一種新型高效節(jié)能換熱器涂料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型高效節(jié)能換熱器涂料，它具有導(dǎo)熱性好、耐沸水、不結(jié)垢、防腐蝕、不用增加換熱面積、能長期保證換熱器換熱效率不下降、保證換熱器10年以上不需維護(hù)。其具體配方如下(以重量份計算)：環(huán)氧樹脂25～60；氨基樹脂3～15；納米聚合物，占樹脂總量的8～30％；高導(dǎo)熱超細(xì)粉占樹脂總量的5～30％；固化劑占樹脂重量的15～30％；助劑0.5～2；防沉劑0.5～2；混合溶劑15～40。
【專利說明】一種新型高效節(jié)能換熱器涂料
[0001] 涉及領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明主要涉及水制冷的熱交換器的防腐蝕、防結(jié)垢、高效節(jié)能、長期免維護(hù)及保 持其換熱效率長期不下降等問題。 技術(shù)背景
[0003] 據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年因腐蝕結(jié)垢報廢的換熱器多達(dá)上萬臺，僅石化行業(yè)就在 2000臺以上。換熱器損壞不僅使維修更新作業(yè)頻繁，原材料和產(chǎn)品跑冒滴漏，有毒有害物資 侵害人身安全、污染環(huán)境，而且其造成的裝置事故停車帶來驚人的停產(chǎn)損失。規(guī)模約為20 萬噸乙烯廠、250萬噸煉油廠、30萬噸合成氨廠停產(chǎn)一日損失高達(dá)數(shù)十萬到數(shù)百萬元。對 于殼程溫度低于l〇〇°C的換熱器，運行6-10個月就會因結(jié)垢、污物使大部分列管堵塞，換熱 失效。殼程溫度200°C的換熱器運行2-4個月，積垢就達(dá)1mm以上，使傳熱效率大大降低。 冷卻器、冷凝器是生產(chǎn)裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一，多數(shù)材質(zhì)為碳鋼，一般占全部換熱設(shè)備30%左 右。日常大量的故障及事故搶修，約60%左右是由于冷換設(shè)備管束腐蝕泄漏所至。嚴(yán)重影 響了生產(chǎn)裝置的安全、穩(wěn)定、滿負(fù)荷運行。另外，當(dāng)冷卻水與溫度較高的介質(zhì)換熱時（水多 數(shù)走管程），水易結(jié)水垢，形成銹垢層，增加了熱阻，使換熱效率嚴(yán)重下降，滿足不了生產(chǎn)的 需要。對于石油化工企業(yè)每年花在因腐蝕更換冷換設(shè)備管束的資金占整個大修更新的比例 還非常大的。所以說，合理選用冷換設(shè)備管束材料及控制方法，減少腐蝕，是一直備受關(guān)注 的問題。
[0004] 到目前為止，石油煉制與加工企業(yè)碳鋼水冷器及冷凝器管束的腐蝕還沒有很好的 解決。每年因腐蝕提前報廢很多，更換這些管束需要大量的資金。近些年雖然出現(xiàn)了一些 防腐的方法，對管束的腐蝕有所緩解。但是在管束的腐蝕上還存在許多問題，制約著使用壽 命。應(yīng)該尋找一種新的防護(hù)方法，用來解決管束內(nèi)外壁的金屬腐蝕問題，延長管束的使用壽 命。還要提高防腐涂層的防結(jié)垢與防銹垢能力。避免因產(chǎn)生結(jié)垢層，增加熱阻，降低水冷器 及冷凝器的換熱效率是一項重大科技課題。對于石墨換熱器水冷側(cè)也會因結(jié)垢而顯著降低 其換熱效率。凡是水冷的換熱器均有結(jié)垢降低換熱效率的問題，因此，防止水的結(jié)垢具有普 遍意義。
