保温涂料可以有效提高设备和管道的节能效果，降低能耗，在石化行业具有良好的应用前景。本文介绍了绝缘机构，性能和反射，辐射和阻挡绝缘涂层的存在的问题。特别是，鉴于隔热涂料的耐腐蚀性不足的问题，主要介绍兼具防腐和隔热功能的防腐隔热综合涂料。最后，对保温涂料的未来发展方向进行了展望。关键字：涂层；保温防腐石化管道的前言在石化行业中，每年因管道散热而损失的能量约占总能耗的三分之一，石化管道的腐蚀也为其生产和运营带来了许多麻烦。

安全隐患。因此，防腐蚀和绝缘对石化工业非常重要。目前，国内的炼油和化工企业通常使用传统的多孔岩棉和硅酸铝卷毡来绝缘设备和管道。一般绝缘层的厚度可达100〜200mm，施工工艺复杂，成本高；绝缘层还掩盖了设备和管道的损坏，使石化公司难以规避常规生产风险和安全隐患。同时，弯头，三通，阀门等异型件的绝缘层结构复杂，界面多，施工难度大。这些零件经常裸露，这是设备与管道绝缘的薄弱环节。特别是，传统的多孔热绝缘材料通常不具有耐腐蚀性，腐蚀的因素可以容易地连接，并存储在其孔隙，成为用于热传导，这不仅大大降低了设备和管道的绝热效率的介质，而且还缩短整个绝缘系统的使用寿命。近年来开发的隔热涂料是一种新型的功能性涂料，旨在减少传热机制中基材中的热量传递。与传统的绝缘材料，热绝缘涂层相比温度效果极佳，几毫米的厚度即可达到传统绝缘层100〜200 mm的绝缘效果；因此，易于发现设备和管道的损坏，并且大大降低了系统的维护难度和维护成本。

另外，涂层施工工艺简单，可以完全覆盖椭圆，三通，阀门等异型件，有效减少了管道的散热。特别是通过合理选择成膜材料和优化配方，该涂料还具有较高的防渗和防腐功能，有效避免了腐蚀因素渗透到涂料中，大大减少了涂料的使用。设备和保温系统的腐蚀率。改善他们的使用寿命。隔热涂料为石化行业的节能减排和延长管道寿命提供了新的策略。本文总结了隔热涂料的研究进展，并展望了其发展趋势。 1隔热涂料在隔热涂料领域，涂料的隔热性能主要是通过增加涂料的热辐射反射程度，提高涂料的热辐射发射率以及减慢涂料的热传导来实现的。涂层。 。根据隔热机理的不同，可分为反射隔热涂料，辐射隔热涂料和阻隔型隔热涂料三种。 1.1反射隔热涂料反射隔热涂料旨在为系统增加热量和辐射（太阳辐射，红外辐射等），以防止设备和建筑物吸收太阳辐射。油漆的效果（图1）。颜料和填料是确保反射隔热涂层对太阳辐射具有高反射率的关键。通常，涂层越轻，其对太阳辐射的反射率越高。因此，常规的反射隔热涂层主要是白色的，并且它们通常使用具有较高白度的TiO 2和ZnO作为颜料。这种类型的涂层对太阳辐射的反射率可以高达80％或更高，有些涂层甚至可以达到95％。因此，在夏天，对反光隔板进行了粉刷。涂有油漆的建筑物的外墙温度比普通建筑物要小得多，仅比环境温度略高，这大大降低了建筑物的冷却负荷，并大大节省了电力消耗。在石油化学工业中，反射绝缘涂料广泛用于石油储罐的绝缘。它可以有效地防止因储罐温度过高而引起的安全隐患，并提高储罐区域的可用存储量。随着经济的发展，人们更倾向于使用彩色涂料。

因此，对非浅色反射型隔热涂料进行了广泛的研究。主要研究思想是太阳辐射能主要集中在近红外区域，制备仅对红外辐射具有高反射率的彩色颜料填料，使涂料吸收可见光，同时反射热能，呈现出丰富的色彩。高。用于隔热的红外辐射。目前，铋，铜酞菁和偶氮的有机颜料，以及铬，镉和稀土的无机颜料具有良好的红外光反射能力。然而，有机颜料在耐紫外线性和耐热性方面常常不足，而铬和镉无机颜料具有重金属污染的问题。仅稀土无机颜料具有良好的综合性能，但颜料和填料的制备工艺困难，原料成本高。因此，彩色反射隔热涂料需要进一步研究。在涂层耐久性方面，由于反射隔热涂层主要用于反射太阳辐射，因此该涂层的成膜树脂主要由耐紫外线老化性优异的聚合物如丙烯酸树脂或含氟化合物组成。树脂。丙烯酸树脂具有优异的耐紫外线老化性，因为其分子结构中不包含苯环或双键等结构。