專利名稱：：用于煙囪及煙道防腐處理中的底層粘結(jié)材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及到耐高溫防腐內(nèi)襯材料的粘接材料，主要應(yīng)用在火力發(fā)電廠脫硫以后的煙囪及煙道防腐上，屬有機(jī)高分子材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：目前針對脫硫后煙囪的防腐蝕措施，無論在煙囪設(shè)計、施工等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面，還是在工程實際應(yīng)用上面，都存在著空白或沒有足夠的經(jīng)驗，由于投資和技術(shù)上的問題，以我國五大電力集團(tuán)為首，各家發(fā)電公司從2006年下半年以來，80%的啟動項目都采取了去掉GGH(煙氣換熱裝置)，這樣一來，煙氣的最低排放溫度為405(TC之間，而FGD裝置停運(yùn)時直排溫度又達(dá)13(TC以上，所以，煙囪必須進(jìn)行防腐處理。目前，煙囪防腐技術(shù)主要有泡沫玻璃磚技術(shù)、VP技術(shù)、玻璃鱗片及改進(jìn)型技術(shù)、耐酸膠泥、合金內(nèi)襯技術(shù)等。而中國產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)還不成熟，較為成熟和巿場前景較好的都是國外技術(shù)，但這類產(chǎn)品價格較高，超出使用方的承受能力。聚四氟乙烯(PTFE)作為襯里材料在化工防腐領(lǐng)域已經(jīng)廣泛使用，但其表面處理和常溫粘結(jié)一直沒有大的突破?，F(xiàn)有文獻(xiàn)上對聚四氟乙烯作為襯里材料的論述較多，其粘結(jié)方式通常是通過熱焊接進(jìn)行，受基底材質(zhì)和表面粗糙程度影響較大，為了減小PTFE和基底材料的差異，有的還引入了過渡層。熱焊接方式，通常是在金屬和塑料基底上進(jìn)行，迄今為止未見到在無機(jī)材料如砼和磚基底上進(jìn)行熱焊接PTFE的報道。且這些焊接好的襯里，通常用于管道、管件以及各種化工用塔內(nèi)，在溫度低于8(TC下使用。由于這類內(nèi)襯熱脹冷縮大、易變形、耐負(fù)壓性能差，在煙囪和煙道可能出現(xiàn)18(TC高溫?zé)煔?，且存在冷熱交替和長期負(fù)壓的工況條件下根本無法使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提出一種用于煙囪及煙道防腐處理中的底層粘結(jié)材料。本發(fā)明釆用的技術(shù)方案如下本發(fā)明提出的煙囪及煙道的防腐處理材料釆用改性硅橡膠(M50)作為底層粘結(jié)材料，表面改性聚四氟乙烯(DS1)作為面層防腐材料，粘接在煙囪及煙道的內(nèi)壁。其中改性硅橡膠M50為室溫硫化硅橡膠改性而成，添加劑為納米SiOx和Ti02，配方如下表l:M50配方表材料名稱室溫硫化硅橡膠納米SiOxTi02白炭黑備注重量份數(shù)比1002-61-33-7上述改性硅橡膠M50釆用了納米材料改性，由于納米粒子具有量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，在對高分子材料性能的改性方面具有巨大的發(fā)展空間。利用納米材料對室溫硫化硅橡膠進(jìn)行改性研究是一種先進(jìn)而有效的手段，納米SiOx粒子尺寸在10-15nm,比表面積為580-700mVg，表面原子數(shù)目多，具有較高的表面能和表面結(jié)合能；同時，納米SiOx(X=1.2-l.6)粒子表面氧原子大量流失，具有不穩(wěn)定的硅氧結(jié)構(gòu)；同時其表面還存在大量羥基，因而利用納米SiO,對室溫硫化硅橡膠改性時將產(chǎn)生特殊的效果，使強(qiáng)度和軔性得到提高。而Ti02的作用是提高硅橡膠的熱穩(wěn)定性和抗紫外線能力，但其量的加入必須嚴(yán)格控制，才能達(dá)到提高硅橡膠的高溫粘接性能，本發(fā)明選擇了合適的用量，太低達(dá)不到效果，太高則會適得其反。