一种改性环氧脱硝装置专用涂层及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种改性环氧脱硝装置专用涂层及其制备方法，该涂层包括A、B两组分，A组分由改性环氧树脂，惰性片状材料，增韧剂，沉淀硫酸钡，助剂组成，B组分由固化剂及溶剂组成，将A组分中的环氧树脂、增韧剂、助剂投入到分散缸中搅拌，再加入沉淀硫酸钡，最后加入惰性片状材料，过滤得到涂层的A组分，用B组分中的溶剂溶解固化剂，过滤得到涂层的B组分，将制备得到的A组分和B组分按质量比称量混合均匀固化即可得到改性环氧脱硝装置专用涂层。本发明所设计的改性环氧脱硝装置专用涂层粘结力强不易脱落，抗渗性好，耐化学试剂性能好，提高了涂层整体的防护能力，延长了脱硝装置的使用寿命，且本发明工艺具有操作简单、成本低廉等优点。
【专利说明】一种改性环氧脱硝装置专用涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种脱硝装置专用涂层及其制备方法，尤其涉及一种改性环氧脱硝装置专用涂层及其制备方法，属于涂层材料制备领域。
【背景技术】
[0002]在火电行业中脱硝是必不可少的一项技术要点其原因是我国能源消费以煤为主，约有90% 二氧化硫、67%氮氧化物、70%烟尘排放量来自煤的燃烧。其中燃煤锅炉等烟气排放污染最为突出。煤燃烧生成的NOx以NO为主(90%以上)，其次为N02。容易造成酸雨等危害，对人的健康也有很大影响。因此必须进行脱硝处理目前我国火电主要采用SCR技术即选择性催化还原法，SCR技术是将SCR反应器布置在火电机组锅炉省煤器和空气预热器之间，烟气垂直进入SCR反应器，经过各层催化剂涂层将NOX还原为无害的N2、H20。上述反应温度在300°C _400°C之间进行效果最好，脱硝效率约为70%-90%，在此工作过程中产生大量的碱性液体，温度条件较高，对涂层的要求相对苛刻，要达到很好的耐腐蚀性即要耐酸又要耐碱。
[0003]在防腐涂料中，环氧涂料是应用最广泛的涂料品种之一。环氧涂料具有优异的附着力，机械强度和防腐蚀性，以及良好的耐碱性、耐水性、绝缘性，是涂料中应用最广泛的品种之一。但是目前纯环氧涂料成本高，中国专利号CN200810140802.7，发明名称为《一种单一固化剂实现四季施工的可重涂型通用环氧防锈漆》，该发明公开了一种低分子量双酚A环氧树脂作为基料，在配方中引入带支链的活性稀释剂的防腐涂料，该专利属于纯环氧树脂涂料，成本高，相对 于成本高的纯环氧树脂涂料，改性环氧涂料成本低，性能上可与纯环氧涂料媲美，引起了人们的关注。然而环氧涂料和改性环氧涂料品种繁多，施工工艺复杂，目前，迫切需要一种改性环氧脱硝装置专用涂层及其制备方法，能在脱硝装置中使用，并且无涂装间隔，防腐效果好，使脱硝装置的使用寿命得到延长。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种改性环氧脱硝装置专用涂层及其制备方法，本发明中的改性环氧脱硝装置专用涂层粘结力强不易脱落，抗渗性好能很好的抵御水、离子的渗入，耐化学试剂性能好，提高了涂层整体的防护能力，延长了脱硝装置的使用寿命，且本发明工艺具有操作简单、成本低廉等优点。
[0005]本发明解决以上技术问题的技术方案是:
一种改性环氧脱硝装置专用涂层，该涂层包括A、B两组分，A组分与B组分的重量比为6:1-5:1 ；
A组分按质量百分比计包括以下组分:
改性环氧树脂:50-60%，惰性片状材料:19-28%，增韧剂:10-12%，沉淀硫酸钡10%，助剂:1%-5%，以上组分之和为100% ；
B组分按质量百分比计包括以下成份:固化剂:30-60%，溶剂:40-70%，以上组分之和为100% ；
其中，改性环氧树脂按质量百分比计由75-80%的环氧树脂、4-6%的环氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMs) ,8-11%的聚酰胺、1-2%的苄基二甲胺苄基三乙基氯化铵和7-11%的聚氨酯预聚体组成，以上各组分之和为100% ；