而且，烯烃单体是多种多样的，并且涂层保持良好的耐候性，并且其性能可以根据单体进行调节，并且可以适用于不同的环境。含氟树脂的C-F键的键能高达485.6 kJ / mol，分子结构稳定，且在其分子中在链中，每个C-C键均被F原子的螺旋三维阵列紧密围绕。这种结构可保护其免受紫外线侵害，并具有出色的耐候性。此外，C-F键还使涂膜表面坚硬且耐磨；表面能低，手感光滑，耐污性好，易用水冲洗；涂膜也具有防霉性等。优点。然而，反射隔热涂层仅是反射热辐射的材料，并且不妨碍其他两种热传递方法向基板的热传递。因此，不可能对高温传热介质（例如高温输油管道和工业锅炉）进行隔热，而仅仅是应用于设施和建筑物外墙的隔热涂层。另外，普通的反射绝缘涂层的耐腐蚀性差。在重度腐蚀环境中，有必要通过涂覆重度防腐蚀涂层来防止基材腐蚀。显然，进一步提高涂层的耐蚀性，实现涂层的防腐与隔热一体化具有良好的发展前景。 1.2辐射型隔热涂料辐射型隔热涂料是一种以散发的热辐射形式主动减少基材热传递的涂料。通过添加可有效向涂层系统散发热辐射的颜料填料，或将这些材料直接烧结到陶瓷涂层中，可实现此目的。当涂层吸收热量时，它可以以一定波长的红外辐射将热量散发回环境中，从而达到隔热和降温的效果（图2）。辐射型填料主要包括SiC，堇青石（主要由Mg2Al4Si5O18组成；可以包含Na，K，Ca，Fe，Mn等元素），过渡金属氧化物（例如MnO2，Cr2O3，CoO，CuO）等。吸收热量。之后，通过分子振动和旋转能，晶格和键基不断碰撞，吸收的热量重新散发回环境中。辐射绝缘与反射绝缘涂料相比绝缘涂层具有“主动冷却”的特性。也就是说，在传热过程中，反射隔热涂层只会减慢传热速度。当热量缓慢通过涂层时，内部空间温度升高；此时，即使降低涂层的外部温度，也只能将热能截留在其中。辐射隔热涂层能够以热辐射的形式散发热量，从而促进室内外的相同冷却速率。而且，填料的热稳定性良好，因此辐射型隔热涂层对温度的适应性强。它不仅可以在常温环境下用于建筑和石化储罐的绝热，而且可以在高温环境下对高温石化管道和锅炉进行隔热。但是，根据影响材料辐射辐射的Ste-fan-Boltzmann定律，辐射填料的总辐射功率与绝对温度的四次方成正比。在常温环境下，填充剂的辐射功率较低，但是在高温环境下，只要温度变化很小，物体的辐射功率就会发生很大变化。此外，根据普朗克辐射定律，根据普朗克辐射定律，温度越高，涂层的热发射率越高，并且隔热效果越好。因此，辐射型隔热涂料现在在高温环境中得到更广泛的使用。尤其是当用于高温石油化工管道，锅炉等的绝热时，由于涂层可以将热量散发回设备内部，因此它起到了绝热的作用，并且还对管道的“二次加热”产生了影响。设施。提高能源利用率。目前，大量的辐射隔热涂层在高温下的辐射发射率已经达到85％以上，一些过渡金属氧化物体系涂层（如Fe2O3-MnO2-CoO-CuO）该体系和NiO-Cr2O3-SiC体系的辐射发射率可达到95％，隔热效果极好。此外，该涂层可以有效地提高高温设备的能量利用率，通常高达5％至10％，大大缩短了加热时间，减少了设备内部的温差，并提高了设备的质量和生产效率。产品。另外，辐射隔热涂层的优异的隔热效果也可以在基材上提供良好的保护效果。用辐射隔热涂料保护高温设备后，设备的使用寿命大大降低，使用寿命可延长1至4倍；对于电加热元件，使用寿命可以延长50％到70％，并且大大减少了维护。周期减少了维护成本。特别地，随着辐射型隔热涂层的改进，可以大大提高涂层的耐久性，进一步提高涂层的防护效果，并延长设备的使用寿命。如果通过烧结涂覆技术将稀土硅酸盐涂覆在SiC表面上，则可以有效地克服传统的SiC基涂层在高温下容易被氧化并且红外发射率降低的问题。通过混合辐射型材料的成分，掺杂稀土元素或将辐射型材料的粒径减小到纳米水平，涂层可以形成致密的晶体结构，并且涂层的耐热冲击性显着。