液体和固体树脂混合使用；以及有机硅改性环氧树脂和酚醛环氧树脂。3. 根据权利1的要求，所指的氨基树脂为三聚氰胺甲醛树脂。4. 根据权利要求1的要求，纳米聚合物是采用稀有金属（钛、锆、钽）、稀有金属氢化物 或氮化物加工而成。5. 根据权利要求1的要求，高导热超细粉主要有AIN、BN、SiN、SiC或特种金刚石细粉 等。6. 根据权利要求1的要求，根据配方不同、固化方法和施工要求不同，固化剂可以选择 酚醛树脂固化剂、酚醛胺、改性胺、缩胺。7. 根据权利要求1的要求，助剂包括有消泡剂、流平剂、分散剂等。8. 根据权利要求1的要求，防沉剂有聚酰胺腊、聚四氟乙烯腊、膨润土及白炭黑。9. 根据权利要求1的要求，混合溶剂主要由芳烃、醇、DBE及酮组成。10. 根据权利要求1的要求，使用条件不同该涂料可以配制成单组份或双组份，可以制 成常温固化或加热固化体系。
【文档编号】C09D7/12GK106065262SQ201510193982
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2015年4月22日 公开号201510193982.5, CN 106065262 A, CN 106065262A, CN 201510193982, CN-A-106065262, CN106065262 A, CN106065262A, CN201510193982, CN201510193982.5
【发明人】薛富津, 薛俊峰
【申请人】薛富津, 薛俊峰