选用4-6%的环氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMs)，环氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMs)少量加入，过量的硅烷会造成涂层固化不完全破坏涂层的性能；
惰性片状材料采用粒径为500目的石墨片；增韧剂为聚酰胺、羧基液体丁腈橡胶、聚壬二酸酐或聚氨酯中的一种。
[0006]聚壬二酸酐是一种专用的环氧树脂增韧剂既有增韧的作用又有固化的作用，在减少固化剂的同时又能达到增韧剂的效果，且价格适中；聚氨酯增韧，不仅效果好，使得涂层机械强度和冷热交变性能都有很大的改善，且耐介质性也有提高，成本也较合适。
[0007]本发明所要解决的另一个技术问题是，如何提高涂层的屏蔽作用，减少水量的吸收，增强涂层的附着能力。
[0008]本发明解决以上技术问题的技术方案是:
一种改性环氧脱硝装置专用涂层，该涂层包括A、B、C三组分，A组分、B组分及C组分的重量比为5:1:1-4:1:1 ；
A组分按质量百分比计包括以下组分:
改性环氧树脂:50-60%，惰性片状材料:19-28%，增韧剂:10-12%,沉淀硫酸钡10%，助剂:1%-5%，以上各组分之和为100% ；
B组分按质量百分比计包括以下组分:
固化剂:30-60%，溶剂:40-70%，以上各组分之和为100% ；
C组分按质量百分比计包括以下组分:
环氧丙烯酸型树脂:40-50%，聚烯烃弹性体:20-30%，滑石粉:10-15%,触变剂:5-10%,复合稀土:0.5-1%，以上各组分之和为100% ；
其中，改性环氧树脂按质量百分比计由75-80%的环氧树脂、4-6%的环氧基丙基三甲氧基硅烷、8-11%的聚酰胺、1-2%的苄基二甲胺苄基三乙基氯化铵和7-11%的聚氨酯预聚体组成，以上各组分之和为100% ；
惰性片状材料为500目的石墨片；增韧剂为聚酰胺、羧基液体丁腈橡胶、聚壬二酸酐或聚氨酯中的一种；
触变剂为有机膨润土、气相二氧化硅、聚酰胺蜡或改性脲溶液中的一种；复合稀土按重量百分比包含以下成分:La:30-33%, Y:16-18%, Sc:13-15%, Gd:8-10%, Sm:9-11%, Pr:18-20%,以上各组分之和为100%。
[0009]触变剂采用改性脲溶液性能较好,添加方便,但价格较高,所以触变剂整体少量添加。
[0010]本发明改性环氧脱硝装置专用涂层的制备方法，包括以下步骤:
步骤(1):分别取75-80%的环氧树脂、4-6%的环氧基丙基三甲氧基硅烷、8-11%的聚酰胺、1-2%的苄基二甲胺苄基三乙基氯化铵和7-11%的聚氨酯预聚体，以上各组分之和为100%，进行充分混合制成A组分中的改性环氧树脂；
步骤(2):将步骤(1)得到的改性环氧树脂和A组分中的增韧剂、助剂(当本发明改性环氧脱硝装置专用涂层的由A、B、C三组分组成时还需加入C组分中的环氧丙烯酸型树脂、聚烯烃弹性体、触变剂及复合稀土)分别投入到分散缸中，开启搅拌器缓慢搅拌，搅拌速度为300转/min，搅拌30分钟后，目测其均匀透明后，再将A组分中的沉淀硫酸钡(当本发明改性环氧脱硝装置专用涂层的由A、B、C组分组成时还需加入C组分中的滑石粉)在搅拌状态下缓慢加入，调节转速为600转/min，搅拌时间为30分钟，控制分散缸温度< 45°C，最后加入A组分中的惰性片状材料，同样边加入边搅拌,调节转速为800转/min，搅拌一小时后检测粘度3 90s，固含量3 70%，经过滤即可得到改性环氧脱硝装置专用涂层的A(当本发明改性环氧脱硝装置专用涂层的由A、B、C三组分组成时，得到A、C混合后的组分)组分；
步骤(3):用B组分中的溶剂溶解固化剂，并进行粘度的调节，经过滤后得到改性环氧脱硝装置专用涂层的B组分；
