CN108395808A

CN108395808A - 一种高热导率耐高温重防腐涂料及其制备方法

Info

Publication number: CN108395808A
Application number: CN201810229861.5A
Authority: CN
Inventors: 欧阳晓平; 彭晓淳
Original assignee: Hunan Bangze Technology Co Ltd
Current assignee: Hunan Bangze Technology Co Ltd
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2018-08-14

Abstract

本发明公开了一种高热导率耐高温重防腐涂料及其制备方法，属于新材料制备技术领域，各组成成分及其重量百分比为：35％～50％的有机硅改性环氧树脂，10％～20％耐高温导热填料，15％～35％耐高温填料，5％～10％的防锈颜料，3％～6％石墨烯包覆钛纳米聚合物浆料，3％～6％助剂，5％～25％的溶剂。本发明所制备的涂料具有常温固化、耐高温可达400℃、耐冷热交替能力强、漆膜附着力强、耐高温腐蚀能力强、导热率达到51.83W/(m.k)等性能，制备简单，使用方便，可广泛应用于化工换热器管、烟气换热器管、制盐加热蒸馏管、太阳能集热器管等外壁。

Description

一种高热导率耐高温重防腐涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于新材料制备技术领域，涉及一种高热导率耐高温重防腐涂料及其制备方法。

背景技术

目前，耐高温涂料品种及品牌都很多，光从耐温性指标来说基本上都能达到使用要求，也就是说在干燥气氛下使用大都无太多问题，但诸如漆膜表干时间长，单组分的高温涂料都需要高温固化(通常180～200℃，1～2小时)，生产使用过程中能耗大，大型设备施工或工地现场施工不太现实，也有双组分高温涂料虽然能常温固化，但漆膜附着力差、漆膜耐温性难以突破180℃长期稳定使用，耐冷热交替易起泡、开裂，高温下耐腐蚀性差等缺点，特别是涉及到有水汽、潮湿、酸碱性汽雾环境，涂层很快失效，归根结底一是涂膜致密度不足，对介质的抗渗透性有限，二是涂膜附着力有限，弹性不足，高低温变及震动蠕变过程中涂膜易起皮、开裂甚至剥落，三是涂膜中防锈颜料往往为活性材料，与水汽或酸碱性汽雾介质发生了化学反应，对涂膜结构造成了破坏，降低了涂膜致密性，腐蚀介质有了渗透通道，快速腐蚀基材。

很多的工艺设备特别是换热器管、制盐加热蒸馏管、热带太阳能集热器管长期遭受工业介质、盐雾腐蚀环境，具有湿度大、温度高、腐蚀介质含量高等特点，常规的耐高温防腐涂料难以满足长寿命要求，往往一年内涂层即失效，同时常规耐高温涂料导热率不高，特别是为了提高防腐可靠性，涂膜均较厚的情况下，热阻效应明显，不利于工艺设备正常热交换。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高热导率耐高温重防腐涂料及其制备方法，该涂料具有常温固化、耐高温可达400℃、耐冷热交替能力强、漆膜附着力强、耐高温腐蚀能力强、导热率达到51.83W/(m.k)等性能，制备简单，使用方便，可广泛应用于化工换热器管、烟气换热器管、制盐加热蒸馏管、太阳能集热器管等外壁。

其具体技术方案为：

一种高热导率耐高温重防腐涂料，各组成成分及其重量百分比为：35％～50％的有机硅改性环氧树脂，10％～20％耐高温导热填料，10％～35％耐高温填料，5％～10％的防锈颜料，3％～6％石墨烯包覆钛纳米聚合物浆料，3％～6％助剂，5％～10％的溶剂。

进一步，所述的有机硅改性环氧树脂并且其重量百分比为35％～50％，涂料的主要成膜物质，硅含量在20％～40％，环氧当量500-800之间，较高的硅含量保证耐高温性能，环氧基团又能保证制备的涂料能通过与胺类固化剂按一定比例混合实现常温固化。