[0005] 現(xiàn)在應(yīng)用較多的換熱器涂料（如TH-901)都是熱固化體系，施工麻煩、能耗高、又 必須有專用熱處理設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種新型高效節(jié)能換熱器涂料，它常溫固化，無需專用熱 處理設(shè)備，施工方便，性能優(yōu)越：其涂層耐沸水、防腐蝕、防結(jié)垢、導(dǎo)熱性高、能保持換熱器換 熱效率長期不下降、不會因為采用本涂層而增大換熱面積、本涂層導(dǎo)熱性好具有明顯的節(jié) 能效果。應(yīng)用證明，已運行10年無需維護(hù)，還在運行中。本發(fā)明的涂料不僅適用于碳鋼設(shè) 備換熱器，也適用于石墨換熱器水冷卻側(cè)的防垢處理。
[0007] 本發(fā)明所述的新型高效節(jié)能換熱器涂料，主要由稀有金屬及其氮化物、氫化物的 納米聚合物，輔以具有較高導(dǎo)熱性的鋁氮化物、硅的氮化物及碳化物、硼氮化物、特種金剛 石超細(xì)粉，經(jīng)過不同的預(yù)處理后，與專用樹脂、溶劑、助劑、固化劑等加工而成。其具體配方 如下（以重量份計算）：
[0008]
[0009] 根據(jù)生產(chǎn)的需要，該涂料可以制成單組份也可以制成雙組份，可以常溫固化也可 以加熱固化。該涂料采用高分子量樹脂、脂肪族環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂合金化復(fù)配技術(shù)及 特種固化劑來提高涂層的耐溫性；本發(fā)明采用具有防沉、阻垢功能的材料賦予涂層具有防 結(jié)垢功能；本發(fā)明成功的將稀有金屬納米聚合物和高導(dǎo)熱材料有機配合，獲得高導(dǎo)熱性的 涂層。
[0010] 采用本發(fā)明的新型高效節(jié)能換熱器涂料生產(chǎn)的換熱器，經(jīng)檢測其其主要性能指標(biāo) 如下：
[0011] 1.耐沸水12個月無變化
[0012] 2.涂層的導(dǎo)熱性2.9w/m
[0013] 3.通過 3. 5% NaCI，150°C /144h 的檢測
[0014] 4.結(jié)垢速率（mg/cm2· mon)0. 078,是不銹鋼的 1/70
[0015] 5.應(yīng)用證明7年免維護(hù)，7年換熱器換熱效率沒有降低還在運行中
[0016] 6.以350m2換熱器計算，節(jié)能為5600Mff/a。
[0017] 7.耐蝕性見下表
[0018]
[0019] 涂料的生產(chǎn)工藝流程
[0020] 1.向反應(yīng)釜中投加按配方計量的40%溶劑，然后，添加所需的全部固體樹脂，開 動攪拌，升溫，至固體樹脂完全溶解，冷卻，過濾后備用；
[0021 ] 2.在高速攪拌的制漆缸里，投加其余溶劑，開動緩慢攪拌，按配方所需液體樹脂全 部投入，加入部分助劑，將1加入，再依次加入固體填料、納米聚合物、助劑、防沉淀劑，高速 攪拌至規(guī)定時間；
[0022] 3.將冷卻后的上述溶液采用砂磨機連續(xù)砂磨至規(guī)定的細(xì)度，調(diào)整黏度，過濾，稱 重，包裝，作為A組分。
[0023] 4.向制漆缸中加入配方量的溶劑和固化劑，攪拌，過濾，稱重，包裝，作為B組分。
[0024] 使用方法
[0025] 換熱設(shè)備涂敷前，要采用機械打砂或酸洗，去除表面的油污和鐵銹，干燥后待用； 涂料配制：按規(guī)定將涂料B組分在攪拌下加入到A組分，根據(jù)需要用稀釋劑調(diào)整黏度達(dá)到要 求，然后采用灌涂或輥涂方法，進(jìn)行涂敷，達(dá)到規(guī)定涂層厚度為止，放置規(guī)定固化時間后得 成品。
[0026] 本申請是以本發(fā)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. 2005四項專利為基礎(chǔ)而完成的。
【附圖說明】
[0027] 圖1是重油催化塔頂冷凝器使用10年后狀態(tài).