步骤(4):将步骤(2)制备得到的改性环氧脱硝装置专用涂层的A组分(当本发明改性环氧脱硝装置专用涂层的由A、B、C三组分组成时，为A、C混合后的组分)与步骤(3)得到的改性环氧脱硝装置专用涂层的B组分按质量比称量混合均匀固化即可得到改性环氧脱硝装置专用涂层。
[0011]本发明进一步限定的技术方案是:
前述改性环氧脱硝装置专用涂层中，助剂为硅基聚合剂、活性稀释剂、添加剂中的至少一种。
[0012]前述改性环氧脱硝装置专用涂层中，固化剂为改性聚酰胺类固化剂；溶剂为除酮类和酯类以外的非活性稀释剂。 [0013]本发明中采用耐湿热性强的改性聚酰胺类固化剂，其固化过程主要是通过聚酰胺末端的伯、仲胺上的氢与环氧基反应，易于操作，且与树脂相容性大，避免了脂肪族胺类固化剂由于毒性较大且受温度和潮湿条件的限制较大，不易于操作的问题以及芳香族胺类固化剂由于大部分是固体，难与树脂混合等问题。
[0014]前述改性环氧脱硝装置专用涂层的制备方法中，在步骤(2)和步骤(3)得到的改性环氧脱硝装置专用涂层组分进行混合固化时，固化温度为20-35°C，固化时间为0.6~20ho
[0015]本发明的有益效果是:
本发明中采用环氧树脂作为基础树脂具有粘结力强、耐化学试剂性能好等优点。
[0016]本发明的组分中采用了沉淀硫酸钡，沉淀硫酸钡作为一种填料，能提高遮盖率，降低成本，并且由于其易于分散，还具有优异的耐候性，此外，沉淀硫酸钡还能防止涂料絮凝、磨损和过多烘烤，因而改善了涂层涂料的流动性，防阻流挂，防止沉淀，使涂层具有良好的丰满度。
[0017]本发明采用环氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMs)单体直接掺杂到环氧树脂/聚酞胺涂层中去，直接改性环氧涂层，增强了涂层抵御水、离子渗入的能力，提高了涂层与金属基体间的结合力，从而提高涂层的防护能力，此外，还能增加涂层的强度、提高附着力、改善流变性能、降低成本。
[0018]颜料对涂料的贮存性、施工性及涂层的物理机械性能等有较大的影响，对涂层的吸潮性及阻燃性也有一定的影响，本发明的一种方案中C组分中加入了 10-15%的滑石粉，使涂层有较低的吸水率和较好的应用效果，含滑石粉的涂料施工性和贮存稳定性良好。[0019]本发明中采用石墨片替换已有的玻璃鳞片，防止涂层脆性带来的脱落问题，同时，采用选用柔性材料与主体树脂材料搭配使用改变材料硬度，使材料产生韧性，在脱硝装置使用震动时可与装置保持一致的方向，也就起到抗脱落的作用。
[0020]本发明的一种方案中C组分中含有0.5-1%的复合稀土，复合稀土的掺入作为填料可延长水、离子等腐蚀介质扩散到金属基体的路径，使金属表面生成一层比较致密的转化膜，可使金属基体与腐蚀介质隔绝开，同时可以增强与涂层的结合力。从而提涂层的整体防护性能。
[0021]本发明中加入聚烯烃弹性体，均匀分散于环氧丙烯酸型树脂，改善了两相的亲和力，减少了界面的应力集中，从而改善了体系的综合性能(如机械性能等)，同时，加入了弹性体，使生产的涂层韧性高、耐低温性能好、耐环境应力开裂性能也得到提高。
[0022]本发明中的改性环氧脱硝装置专用涂层粘结力强不易脱落，抗渗性好抵御水、离子的渗入，耐化学试剂性能好，整体提高了涂层的防护能力延长了脱硝装置的使用寿命，使原来的脱硝装置防腐I年I次的维修变成3年维修一次，大大节约了防腐的成本，且本发明工艺具有操作简单、成本低廉等优点。
【具体实施方式】
[0023]以下通过具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0024]本发明所述惰性片状材料为500目的石墨片，购自于山东青岛石墨材料有限公司。 [0025]实施例1
本实施例提供的一种改性环氧脱硝装置专用涂层，该涂层包括A、B两组分，A组分与B组分的重量比为5:1 ;