另外，還加如白炭黑用作填充劑，同時也具有增強(qiáng)作用(提高軔性和強(qiáng)度)。上述改性硅橡膠M50的制備過程如下(1)在真空攪拌器中按表l的配方首先加入納米SiOx和白炭黑，用200-500轉(zhuǎn)/分(最佳300-400轉(zhuǎn)/分)轉(zhuǎn)速攪拌l小時；(2)再將按比例加入Ti02;(3)抽真空，在真空度控制在-0.5到-0.OlMPa;(4)在真空度達(dá)到要求的條件下，以300-600轉(zhuǎn)/分(最佳400-500轉(zhuǎn)/分)轉(zhuǎn)速攪拌2小時；(5)檢測，包裝入庫。本發(fā)明釆用的面層材料DS1為表面改性的聚四氟乙烯。聚四氟乙烯(PTFE)俗稱塑料王，是一種綜合性能優(yōu)良的塑料，有極好的耐溫和耐化學(xué)腐蝕性，常用作耐腐蝕性介質(zhì)的襯里，但PTFE表面能極低，表面濕潤性能差，不利于粘接和涂裝等，生物相容性差。為此，對PTFE表面必須進(jìn)行改性處理，目前主要有以下幾種思路(1)在PTFE材料表面的分子鏈上導(dǎo)人極性基團(tuán)；(2)提高PTFE材料的表面能；(3)提高PTFE制品表面的粗糙度；(4)消除PTFE制品表面的弱界面層。-目前PTFE的改性通常是采用以上四種思路中的一種，而本發(fā)明的改性方式綜合以上優(yōu)點(diǎn)，同時采用機(jī)械、物理和化學(xué)方法，先通過機(jī)械、物理的方法提高其表面的粗糙度，再用化學(xué)方法在其表面分子鏈上導(dǎo)入極性基團(tuán)，消除弱界面層和提高表面能。具體處理過程如下(1)依次在12(^和22(W由石上將PTFE薄膜拉毛，提高其表面粗糙度。表面粗糙度要求Ra=2-6微米、Rz=8-30微米(表面粗糙度為Ra-2.5-5微米、Rz=10-20微米最佳)；(2)在丙酮或乙醇中清洗，并在70-90°C(78-83X:最佳)溫度條件下烘干(3)進(jìn)行鈉一萘化學(xué)處理，時間IO-40分鐘(15-30分鐘最佳)。鈉一萘化學(xué)處理法是PTFE表面改性有效的方法之一，它主要是通過腐蝕液與PTFE塑料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，扯掉表面上的部分氟原子，在表面留下了碳化層和引入某些如羥基、羰基和不飽和鍵等極性基團(tuán)。這些極性基團(tuán)使得聚合物表面能增大、接觸角變小、浸潤性提高，從而由難粘變?yōu)榭烧?。鈉一萘化學(xué)處理液配制是在配備水冷裝置及氣體保護(hù)裝置的反應(yīng)釜中進(jìn)行，保護(hù)氣體為N,入(經(jīng)過焦性沒食子酸除氧，用濃硫酸干燥)，處理液配方如下<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>(4)將處理過的PTFE薄膜用丙酮或乙醇中清洗后用除鹽水沖洗，并在70-9(TC(78-83。C最佳)溫度下烘干；(5)烘干結(jié)東后，立即用黑色PVC薄膜包裹，密封避光保存。通過應(yīng)用上述機(jī)械、物理和化學(xué)方法對PTFE表面進(jìn)行改性，可實現(xiàn)在常溫下進(jìn)行粘結(jié)，在高溫下(高于20(TC)使用。以上材料應(yīng)用在脫硫后的煙囪防腐上的施工工藝如下(1)在工廠按生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和工藝生產(chǎn)出粘結(jié)材料M50和面層材料DS1備用；(2)在完成施工準(zhǔn)備和施工平臺安裝后，首先對煙囪內(nèi)壁進(jìn)行基底處理(高壓水沖洗或機(jī)械除灰)；(3)找平處理，凹凸達(dá)6-8醒以上進(jìn)行找平處理，磚煙囪使用我公司VP-24G(刮涂型)專用材料；(4)刮涂VP-5底劑M50,濕膜厚度控制在2-3mm,表面要基本平整，溫度1(TC以上，濕度85%以下；(5)在刮涂底劑完成5-40min(10-30min最好)內(nèi)，按設(shè)計方案從上到下鋪貼VP-5面層材料，鋪貼時動作要緩慢，盡量趕出夾層里空氣。