[發明專利]一種石墨烯增強耐熱防腐涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011114587.0
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112280470A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 田泳;關振威;李靜;王智勇
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: C09D183/10
• 分類號: C09D183/10;C09D5/08;C09D7/62;C09D7/65;C08G77/42
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 穆環宇

本發明一種石墨烯增強耐熱防腐涂料及其制備方法屬于表面處理技術領域。該涂料由成膜物、改性石墨烯、填料和助劑、溶劑混合而成，成膜物為自制環氧有機硅樹脂，本發明具有較高的耐溫性能和防腐性能。克服了現有耐熱涂料耐腐蝕性不足的問題。經測試，試樣經650℃空氣環境保溫4h后涂層完好，試樣增重率低于1％，并且耐溫后可耐蒸餾水浸泡30天以上不腐蝕。在中性鹽霧測試1000h后不脫落、不起泡。

技術領域

本發明一種石墨烯增強耐熱防腐涂料及其制備方法屬于表面處理技術領域。

背景技術

金屬在高溫下的氧化失效以及酸、堿和中性鹽環境中的腐蝕失效是工業領域面臨的嚴峻挑戰，向基材金屬表面施加保護性涂層是一種經濟且有效的保護手段，可以大幅抑制高溫氧化及酸、堿和中性鹽環境中的腐蝕作用對基材金屬的破壞。大多數耐溫涂層以硅酸鹽水玻璃為粘結劑，通過添加體系穩定劑使其成膜，起到抗氧化保護涂覆表面的作用。但在火力發電、船舶、航天領域，金屬的使用環境往往既是高溫又是高腐蝕環境，由于硅酸鹽空隙率高，耐水性差，能與酸堿作用的弱點，該種涂層無法在潮濕高腐蝕的環境中使用。近年來，在耐高溫涂層保護領域，對有機硅樹脂的研究發展迅速。主要原因是該樹脂能形成高度交聯的結構，對水、氧氣、腐蝕介質有很強的物理阻隔能力，但涂層的耐溫性能與硅酸鹽涂層相比仍然有待提高。

發明內容

本發明的目的是：提出一種石墨烯增強耐熱防腐涂料的配方、其制備方法和使用方法，以便克服現有耐熱涂料耐腐蝕性能不足的問題。

本發明的技術方案是：一種石墨烯增強耐熱防腐涂料，該涂料由成膜物、改性石墨烯、填料和助劑、溶劑混合而成，成膜物為自制環氧有機硅樹脂，所述成膜物占混合物重量的60％～65％，改性石墨烯為γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的氧化石墨烯，且改性石墨烯占混合物重量的0.1％～0.5％，填料是鱗片狀鋁粉漿,所述填料占混合物重量的30％～35％；其余為助劑，所述助劑為消泡劑、潤濕劑、分散劑的混合物，消泡劑占混合物重量的0.5％～1％、潤濕劑占0.1％～0.5％、分散劑占0.5％～2％；溶劑占混合物重量的1％～1.5％。

所述助劑占混合物重量的1.6％。

所述填料粒徑小于1.6μm。

所述分散劑是聚丙烯酸酯共聚物、聚醚叔胺聚合物、聚氧化乙烯中的一種或多種的混合。

所述消泡劑是改性聚硅氧烷、礦物油復配物、乙烯共聚物和非硅聚合物溶液的一種或多種的混合。

所述潤濕劑是聚醚改性硅油、有機改性硅油和非硅表面活性劑中的一種或多種的混合。

所述溶劑是二甲苯或正丁醇的一種或者多種的混合。

所述方法包括以下步驟：

(1)制備自制環氧有機硅樹脂

將雙酚A環氧樹脂與甲基苯基硅氧烷有機硅樹脂按照化學計量比1:1～2:1混合；再向其中加入1％～3％化學計量數的二月桂酸二丁基錫；最后對混合物進行攪拌，并加熱，加熱溫度不高于120℃，混合物發生化學反應2h～4h；

(2)制備改性石墨烯

將乙醇與水按照體積比3:1進行混合，混合液再與氧化石墨烯進行混合，對混合物進行攪拌并超聲分散，得到均一狀態的氧化石墨烯懸浮液，按照化學計量比再向其中加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的氧化石墨烯，并在70℃油浴中恒溫攪拌并冷凝回流6h～8h，使其反應充分，之后進行真空抽濾，使用乙醇/水混合溶液洗滌，進行臨界冷凍干燥，即得到氨基改性石墨烯；

(3)配料：按比例分別稱取成膜物、氨基改性石墨烯、填料和助劑；

(4)研磨：向成膜物中加入氨基改性石墨烯、填料和助劑,手工或攪拌機高速攪拌至少1分鐘,然后放入砂磨機研磨，直至細度低于40μm后出料，得到石墨烯增強耐熱防腐涂料。