本发明的隔热涂料可以有效承受高强度高温热冲击，并可以防止由于在使用过程中涂料的热膨胀系数不匹配而导致的破裂和脱落。目前，辐射型隔热涂料主要以陶瓷涂料为基础，该涂料需要烧结成型，施工工艺复杂。陶瓷涂层是一种脆性材料，由于涂层的脆性，其断裂功通常仅为300J / m 2左右。涂层的失效是主要的失效模式。更重要的是，温度对涂层有重大影响。在室温至400℃的环境中，涂层的辐射效率不足。隔热效果不好；但是当使用温度高于1000℃时，涂层的耐热性不足，影响晶体结构，并且涂层的辐射效率也大大降低。因此，在应用过程中仍然有一定的局限性。 1.3隔热涂层隔热涂层是一种旨在减少涂层内部热量传递的涂层。它基于以下原理：空气中的热传导率远小于固体材料中的热传导率。将低密度，高孔隙率和低导热性的功能性填料（例如中空玻璃微球，膨胀的珍珠粉，硅气凝胶等）掺入涂料体系中，以降低涂料的导热性，从而实现隔热。涂层的目的（图3）。当环境中的热通过传导，辐射和对流传递到基板的表面时，从表面到基板内部的热传递主要通过导热来实现。阻隔型隔热涂料通过向涂料体系中添加高孔隙率填料，迫使热量通过涂料孔隙中的空气，大大降低了涂料的导热性。如果阻挡型填料的孔径足够小（小至纳米级），则其内部的空气分子不能被对流，也不能像普通的静止空气中那样进行热运动。这样的孔实际上等于真空状态。阻隔填料的热导率甚至可以低于普通空气（例如硅气凝胶，纤维气凝胶等）的热导率。将上述颜料和填料添加到涂料体系中，涂料将具有出色的隔热性能。显然，阻隔型隔热涂层的隔热机理适用于任何需要隔热的环境。目前，它在常温和高温环境中都有相应的应用。在石化行业中，根据涂层服务的环境温度，通常可以将其分为“低温”工作条件（常温至200°C）和高温工作条件（200〜500°C）隔热涂层。在“低温”条件下使用的阻隔型隔热涂料的设计相对简单，只要将阻隔填料有效地分散在合适的基质树脂中，就可以成功制备它们。目前，已经成功地开发了许多阻隔型绝热涂料并相应地进行了应用。在涂料的隔热性能方面，近年来新型隔热填料的应用大大提高了涂料的隔热性能。例如，硅气凝胶的热导率明显小于其他传统的中空绝热填料，甚至可以低至0.013 W /（m·K）。空心反射绝缘隔热填料（如空心TiO2和TiO2涂覆的空心玻璃微球）的成功制备，也使该涂层兼具了阻隔和反射隔热涂层两种类型的优点。阻隔型隔热涂料在“低温”条件下的研究和应用已经相对成熟，但是如何进一步降低涂料的导热系数，如何提高涂料的整体性能，如何制备环保涂料等。 。对于高温应用，基体材料的耐热性是关键问题。自1980年代以来，无机硅酸盐涂料已经普及。它们是水泥基无机涂料，其膨胀珍珠岩为骨料。显然，尽管该涂层除耐热性外还可以满足高温条件的要求，但其附着力和耐蚀性比基于有机材料的要小得多。相反，地质聚合物作为新型的高性能无机材料，具有类似聚合物的键合结构。该材料保持了无机材料的优异耐热性，并且大大提高了其附着力和耐腐蚀性。改善。以地聚合物为基础，新型无机阻隔型防腐保温涂料的制备具有良好的发展前景。就有机材料而言，硅树脂是具有优异耐热性的典型有机材料。目前，它用于制备高温工作绝缘涂料。一个重要的方向。通常，它可以在300〜400°C的温度下很好地工作，但是有机硅树脂往往与基材的粘合性较差。在较高温度条件下，硅树脂用作基材。隔热涂料需要进一步开发。 2防腐蚀隔热集成涂层反射隔热涂层仅是一种反射热辐射的材料。它不能阻碍其他两种传热方法向基板的传热，因此它不能直接隔离高温传热介质。辐射型隔热涂料在高温环境下具有较高的隔热效率，但在其他温度范围内隔热效果不佳，在涂层性能和成膜方面仍存在一些问题。相反，阻隔型隔热涂层在任何温度下均提供良好的隔热效果。这种涂料可以根据不同的工作条件满足储罐，管道，锅炉等设施的保温要求，具有良好的发展前景。但是，在石油化学工业中，除了热量的损失对炼油和化工企业造成严重的经济损失和安全隐患外，还需要解决设备和管道的腐蚀问题。