A组分按质量百分比计包括以下组分，50%的改性环氧树脂，25%的500目石墨片，11%的聚酰胺，10%的沉淀硫酸钡，4%的助剂；
B组分按质量百分比计包括以下成份，40%的固化剂和60%的溶剂；
其中，改性环氧树脂按质量百分比计由76%的环氧树脂、5%的环氧基丙基三甲氧基硅烷、9%的聚酰胺、2%的苄基二甲胺苄基三乙基氯化铵和8%的聚氨酯预聚体组成；
在本实施例中，助剂为硅基聚合剂、活性稀释剂按硅基聚合剂:活性稀释剂=1:1的比例混合而成。
[0026]在本实施例中，固化剂为改性聚酰胺类固化剂；溶剂为除酮类和酯类以外的非活性稀释剂。
[0027]本发明中改性环氧脱硝装置专用涂层的制备方法，包括以下步骤:
步骤(1):分别取76%的环氧树脂、5%的环氧基丙基三甲氧基硅烷、9%的聚酰胺、2%的苄基二甲胺苄基三乙基氯化铵和8%的聚氨酯预聚体进行充分混合制成A组分中的改性环氧树脂；
步骤(2):取50%的步骤(1)得到的改性环氧树脂和A组分中11%的聚酰胺、2%的硅基聚合剂和2%的活性稀释剂分别投入到分散缸中，开启搅拌器缓慢搅拌，搅拌速度为300转/min，搅拌30分钟后，目测其均匀透明后，再将A组分中10%的沉淀硫酸钡在搅拌状态下缓慢加入，调节转速为600转/min，搅拌时间为30分钟，控制分散缸温度< 45°C，最后加入A组分中25%的500目石墨片，同样边加入边搅拌，调节转速为800转/min,搅拌一小时后检测粘度3 90s，固含量3 70%，经过滤即可得到改性环氧脱硝装置专用涂层的A组分；
步骤(3):用B组分中60%的溶剂溶解40%的改性聚酰胺类固化剂，并进行粘度的调节，经过滤后得到改性环氧脱硝装置专用涂层的B组分；
步骤(4):将步骤(2)制备得到的改性环氧脱硝装置专用涂层的A与步骤(3)得到的改性环氧脱硝装置专用涂层的B组分按质量比5:1称量混合均匀固化即可得到改性环氧脱硝装置专用涂层。
[0028]将上述配方的涂层喷涂在4块试板上，A、B组分按5:1的比例调和，涂层厚度在300um-400um,保养7天后，对其进行性能测试，结果如下:
表1实施例1所制得的一种改性环氧脱硝装置专用涂层的性能数据
【权利要求】
1.一种改性环氧脱硝装置专用涂层，其特征在于，该涂层包括A、B两组分，所述A组分与B组分的重量比为6:1-5:1 ； 所述A组分按质量百分比计包括以下组分: 改性环氧树脂50-60% 惰性片状材料19-28% 增韧剂10-12% 沉淀硫酸钡10% 助剂1%-5% ； 所述B组分按质量百分比计包括以下组分: 固化剂30-60% 溶剂40-70% ； 其中，所述的改性环氧树脂按质量百分比计由75-80%的环氧树脂、4-6%的环氧基丙基三甲氧基硅烷、8-11%的聚酰胺、1-2%的苄基二甲胺苄基三乙基氯化铵和7-11%的聚氨酯预聚体组成，以上各组分之和为100% ； 所述惰性片状材料为5 00目的石墨片；所述的增韧剂为聚酰胺、羧基液体丁腈橡胶、聚壬二酸酐或聚氨酯中的一种。
2.一种改性环氧脱硝装置专用涂层，其特征在于，该涂层包括A、B、C三个组分，所述A组分、B组分及C组分的重量比为5:1:1-4:1:1 ； 所述A组分按质量百分比计包括以下组分: 改性环氧树脂50-60% 惰性片状材料19-28% 增韧剂10-12% 沉淀硫酸钡10% 助剂1%-5% ； 所述B组分按质量百分比计包括以下组分: 固化剂30-60% 溶剂40-70% ； 所述C组分按质量百分比计包括以下组分: 环氧丙烯酸型树脂 40-50% 聚烯烃弹性体20-35% 滑石粉10-15% 触变剂5-10% 复合稀土0.5-1%; 其中，所述的改性环氧树脂按质量百分比计由75-80%的环氧树脂、4-6%的环氧基丙基三甲氧基硅烷、8-11%的聚酰胺、1-2%的苄基二甲胺苄基三乙基氯化铵和7-11%的聚氨酯预聚体组成，以上各组分之和为100% ； 所述惰性片状材料为500目的石墨片；所述的增韧剂为聚酰胺、羧基液体丁腈橡胶、聚壬二酸酐或聚氨酯中的一种； 所述的触变剂为有机膨润土、气相二氧化硅、聚酰胺蜡或改性脲溶液中的一种；所述复合稀土按重量百分比包含以下成分:La:30-33%, Y:16-18%, Sc: 13-15%，Gd:8-10%, Sm:9-11%, Pr:18-20%,以上各组分之和为100%。