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合具體的涂料配方進(jìn)行舉例說明，但這些具體實例并非是對本發(fā)明進(jìn)行限 制。具體的涂料配方如下文所示。其中所述各成分的用量均為克。
[0029] 例1. 有機硅環(huán)氧樹脂（50%) 75 氨基樹脂（50%) 7.0 鋯納米聚合物 8
[0030] AIN 4 聚酰胺臘 4 混合助劑 2 固化條件：80°C/20min 例2.環(huán)氧樹脂（分子量3300) 30 酚醒樹脂固化劑 20 鈦納米聚合物 5 AIN 5 BN 5 聚四氟乙烯臘 5 混合助劑助劑 2. 5 混合溶劑 27. 5
[0031] 本涂料為雙組份，其中酚醛樹脂固化劑為B組分，使用時按規(guī)定比例配制，固化工 藝 160°C /2h。
[0032] 例 3· A 組分：
[0033] 環(huán)氧酚醛樹脂 26 雙酚A環(huán)氧樹脂 26 氫化鈦納米聚合物 15 防沉劑膨潤土 3 混合助劑 2. 5 混合溶劑 27. 5 B組分： Τ31環(huán)氧樹脂固化劑 10
[0034] 例4· Α組分
[0035] 環(huán)氧樹脂 50 氮化鈦納米聚合物 10 特種金剛石粉 10 防沉劑 3 混合助劑 2. 5 混合溶劑 24.5 B組分 固化劑 10 固化促進(jìn)劑 0. 6 混合溶劑 9. 4 使用時 A:B=100:20
[0036] 現(xiàn)將利用上述配方涂敷的重油催化塔頂冷凝器使用10年后狀態(tài)示于附圖1，可見 涂料的效果。
【主權(quán)項】
1. 一種新型高效節(jié)能換熱器涂料，其具體配方如下（以重量份計算）： 環(huán)氧樹脂 25~60 氨基樹脂 3~15 納米聚合物 占樹脂總量的8~30% 高導(dǎo)熱超細(xì)粉 占樹脂總量的5~30% 固化劑 占樹脂重量的15~30%° 助劑 0. 5~2 防沉劑 〇. 5~2 混合溶劑 15~402. 根據(jù)權(quán)利要求1的要求，所要求的環(huán)氧樹脂，一是分子量介于1000~4000之間雙酚 A型環(huán)氧樹脂，液體和固體樹脂混合使用；以及有機硅改性環(huán)氧樹脂和酚醛環(huán)氧樹脂。3. 根據(jù)權(quán)利1的要求，所指的氨基樹脂為三聚氰胺甲醛樹脂。4. 根據(jù)權(quán)利要求1的要求，納米聚合物是采用稀有金屬（鈦、鋯、鉭）、稀有金屬氫化物 或氮化物加工而成。5. 根據(jù)權(quán)利要求1的要求，高導(dǎo)熱超細(xì)粉主要有AIN、BN、SiN、SiC或特種金剛石細(xì)粉 等。6. 根據(jù)權(quán)利要求1的要求，根據(jù)配方不同、固化方法和施工要求不同，固化劑可以選擇 酚醛樹脂固化劑、酚醛胺、改性胺、縮胺。7. 根據(jù)權(quán)利要求1的要求，助劑包括有消泡劑、流平劑、分散劑等。8. 根據(jù)權(quán)利要求1的要求，防沉劑有聚酰胺臘、聚四氟乙烯臘、膨潤土及白炭黑。9. 根據(jù)權(quán)利要求1的要求，混合溶劑主要由芳烴、醇、DBE及酮組成。10. 根據(jù)權(quán)利要求1的要求，使用條件不同該涂料可以配制成單組份或雙組份，可以制 成常溫固化或加熱固化體系。
【文檔編號】C09D7/12GK106065262SQ201510193982
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年4月22日 公開號201510193982.5, CN 106065262 A, CN 106065262A, CN 201510193982, CN-A-106065262, CN106065262 A, CN106065262A, CN201510193982, CN201510193982.5
【發(fā)明人】薛富津, 薛俊峰
【申請人】薛富津, 薛俊峰