进一步，所述耐高温导热填料为碳化硅、氮化硅、氮化硼、石墨中的一种或一种以上，选择的耐高温导热填料不仅导热性极佳，化学稳定性也极好，有利于提高整体涂层的耐腐蚀性，粉体目数选择至少600目以上，石墨粉目数选择至少2000目以上。碳化硅的最佳用量为4％～7％，氮化硅的最佳用量为4％～7％，氮化硼的最佳用量为1％～4％，石墨粉的最佳用量为1％～2％。

进一步，所述耐高温填料为硫酸钡和云母粉，耐高温涂料的膨胀系数应尽可能与金属的膨胀系数相匹配，并且要求具有一定的韧性。滑石粉为微小片状结构，线膨胀系数很大，但体积膨胀稀释很小，因此滑石粉的添加可以改变涂料的线膨胀系数，提高涂料的室温交变性能和高温下的防龟裂性能，同时可减缓涂料储存时的沉降，并可防止涂膜流挂，提高涂膜的耐水性、耐磨性，滑石粉的最佳用量在7％～15％之间；硫酸钡能增强产品的抗老化性能和耐候性，产品不易老化变脆，并能显著改善表面光洁度，硫酸钡的最佳用量在5％～10％之间；云母粉能显著提高漆膜的冲击强度和抗粉化性，云母粉的最佳用量在3％～10％之间。

进一步，所述防锈颜料为三聚磷酸铝，三聚磷酸铝对皮肤无刺激作用，不含铅、铬等有害重金属元素；热稳定性好。三聚磷酸根离子P3O105-能与各种金属离子有更强的螯合力，在被涂物表面形成卓越的钝化膜，对钢铁以及轻金属等的腐蚀具有极强的抑制作用，涂料颜色可以自由调配，最佳用量为5％～10％之间。

进一步，所述石墨烯包覆钛纳米聚合物浆料为自制，制备方法参照本公司发明专利：《一种静电辅助石墨烯插层包覆钛纳米聚合物的制备方法》，申请号：CN201710249590.5，利用纳米网络结构提高涂层的致密性，又可以利用有机无机杂化的聚合结构提高涂层的机械强度，从而大幅提高涂层耐酸碱盐的特性，石墨烯包覆钛纳米聚合物浆料最佳用量为3％～6％之间。

进一步，所述助剂分别为分散剂、附着力促进剂、流平剂、消泡剂、防沉触变剂，其重量百分比为3％～6％，所述分散剂为含有亲颜料基材的高分子聚合物，可迅速有效包覆并稳定粉体材料颗粒，同时促进粉体分散细化不团聚；附着力促进剂为含环氧基官能团硅氧烷，具有高的反应活性、耐高温性及良好的储存稳定性，它可以将金属基材与环氧改性有机硅树脂绑定在一起，形成永久的化学键合，从而形成高效的阻隔层，保护基材不受腐蚀性环境的影响；流平剂为特殊丙烯酸酯类化合物，具有促进湿态涂膜迅速流平的作用，提高涂层表观性能；消泡剂为含纳米二氧化硅的聚硅氧烷，具有抑制气泡形成，迅速破泡、消泡的功能，防止涂膜干燥过程中形成气泡气孔影响涂层的最终耐腐蚀性；防沉触变剂为有机膨润土或聚酰胺蜡浆，具有提高液态涂料触变粘度，防止涂料组份中粉体材料沉降及施工时防止流挂现象产生。