3.根据权利要求1或2所述的改性环氧脱硝装置专用涂层，其特征在于:所述助剂为硅基聚合剂、活性稀释剂、添加剂中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的改性环氧脱硝装置专用涂层，其特征在于:所述固化剂为改性聚酰胺类固化剂。
5.如权利要求1所述的改性环氧脱硝装置专用涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤(1):分别取75-80%的环氧树脂、4-6%的环氧基丙基三甲氧基硅烷、8-11%的聚酰胺、1-2%的苄基二甲胺苄基三乙基氯化铵和7-11%的聚氨酯预聚体，以上各组分之和为100%，进行充分混合制成A组分中的改性环氧树脂； 步骤(2):将步骤(1)得到的改性环氧树脂及A组分中的增韧剂、助剂分别投入到分散缸中，开启搅拌器缓慢搅拌，搅拌速度为300转/min，搅拌30分钟后，目测其均匀透明后，再将A组分中的沉淀硫酸钡在搅拌状态下缓慢加入，调节转速为600转/min，搅拌时间为30分钟,控制分散缸温度< 45°C，最后加入A组分中的惰性片状材料，同样边加入边搅拌，调节转速为800转/min，搅拌一小时后检测粘度3 90s,固含量3 70%，经过滤即可得到改性环氧脱硝装置专用涂层的A组分； 步骤(3):用B组分中的溶剂溶解固化剂，并进行粘度的调节，经过滤后得到改性环氧脱硝装置专用涂层的B组分； 步骤(4):将步骤(2)制备得到的改性环氧脱硝装置专用涂层的A组分与步骤(3)得到的改性环氧脱硝装置专用涂层的B组分按质量比称量混合均匀固化即可得到改性环氧脱硝装置专用涂层。
6.如权利要求2所述的改性环氧脱硝装置专用涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤(1):分别取75-80%的环氧树脂、4-6%的环氧基丙基三甲氧基硅烷、8-11%的聚酰胺、1-2%的苄基二甲胺苄基三乙基氯化铵和7-11%的聚氨酯预聚体，以上各组分之和为100%，进行充分混合制成A组分中的改性环氧树脂； 步骤(2):将步骤(1)得到的改性环氧树脂和A组分中的增韧剂、助剂及C组分中的环氧丙烯酸型树脂、聚烯烃弹性体、触变剂、复合稀土分别投入到分散缸中，开启搅拌器缓慢搅拌，搅拌速度为300转/min，搅拌30分钟后，目测其均匀透明后，再将A组分中的沉淀硫酸钡和C组分中的滑石粉在搅拌状态下缓慢加入，调节转速为600转/min，搅拌时间为30分钟,控制分散缸温度< 45°C，最后加入A组分中的惰性片状材料，同样边加入边搅拌,调节转速为800转/min，搅拌一小时后检测粘度3 90s，固含量3 70%，经过滤即可得到改性环氧脱硝装置专用涂层的A、C混合后的组分； 步骤(3):用B组分中的溶剂溶解固化剂，并进行粘度的调节，经过滤后得到改性环氧脱硝装置专用涂层的B组分； 步骤(4):将步骤(2)制备得到的改性环氧脱硝装置专用涂层的A、C混合后的组分与步骤(3)得到的改性环氧脱硝装置专用涂层的B组分按质量比称量混合均匀固化即可得到改性环氧脱硝装置专用涂层。
7.根据权利要求5或6所述的改性环氧脱硝装置专用涂层的制备方法，其特征在于:在步骤(2)和步骤(3)得到的改性环氧脱硝装置专用涂层组分进行混合固化时，固化温度为20-35 °C，固化 时间为0.6-20h。
【文档编号】C09D7/12GK103992719SQ201410165521
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】杨松林, 吴福娣, 陈晓兵 申请人:江苏欣安新材料技术有限公司