本發(fā)明提出的煙囪及煙道的防腐處理材料是一種針對脫硫后煙囪及進(jìn)行防腐的特殊內(nèi)襯體系，此內(nèi)襯體系集眾多煙囪內(nèi)襯防腐材料優(yōu)點(diǎn)于一身，完全能滿足脫硫后煙囪工況條件運(yùn)行的要求。該防腐材料釆用特殊的雙層結(jié)構(gòu)，底劑為彈性和粘結(jié)性強(qiáng)的M50，面層為耐溫性和耐腐蝕性強(qiáng)的DS1(表面改性聚四氟乙稀板材)，兩種材料通過特殊的粘襯方式施工到煙囪的內(nèi)壁，材料和施工的特殊性決定了其具有以下優(yōu)點(diǎn)耐溫性能優(yōu)良、附著力強(qiáng)、超強(qiáng)的耐酸性能、耐熱震性優(yōu)良、耐候性能好、抗?jié)B性能強(qiáng)、抗污染性能強(qiáng)、耐沖刷性能好、施工簡單、工期短、質(zhì)量過程易控制、非易燃易爆材料，施工安全、重量輕、對煙囪的載荷要求低、應(yīng)用范圍廣，適合金屬、磚基底使用。以下是對兩種組成材料的具體分析底劑M50是一種雙組分，高分子改性的共聚物，具有防震、耐老化和粘結(jié)強(qiáng)度高等特點(diǎn)。它通常作為密封和粘結(jié)材料推薦用于耐酸磚板或其它煙囪內(nèi)襯材料粘結(jié)和保護(hù)金屬或混凝土基體。通過刮涂施工，形成一種柔韌涂層以防止伴隨著煙氣環(huán)境以及由于溫度變化或其它原因?qū)е碌幕w運(yùn)動的酸、鹽等介質(zhì)對基體的腐蝕。M50在溫度為18(TC以下保持對混凝土或鋼基體極好的彈性和粘附力，并適合在溫度為18(TC的環(huán)境中長期使用，在干燥的服務(wù)條件下可適合更高溫度。M50性能參數(shù)抗拉強(qiáng)度^1.5Mpa延伸率^140%實干時間^lh耐溫性250°C密度面層DS1(表面改性聚四氟乙稀板材)是一種特殊的改性高分子工程材料，它具有超強(qiáng)的耐高溫、耐腐蝕、耐老化性能，尤其是耐酸性能優(yōu)異,在65'C條件下能耐所有濃度的硫酸、硝酸、鹽酸和氫氟酸。DS1的表面自粘性和互粘性較強(qiáng)。DS1性能參數(shù)耐溫性能>240°C;比重(kg/m3)2-2.3抗拉強(qiáng)度>13Mpa抗壓強(qiáng)度〉8Mpa伸長率>100°/。耐酸性能所有濃度的硫酸、硝酸、鹽酸和氫氟酸(65°C)本發(fā)明很好地解決了PTFE的常溫粘結(jié)、高溫使用技的術(shù)問題能使用，在20(TC以上的高溫環(huán)境，為脫硫以后的煙囪防腐尋找到了一種經(jīng)濟(jì)適用，且耐溫、耐酸等綜合防腐性能超強(qiáng)的防腐內(nèi)襯材料。具體實施例方式實施例11、改性硅橡膠M50的制備在100L真空攪拌器中首先加入100kg室溫硫化硅橡膠、3kg納米SiOx和3kg白炭黑，用最佳300-400轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌l小時；再將按比例加入2kg的Ti02后抽真空，在真空度控制在-0.5至i卜0.OlMPa的條件下以400-500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌2小時，檢驗合格后得M50成品；2、表面改性聚四氟乙DS1的制備首先將PTFE薄膜依次在12(M和22(^油石上拉毛，表面粗糙度為Ra=2.5-5微米、Rz^0-20微米；再在丙酮或乙醇中清洗，并在78-83。C溫度條件下烘干后進(jìn)行鈉一萘化學(xué)處理，時間20-30分鐘；鈉一萘化學(xué)處理液配制過程如下在配備水冷裝置及氣體保護(hù)裝置的反應(yīng)釜中通入保護(hù)氣體為N2(經(jīng)過焦性沒食子酸除氧，用濃硫酸干燥)按精奈四氫呋喃鈉四氫硼酸鎂鹽KH-550的為8.4:90:1.6:2:1(單位kg)的比例混合均勻即可；最后將處理過的PTFE薄膜用丙酮或乙醇清洗后，用除鹽水沖洗，并在78-83。