进一步，所述溶剂为二甲苯、正丁醇、环己酮中的一种或者一种以上混合，其重量百分比为5％～10％。

一种本发明高热导率耐高温重防腐涂料的制备方法，包括以下步骤：将本发明所述的树脂及助剂预先混合均匀，加入石墨烯包覆钛纳米浆料混合均匀后，加入粉体材料及溶剂后砂磨至细度小于40微米后，过滤包装即为涂料组份成品，使用时按比例混合胺类固化剂即能常温固化成膜，或者直接180℃烘烤1～2小时固化成膜。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的技术方案所制备的涂料具有常温固化、耐高温可达400℃、耐冷热交替能力强、漆膜附着力强、耐高温腐蚀能力强、导热率达到51.83W/(m.k)等性能，制备简单，使用方便，可广泛应用于化工换热器管、烟气换热器管、制盐加热蒸馏管、太阳能集热器管等外壁。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

配方及工艺见表1：

表1

实施例2

配方及工艺见表2：

表2

实施例3

配方及工艺见表3：

表3

准备好钢板尺寸为50*120*1mm(按国标GB1735～79)，薄钢板进行除油、除锈保证薄钢板表面清洁、干燥备用，将实施例1到实施例3所制备的高导热耐高温重防腐涂料与酚醛胺类混合，喷涂于薄钢板上，于80℃烘箱中固化2h，置于室温24h后测试涂膜性能。

附着力(GB/T 5210-2006)、冲击强度(GB/T1732～1993)等均按相关国家标准进行检验。

耐高温性测试：将样板放到马弗炉中，升温到400℃，放置24小时后取出，冷却到室温，观察样板表面情况，如无漆膜脱落、龟裂情况，说明漆膜耐热性能良好(GB1735～2009)。

耐冷热交变性能测试：将样板放到马弗炉中，升温到400℃，保温10小时，取出，放入冷水中浸泡1小时，为1个周期。反复5个周期，观察漆膜变化。如无如无漆膜脱落、龟裂情况，说明漆膜耐冷热交变性能良好。

耐腐蚀性测试：将样板放入盐雾机中，用5％的NaCL溶液做喷雾试验，观察样板是否鼓泡、生锈(GB/T1771～2007)。

导热率测试:按国家标准：GB/T22588进行检验。

通过以上的测试方法，实施例1到实施例3试验结果如下测试结果表4：

表4

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种高热导率耐高温重防腐涂料，其特征在于，各组成成分及其重量百分比为：35％～50％的有机硅改性环氧树脂，10％～20％耐高温导热填料，15％～35％耐高温填料，5％～10％的防锈颜料，3％～6％石墨烯包覆钛纳米聚合物浆料，3％～6％助剂，5％～25％的溶剂。

2.根据权利要求1所述的高热导率耐高温重防腐涂料，其特征在于，所述有机硅改性环氧树脂为硅含量为20％～40％，环氧当量为500-800的特种有机硅改性环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的高热导率耐高温重防腐涂料，其特征在于，所述耐高温导热填料为碳化硅、氮化硅、氮化硼、石墨的一种或一种以上。

4.根据权利要求1所述的高热导率耐高温重防腐涂料，其特征在于，所述耐高温填料为滑石粉、硫酸钡和云母粉。

5.根据权利要求1所述的高热导率耐高温重防腐涂料，其特征在于，所述防锈颜料为三聚磷酸铝。

6.根据权利要求1所述的高热导率耐高温重防腐涂料，其特征在于，所述助剂为带环氧官能团硅氧烷、带亲颜料基材的高分子聚合物、丙烯酸酯共聚物、有机膨润土或聚酰胺蜡浆四种，分别为附着力促进剂、分散剂、流平剂、触变防沉剂。

7.据权利要求1所述的高热导率耐高温重防腐涂料，其特征在于，所述溶剂为二甲苯、正丁醇、环己酮中一种或者一种以上。

8.权利要求1所述高热导率耐高温重防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将权利要求1树脂及助剂预先混合均匀，加入石墨烯包覆钛纳米浆料混合均匀后，加入粉体材料及溶剂后砂磨至细度小于40微米后，过滤包装即为涂料组份成品，使用时按比例混合胺类固化剂即能常温固化成膜，或者直接180℃烘烤1～2小时固化成膜。