新型无收缩复合硅酸盐保温涂料的研制

2014-03-22中国石油大学华东

油气田地面工程 2014年11期

中国石油大学（华东）

新型无收缩复合硅酸盐保温涂料的研制

宋玉田陈海阳中国石油大学（华东）

无收缩复合硅酸盐保温材料具有原料易得、成本低廉、低密度、高绝热、异型设备涂抹方便、现场无粉尘、干燥过程中收缩率几乎为零等优点，是一种新型的绝热保温材料。通过对该保温涂料所用原材料及生产工艺进行分析，确定了一种原料成本低且使用方便、生产工艺简单易行以及产品性能较好的保温涂料的生产方法。该涂料的原材料成本为700～800元/吨，市场售价1500～1800元/吨，设备投资小，故非常适合于小型企业开发生产或保温涂料大型用户自行生产。

复合硅酸盐；无收缩；保温材料

为满足工程及维修需要，中国石油大学（华东）胜华炼油厂成立了复合硅酸盐保温材料项目组，经过为期两年的研究与开发，成功研制了新型无收缩复合硅酸盐保温材料。无收缩复合硅酸盐保温材料具有原料易得、成本低廉、低密度、高绝热、异型设备涂抹方便、现场无粉尘、干燥过程中收缩率几乎为零等优点，是一种新型的绝热保温材料。在该厂2×5000m3原油罐，15×104t/a催化裂化装置改造及日常装置维修中应用，取得了良好的经济效益和社会效益。

1 主要原材料

为使保温材料具有良好的保温性能，同时具有无收缩、价廉、易施工等优点，在研究中筛选了以下8类材料：

（1）纤维材料。经研究、试验、论证，最终选用了4种纤维材料，即祁连棉、硅酸铝棉、海泡石、离心玻璃棉。约占3%～10%。祁连棉、硅酸铝棉、离心玻璃棉经充分松解后，成为大长径比、较高强度单丝状态，经机械充分搅拌后，在浆体中呈三维乱向分布，对于结构形成极为有利。水平分布的纤维使涂层具有良好的抗压效果，而垂直或倾斜纤维在吸附剂（海泡石）和粘结剂的作用下，使该结构成为一个整体，具有良好的稳定性。

（2）轻质骨料。为降低密度、填充、保温，加入膨胀珍珠岩、漂珠等无机矿物材料。约占7%～25%。

（3）渗透剂（KT）。加入渗透剂有助于纤维的松解及浆体的形成，缩短浸泡时间。

（4）粘结剂。为了浆体的形成，增加涂层的强度，提高弹性，通常加入粘结剂。主要为聚丙稀酰胺、水玻璃等。

（5）抗收缩剂。目前采用的是北京建筑科学研究院产的无收缩粘结剂，使用后可使收缩率降至近0。

（6）增稠剂。为增加涂料稠度，改善涂料的触变性和保水性，添加了石灰膏或滑石粉等。

（7）发泡剂。在浆体中引进大量气泡，有助于降低材料的导热系数。本试验采用高速机械搅拌发泡。

（8）水。采用自来水，pH值约等于7，用量约为60%～75%。

2 生产工艺

根据所用原材料的特性，经过多次试验，确定了如图1所示的工艺流程。各种原材料均按规定比例进行计量。

图1 生产工艺流程

3 产品性能

中国石油大学（华东）测试中心（具有国家颁发的计量认证证书）和东营市工程质量监督站对产品进行了性能测试，其各项指标见表1。

表1 保温涂料技术性能指标

该保温涂料的施工方法与常见保温涂料的施工方法相同，采用涂抹的方法。根据《设备及管道保温技术通则（GB4272—92）》标准的规定，该涂料的保温效果要达到要求，其涂层设计厚度通常仅需按《设备及管道保温设计导则（GB8175—87）》所规定的其他保温材料厚度的4/5左右。为了加快施工速度，最好在设备处于热态时施工。在涂料的表层可以刷上一层适当颜色的防水涂料，既可延长涂料的使用寿命，又可美化环境。从该涂料在胜华炼油厂的塔器上使用来看，在表层温度为150℃的塔器涂上22mm厚的保温涂料，涂层表面温度为35℃。由于该保温涂料的使用，减少了耗热量，大幅度地提高了生产效率和经济效益。