[發(fā)明專利]一種無(wú)機(jī)耐高溫熔鹽腐蝕的石墨烯涂料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910056653.4
• 申請(qǐng)日: 2019-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN109678449A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁想平;丁顯波;王東衛(wèi);劉克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市國(guó)創(chuàng)珈偉石墨烯科技有限公司;惠州市國(guó)創(chuàng)珈偉石墨烯科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/34
• 分類號(hào): C04B28/34
• 代理公司: 深圳茂達(dá)智聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44394
• 代理人: 李茂松

本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，一種無(wú)機(jī)耐高溫熔鹽腐蝕的石墨烯涂料，包括由以下重量份的原料制備而成：高溫粘接劑45～55重量份；石墨烯分散液3～10重量份；防腐填料5～15重量份；片層狀材料8～18重量份；增韌劑2～8重量份；去離子水10～20重量份；所述高溫粘接劑包括磷酸二氫鋁、磷酸二氫鎂、磷酸二氫鋅、磷酸鋁鉻、鋯溶膠中的一種或其組合；所述石墨烯分散液由以下組分組成：石墨烯粉體、分散劑、去離子水；所述防腐填料包括三聚磷酸鋁、三氧化二鉻、磷酸鋅中的一種或其組合；所述片層狀材料包括六方氮化硼、片狀鋁粉、絹云母中的一種或其組合；所述的增韌劑包括氧化鋯纖維、氧化硅纖維中的至少一種。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂料領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)機(jī)耐高溫熔鹽腐蝕的石墨烯涂料及其制備方法。

背景技術(shù)

無(wú)機(jī)耐高溫防腐涂料是在高溫環(huán)境中可以保護(hù)基材防腐、抗氧化、封閉、耐磨等作用的特種防腐材料，適用于高溫爐、煙囪煙道、高溫脫硫設(shè)備、排氣管等部位的防腐。同時(shí)，耐高溫防腐涂料的應(yīng)用環(huán)境多為強(qiáng)腐蝕環(huán)境，如燃煤發(fā)電廠，其燃燒過(guò)程中礦物質(zhì)內(nèi)的金屬離子鈉、鉀揮發(fā)升華出來(lái)，與煙氣中的SO3反應(yīng)生成硫酸鹽或焦硫酸鹽，會(huì)給金屬基材帶來(lái)嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題，當(dāng)腐蝕到一定程度時(shí)，致使換熱管壁嚴(yán)重減薄，降低鋼材的可靠性及使用壽命，易產(chǎn)生大型不可控的危險(xiǎn)事故，所以阻止高溫?zé)煔庵械娜廴邴}對(duì)金屬基材的腐蝕已成為關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題。

無(wú)機(jī)粘接劑中磷酸鹽相比硅酸鹽，具有更好的耐水性、固化收縮更小、高溫強(qiáng)度大、耐溫性更高（硅酸鹽耐溫性＜1000℃，磷酸鹽則達(dá)到1600℃）等優(yōu)點(diǎn)，所以本發(fā)明采用選用磷酸鹽作為主要粘接劑。市面上擁有的無(wú)機(jī)耐高溫防腐涂料的粘接劑通常為某一單一金屬鹽，綜合性能較差，如磷酸二氫鋁、磷酸二氫鎂的在強(qiáng)度及附著方面較好，但耐水性較差；磷酸二氫鈣的耐水性較好，但附著及溶解度方面較差。本發(fā)明通過(guò)將多種可溶性磷酸鹽進(jìn)行復(fù)配，可綜合單一粘接劑的各方面性能。另外再引入鋯溶膠，因鋯溶膠固化后形成二氧化鋯，其熔點(diǎn)高達(dá)2700℃，可極大的提升高溫粘接劑的耐溫性，所制成的高溫涂料可長(zhǎng)時(shí)間耐溫達(dá)1800℃。

石墨烯獨(dú)特的二維片層結(jié)構(gòu)使其具有超高的強(qiáng)度、優(yōu)越的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和對(duì)水分子及空氣優(yōu)異的屏蔽性能，能有效阻隔腐蝕介質(zhì)的擴(kuò)散，是防腐涂層很好的應(yīng)用材料，通過(guò)一定的分散技術(shù)將其引入涂層中，可極大的提升涂層的防腐性能。

目前市場(chǎng)上針對(duì)高溫爐、煙囪煙道、高溫脫硫設(shè)備、排氣管等部位的熔融鹽硫、氯、鈉、鉀等離子的高溫腐蝕的防護(hù)技術(shù)非常有限，已初步應(yīng)用的主要是合金涂層如45CT，通過(guò)熱噴涂在基材表面涂覆上一層鎳鉻鈦合金，具有優(yōu)異的附著力、耐高溫及耐高溫熔融鹽腐蝕等性能，但45CT存在成本高昂、施工周期過(guò)長(zhǎng)、致密性差等缺陷。因此開發(fā)一款低成本、易施工的無(wú)機(jī)耐高溫熔鹽腐蝕的石墨烯涂料迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)機(jī)耐高溫熔鹽腐蝕的石墨烯涂料及其制備方法，通過(guò)將多種金屬離子嫁接進(jìn)磷酸鹽內(nèi)，并與鋯溶膠進(jìn)行復(fù)配，提升磷酸鹽粘接劑的耐溫至1800℃；再引入石墨烯，利用其獨(dú)特的二維片層結(jié)構(gòu)，阻隔腐蝕介質(zhì)的擴(kuò)散，輔以多種功能填料，并進(jìn)行高效分散研磨，最后制成涂膜于設(shè)備表面，旨在解決工業(yè)高溫金屬基材表面高溫腐蝕問(wèn)題，最后所制得的無(wú)機(jī)耐高溫熔鹽腐蝕的石墨烯涂料性能優(yōu)異，耐鹽霧腐蝕達(dá)10000h以上，耐600℃熔融鹽（硫、氯、鈉、鉀離子）腐蝕達(dá)2000h以上，最高耐溫可達(dá)1800℃。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種無(wú)機(jī)耐高溫熔鹽腐蝕的石墨烯涂料，包括由以下重量份的原料制備而成：高溫粘接劑45～55重量份；石墨烯分散液3～10重量份；防腐填料5～15重量份；片層狀材料8～18重量份；增韌劑2～8重量份；去離子水10～20重量份；

所述高溫粘接劑包括磷酸二氫鋁、磷酸二氫鎂、磷酸二氫鋅、磷酸鋁鉻、鋯溶膠中的一種或其組合；

所述石墨烯分散液由以下組分組成：石墨烯粉體、分散劑、去離子水；