[发明专利]一种具有防腐保温功能的耐候型材料以及管道

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有防腐保温功能的耐候型材料以及一种管道。

背景技术

金属管道的腐蚀给石油化工等行业带来巨大的材料损耗和劳动力资源的浪费，严重时管道内化学物质的泄露还会引起环境污染和危险事故的发生。金属管道传输介质存在的另一个问题是管道的热损失，特别是对于石油等介质的输送，管壁的热损失直接引起管内石油温度的降低，当温度低于析蜡点时将会导致管道的堵塞。因此，对管道的防腐和保温是石油工业上急需解决的问题。

目前石油管道外壁多采用聚氨酯泡沫作为保温材料，在聚氨酯泡沫层外还加了聚乙烯或聚丙烯保护层。但是聚乙烯或聚丙烯保护层在使用过程中往往因为老化或者施工而破裂，其耐候性和保护作用并不令人满意。一旦保护层破坏，雨水等进入泡沫保温层内则不容易流出，将导致保温层下的金属腐蚀问题。针对该问题，目前市场上新开发了含有气凝胶颗粒的保温涂料，气凝胶颗粒的导热系数可以降至0.012W/mK，比聚氨酯泡沫材料的导热系数（0.03W/mK）还要低，保温效果显著提高，达到保温效果需要的保温层厚度大大降低，而且可以很大程度上避免泡沫保温层下的金属腐蚀问题。但目前市场上的气凝胶涂料产品主要是丙烯酸类水性涂料，耐水性不够好，不适宜在潮湿环境或者水环境中长期单独使用；也有部分气凝胶涂料产品为环氧树脂类基体的气凝胶，它比丙烯酸类基体的气凝胶的防腐性能要好些，但是环氧树脂固化后往往韧性比较差，容易产生裂纹，使其防腐性能和耐候性能大打折扣。此外，通常来说，保温涂料中气凝胶的含量高会影响保温涂料的成型性能，不利于施涂在材料表面，因此，在将气凝胶用于保温涂料时，为了保证涂料的施涂性能，通常需要将保温涂料中的气凝胶的含量控制在低于20重量%，然而，这样对保温性能的改善是有限的。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种新的具有防腐保温功能的耐候性材料以及一种管道。所述耐候性材料和管道具有优异的防腐性能、保温性能和耐候性能。

本发明提供了一种具有防腐保温功能的耐候型材料，其中，所述耐候型材料包括依次层叠的防腐层、保温层和耐候保护层，所述保温层由含有保温填料和粘结剂的保温涂料形成，且以所述保温涂料的总重量为基准，所述保温填料含有至少20重量%的气凝胶。

此外，本发明还提供了一种管道，其中，所述管道包括金属管芯以及包覆在所述金属管芯外表面的上述具有防腐保温功能的耐候型材料，且所述金属管芯与所述具有防腐保温功能的耐候型材料的防腐层接触。

本发明提供的具有防腐保温功能的耐候型材料和管道巧妙地利用了防腐层、保温层和耐候保护层这种三明治结构，这种特殊的结构降低了对形成所述保温层的保温涂料成型性的要求，解决了现有技术当气凝胶含量高时涂层成型困难的问题，使得气凝胶含量较高的保温涂料也能够很好地固定在位于防腐层和耐候保护层之间而形成保温层，从而更显著地提高所述耐候型材料和管道的保温性能。此外，所述防腐层和耐候保护层的存在将使得所述耐候型材料和管道在具有优异保温性能的基础上，还具有较好的防腐性能和耐候性能。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供的具有防腐保温功能的耐候型材料包括依次层叠的防腐层、保温层和耐候保护层，所述保温层由含有保温填料和粘结剂的保温涂料形成，且以所述保温涂料的总重量为基准，所述保温填料含有至少20重量%的气凝胶。

本发明对所述保温涂料中保温填料和粘结剂的含量没有特别地限定，例如，以所述保温涂料的总重量为基准，所述保温填料的含量可以为20-99重量%，所述粘结剂的含量可以为1-80重量%。

根据本发明，所述气凝胶的种类可以为本领域的常规选择，例如，可以为二氧化硅气凝胶、三氧化二铝气凝胶、二氧化锆气凝胶、二氧化钛气凝胶等中的一种或多种，特别优选为二氧化硅气凝胶。所述气凝胶可以通过商购得到，也可以通过溶胶-凝胶法、超临界工艺或次临界工艺制备得到，具体方法为本领域技术人员公知，在此不作赘述。

根据本发明，通常来说，所述保温涂料中气凝胶含量越高，得到的具有防腐保温功能的耐候型材料具有越好的保温性能，但为了提高所述保温涂料的成型性能，优选地，所述气凝胶的含量为20-80重量%。