普通的反射型，辐射型和阻隔型隔热涂料的耐腐蚀性通常不足，并且在苛刻的腐蚀环境（如炼油厂）中，涂料的使用寿命很差。因此，在阻隔型隔热涂料的基础上，进一步提高了涂料的耐蚀性，防腐隔热一体化涂料具有良好的经济效益和开发价值。目前，以丙烯酸树脂为基质树脂的阻隔型隔热涂料具有良好的抗紫外线老化性和耐候性，通常仅用于建筑物外墙的隔热。但是，在重度腐蚀环境中，此类涂料也需要与重型涂料结合使用。环氧树脂具有出色的耐腐蚀性和附着力，其隔热涂层作为基体树脂可用于恶劣的环境。但上述两种类型的涂层的耐热性通常不足，并且难以满足石化工业中“低温”工作条件（常温至200℃）的要求。因此，基于以上研究，针对石化行业的“低温”工作条件，华南理工大学为石化行业制备了无溶剂防腐隔热复合涂料TI-200。该涂料使用兼具耐热性和耐腐蚀性的缩水甘油胺型环氧树脂作为基质树脂，并与隔热性优异的中空玻璃微球和耐蚀性优异的玻璃鳞片复合。结果表明，该涂层的热导率可低至0.136 W /（m·K）。现场模拟实验表明，温度为180°C的石化管道只需要刷4毫米厚的TI-200，管外温度可以降低到80°C，涂层具有良好的绝缘性能。此外，涂层可以在200℃下长时间保持稳定，而不会变色，开裂，剥离，剥离等（图4）。另外，该涂料的VOCs仅为51.5g / L，且该涂料具有优异的机械性能和耐腐蚀性，能有效抵抗酸，碱，盐等腐蚀，符合石化行业标准SH / T3022-2011《石油化工》设备和管道油漆防腐保护设计规范环氧中间漆的技术要求（表1）表1 TI-200的涂料性能涂料对于常规耐高温硅酮涂料的粘附性问题，环氧树脂的耐蚀性不足和耐热性不足树脂，有机硅改性的环氧树脂用作基体树脂，结合有机硅树脂和环氧树脂的优点，具有良好的耐热性，耐腐蚀性和附着力，所得涂层可在200-400°C稳定存在，并具有良好的涂层性能，耐蚀性和隔热性能，此外，还具有低温熔体n玻璃粉混入涂层中。温度过高时，低温会使玻璃熔化玻璃粉末逐渐熔化并与环氧改性的硅树脂的Si-O-Si主链相互作用，形成新的耐高温硅化物层（图5）。也就是说，涂层经历了“二次成膜”过程，这进一步确保了其在400°C以上的各种条件下的性能（图6）。最终的涂层在高达500°C的温度下仍具有良好的耐久性，并且涂层的热导率低至0.138 W /（m·K）。涂层性能符合HG / T3362-2003标准（表2）的要求，有效解决了石油化工管道在高温条件下的防腐和保温问题。表2 TI-500的涂层性能3结论与传统的隔热材料相比，隔热涂层具有高效，简便，安全，成本低的特点，在石油化工行业具有良好的应用前景。 （1）反射隔热涂料对热辐射具有高反射率，可以有效防止建筑物吸收太阳辐射。它们已被广泛用于建筑物外墙的隔热。在石油化工储罐等重度腐蚀环境中，反射型隔热涂料与重型防腐涂料相匹配，可使涂料体系兼具防腐和隔热性能。然而，反射性隔热涂层仅是反射热辐射的材料，并且它不能阻碍其他两种热传递模式向基板的热传递，因此高温热传递介质不能被直接绝缘。 （2）辐射型隔热涂料通过散发热辐射来主动减少基材表面的热传导，在高温环境下具有较高的隔热效率，适用于高温石化管道，锅炉等的隔热。设备。通常基于陶瓷涂料的辐射型隔热涂料具有出色的热稳定性，并且在高温环境下，它们对基材具有良好的保护作用。但是，在其他温度段中的其他隔热效果以及陶瓷涂层的脆性限制了它们的应用。 （3）屏障型绝缘该涂层可以直接阻挡基材表面上的热传导，并且可以在任何温度下发挥良好的隔热效果。在石化行业中，根据不同的工作条件，阻隔型隔热涂料可以满足储罐，管道，锅炉等设施的隔热要求。 （4）但是，当前的绝热涂层的耐腐蚀性不足，并且在重腐蚀环境中涂层寿命不好。在阻隔型隔热涂料的基础上开发的防腐隔热一体化涂料，不仅可以有效减少热量损失，而且可以大大减慢基材的腐蚀速度，具有良好的经济效益和发展前景。值。

更多关于保温涂料技术进步您可直接扫码添加下面微信咨询