C溫度下并立即用黑色PVC薄膜包裹，密封避光保存。3、上述防腐材料的施工過程首先在施工準(zhǔn)備和施工平臺安裝完成后，首先對磚煙囪內(nèi)壁進(jìn)行高壓水(壓力5Mpa)沖洗，去掉積灰和松散層；再除鹽水刷涂在需要修補(bǔ)的磚縫和凹凸不平的區(qū)域，立即使用耐酸膠泥材料進(jìn)行修補(bǔ)和找平處理；待固化后(約48h)，刮涂粘接材料改性硅橡膠M50，濕膜厚度控制在2-3mm,表面要基本平整，溫度10。C以上，濕度85U乂下；在刮涂改性硅橡膠M50完成30min內(nèi)，從上到下鋪貼面層材料表面改性聚四氟乙DS1，鋪貼時動作要緩慢，盡量趕出夾層里空氣，交接部位先重疊后用錨釘固定，再刮涂M50后，翻轉(zhuǎn)反扣向下襯貼，將錨釘包裹在其內(nèi)部，最大限度保持其整體性。實施例2:該例只是改性硅橡膠M50、表面改性聚四氟乙DS1和鈉一萘化學(xué)處理液的具體配方不同，其余制備、處理和施工方法均相同。1、改性硅橡膠M50在100L真空攪拌器中首先加入100kg室溫硫化硅橡膠、2kg納米SiOx和4kg白炭黑，用最佳300-400轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌l小時；再將按比例加入2kg的Ti02后抽真空，在真空度控制在-O.5至ij-O.OlMPa的條件下以400-500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速撹拌2小時，檢驗合格后得M50成品；2、表面改性聚四氟乙烯DS1首先將PTFE薄膜依次在12(^和22(M油石上拉毛，表面粗糙度為Ra=2.5-4微米、Rz=10-15微米；再在丙酮或乙醇中清洗，并在80-85。C溫度條件下烘干后進(jìn)行鈉一萘化學(xué)處理，時間15-25分鐘3、鈉一萘化學(xué)處理液在配備水冷裝置及氣體保護(hù)裝置的反應(yīng)釜中通入保護(hù)氣體為N2(經(jīng)過焦性沒食子酸除氧，用濃硫酸干燥)按精奈四氫呋喃鈉四氫硼酸鎂鹽為8.4:90:1.6:1.9(單位:kg)的比例混合均勻即可；最后用丙酮或乙醇清洗，并在80-85X:溫度條件下烘干，密封保存?zhèn)溆谩Ｊ┕み^程與實例l相同。實施例3:該例只是改性硅橡膠M50、表面改性聚四氟乙DS1和鈉一萘化學(xué)處理液的具體配方不同，其余制備、處理和施工方法均相同。改性硅橡膠M50在100L真空攪拌器中首先加入100kg室溫硫化硅橡膠、2kg納米SiOx和6kg白炭黑，用最佳300-400轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌l小時；再將按比例加入lkg的Ti02后抽真空，在真空度控制在-O.5到-O.OlMPa的條件下以450-550轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌2小時，檢驗合格后得M50成品；表面改性聚四氟乙烯DS1首先將PTFE薄膜依次在12(M和22(^油石上拉毛，表面粗糙度為Ra-3-6微米、Rz-15-20微米；再在丙酮或乙醇中清洗，并在85-9(TC溫度條件下烘干后進(jìn)行鈉一萘化學(xué)處理，時間20-30分鐘鈉一萘化學(xué)處理液在配備水冷裝置及氣體保護(hù)裝置的反應(yīng)釜中通入保護(hù)氣體為N2(經(jīng)過焦性沒食子酸除氧，用濃硫酸干燥)按精奈四氫呋喃鈉KH-550為8.4:90:1.6:1(單位kg)的比例混合均勻即可；最后用丙酮或乙醇清洗，并在85-9(TC溫度條件下烘干，密封保存?zhèn)溆?。施工過程與實例l相同。實施例4:該例只是改性硅橡膠M50、表面改性聚四氟乙DS1和鈉一萘化學(xué)處理液的具體配方不同，其余制備、處理和施工方法均相同。