[發(fā)明專利]一種含有微納米復(fù)合填料的PFA涂層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711310876.6
• 申請(qǐng)日: 2017-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN107964294B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬學(xué)虎;杜賓港;薛權(quán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C09D127/18
• 分類號(hào): C09D127/18;C09D5/08;C09D7/62;B05D3/02;B05D3/04;B05D3/10;B05D3/12;B05D7/14
• 代理公司: 大連星海專利事務(wù)所有限公司 21208
• 代理人: 楊翠翠

一種含有微納米復(fù)合填料的PFA涂層及其制備方法，其屬于涂料加工的技術(shù)領(lǐng)域。該涂層主體為高溫烘烤型PFA氟碳樹脂，涂層添加了負(fù)載二氧化鈦的氧化石墨烯填料，氧化石墨烯采用微米級(jí)，二氧化鈦采用納米級(jí)。制備方法為：（1）將納米TiO₂與GO反應(yīng)得到GO?納米TiO₂復(fù)合物。（2）再將復(fù)合物與PFA有機(jī)分散乳液混合均勻（3）將Q235碳鋼工件進(jìn)行噴砂、磷化等預(yù)處理，噴涂添加了復(fù)合填料的PFA，噴涂后進(jìn)行程序控溫?zé)Y(jié)，涂層厚度控制在20?30um。該涂層具有結(jié)合力好，防腐性能好，使用壽命長，涂層接觸角大等優(yōu)點(diǎn)，在一定程度上解決了高溫烘烤型涂料溶劑揮發(fā)后涂層孔隙多的問題。在較薄的涂層厚度下也有良好的防腐蝕效果，可應(yīng)用于煙道氣余熱回收、相變傳熱等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種PFA氟碳樹脂，特指一種納米材料改性的PFA氟碳涂層及其制備方法，其主要特征是將負(fù)載納米材料的片狀石墨烯添加到PFA氟碳樹脂中，從而改善氟碳涂層的附著力、耐腐蝕性，耐酸堿性和耐沾污性等性能，屬于涂料加工技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

在石油化工行業(yè)中，煙道氣余熱回收利用具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。煙道氣中的腐蝕和積灰問題是換熱器正常運(yùn)行的隱患。常規(guī)有機(jī)涂層一般采用環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂等具有良好的防腐蝕性能，但無法長期在高溫下使用（150℃左右）。氟碳樹脂例如例如PTFE、PFA屬于高溫烘烤型涂料，可長期在該溫度區(qū)間下使用，其綜合性能是所有涂料產(chǎn)品中最好的。此外，氟碳涂料是一種表面能很低的有機(jī)材料，用于換熱設(shè)備時(shí)可以實(shí)現(xiàn)水蒸氣以及表面能很小的有機(jī)蒸汽穩(wěn)定的滴狀冷凝，促進(jìn)液滴快速脫離的同時(shí)可以帶走煙氣中的污垢，具有良好的抗垢性能。但是，PTFE、PFA等涂料在高溫烘烤成膜時(shí)，由于溶劑的揮發(fā)會(huì)造成涂料內(nèi)部有針孔存在，長期使用時(shí)會(huì)導(dǎo)致腐蝕性介質(zhì)滲透進(jìn)入基底，從而腐蝕基底。

與傳統(tǒng)材料相比，納米復(fù)合材料有著許多獨(dú)特性能，例如表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)。在涂料中添加納米顆粒，可以增加涂層的填充密度，增強(qiáng)涂層對(duì)腐蝕介質(zhì)的屏蔽作用，但是，納米填料較少時(shí)堵孔作用不明顯，填料含量過高時(shí)則會(huì)影響涂層與基底的結(jié)合力。石墨烯作為近年來興起的新型材料，片薄且韌性好，比表面積大，且具有鱗片狀結(jié)構(gòu)，很少量的添加量即可在涂層中形成鱗片網(wǎng)絡(luò)，阻止腐蝕性介質(zhì)的滲透，能大大的提高涂層的防腐性能。但是，片狀石墨烯填料通常為微米級(jí)大小，且會(huì)有一定的缺陷，將納米顆粒負(fù)載在石墨烯上，然后作為填料填充至涂料中，可以發(fā)揮兩者各自的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)各自的不足，提高涂層的防腐性能。