改性硅橡膠M50在100L真空攪拌器中首先加入lOOkg室溫硫化硅橡膠、2kg納米SiOx和6kg白炭黑，用最佳300-400轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌l小時；再將按比例加入1.5kg的Ti02后抽真空，在真空度控制在-O.5到-0.O層a的條件下以450-550轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌2小時，檢驗合格后得M50成品；表面改性聚四氟乙烯DS1首先將PTFE薄膜依次在12(^和220井油石上拉毛，表面粗糙度為Ra-3-6微米、Rz-15-20微米；再在丙酮或乙醇中清洗，并在70-78。C溫度條件下烘干后進(jìn)行鈉一萘化學(xué)處理，時間20-30分鐘鈉一萘化學(xué)處理液在配備水冷裝置及氣體保護(hù)裝置的反應(yīng)釜中通入保護(hù)氣體為N2(經(jīng)過焦性沒食子酸除氧，用濃硫酸干燥)按精奈四氫呋喃鈉為8.4:90:1.6(單位kg)的比例混合均勻即可；最后用丙酮或乙醇清洗，并在70-78C溫度條件下烘干，密封保存?zhèn)溆谩Ｊ┕み^程與實例l相同。1權(quán)利要求1、一種用于煙囪及煙道防腐處理中的底層粘結(jié)材料，所述底層粘結(jié)材料為改性硅橡膠(M50)，通過其將面層防腐材料表面改性聚四氟乙烯(DS1)粘接在煙囪及煙道的內(nèi)壁；其特征在于，所述改性硅橡膠(M50)為室溫硫化硅橡膠通過添加劑納米SiOx和TiO2改性而成，三者的重量比為室溫硫化硅橡膠∶納米SiOx∶TiO2＝100∶2-6∶1-3；所述納米SiOx的X＝1.2-1.6。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于煙囪及煙道防腐處理中的底層粘結(jié)材料，其特征在于，在所述改性硅橡膠(M50)中還加入有白炭黑作為填充劑，室溫硫化硅橡膠與白炭黑的重量比為100:3-7。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于煙囪及煙道防腐處理中的底層粘結(jié)材料，其特征在于，所述改性硅橡膠(M50)是在真空攪拌器中首先加入納米SiOx和白炭黑，用200-500轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速攪拌均勻后，再加入TiO"抽真空，將真空度控制在-O.5到-0.OlMPa,以300-600轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速攪拌即獲得。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于煙齒及煙道防腐處理中的底層粘結(jié)材料，其特征在于，在真空攪拌器中加入納米SiOx和白炭黑進(jìn)行攪拌的轉(zhuǎn)速為300-400轉(zhuǎn)/分；再加入Ti02進(jìn)行攪拌的轉(zhuǎn)速在400-500轉(zhuǎn)/分。全文摘要本發(fā)明涉及用于煙囪及煙道防腐處理中的底層粘結(jié)材料，該底層粘結(jié)材料為改性硅橡膠(M50)，通過其將面層防腐材料表面改性聚四氟乙烯(DS1)粘接在煙囪及煙道的內(nèi)壁；所述改性硅橡膠(M50)為室溫硫化硅橡膠通過添加劑納米SiO_x和TiO₂改性而成，三者的重量比為室溫硫化硅橡膠∶納米SiO_x∶TiO₂＝100∶2-6∶1-3；所述納米SiO_x的X＝1.2-1.6。該能夠為耐溫性和耐腐蝕性強(qiáng)的DS1(表面改性聚四氟乙稀板材)在煙囪及煙道防腐處理中提供有效的粘接，使整個防腐層耐溫性能優(yōu)良、附著力強(qiáng)、超強(qiáng)的耐酸性能、耐熱震性優(yōu)良、耐候性能好、抗?jié)B性能強(qiáng)、抗污染性能強(qiáng)、耐沖刷性能好。文檔編號C09J183/04GK101602927SQ20091010346公開日2009年12月16日申請日期2009年3月27日優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日發(fā)明者健唐申請人:重慶大眾防腐有限公司