CN104559626A

CN104559626A - 一种耐高温耐腐蚀涂层和耐高温耐腐蚀材料及其制备方法

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Publication number: CN104559626A
Application number: CN201310499988.6A
Authority: CN
Inventors: 任毅; 马蓓蓓; 姚雪容; 张龙贵; 罗水源
Original assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2015-04-29

Abstract

本发明提供了一种耐高温耐腐蚀涂层、一种耐高温耐腐蚀材料以及一种耐高温耐腐蚀材料的制备方法。所述耐高温耐腐蚀涂层包括碳层和在所述碳层表面上的含有残炭的纤维层，所述碳层和残炭由碳化涂料固化并碳化得到，所述碳化涂料含有在1000℃下分解0.5小时后的残炭率不低于40%的酚醛树脂。本发明提供的耐高温耐腐蚀涂层和耐高温耐腐蚀材料兼具有非常优异的耐高温性、耐腐蚀性和附着力。

Description

一种耐高温耐腐蚀涂层和耐高温耐腐蚀材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐高温耐腐蚀涂层、一种耐高温耐腐蚀材料以及一种耐高温耐腐蚀材料的制备方法。

背景技术

伴随着经济的蓬勃发展，社会对石油、天然气燃料的需求量与日俱增，然而石油的开采已经从原先的高含油量转变为现在的高含水量。据报道，从2004年起胜利油田产油含水量已经超过九成，进入了产油特高含水阶段，井下油管和地面生产系统的主要部分已经属于一个高含油污水系统。采出水总矿化度很高，不仅易产生水垢，而且还有溶解氧、二氧化碳、硫化物等腐蚀性介质以及大量的泥砂，高矿化度和强腐蚀性的高含油污水造成管道容器腐蚀破坏。有些管道投产仅半年就出现腐蚀穿孔，特别是在管道底部和管件流速变化处的腐蚀更为严重。有些强腐蚀区新建的管道，3-6个月开始穿孔，6-12个月要大规模维修，1-2年就报废重建。对于井内油管，每次修理要将全部油管提出、检查腐蚀、更换新管，给操作以及管理人员带来很大的工作不便，给企业造成极大的经济损失。

目前原油开采及运输管道内壁处理情况不一，多数管道内壁未处理，一些管道内壁处理的方法为内涂或内衬工艺。CN101469802A公开了一种防腐复合管材，其包括金属管和在金属管的内侧粘贴一层厚度为1-8mm的玻璃钢内衬。研究表明，该复合管材具有防腐、防垢、隔热的优点，但由于内衬与钢管的热膨胀系数差异大，附着力不佳，易导致内衬开裂、脱落并且不耐高温。CN1277101A和CN102052543A分别公开了高密度聚乙烯内衬和复合聚乙烯防腐内衬，其中复合聚乙烯防腐内衬是在金属管道内壁或外壁依次热喷涂低温固化环氧粉末、热熔共聚物胶、改性PP/PE粉末三种涂料，其具有防腐性能好、附着力高、涂覆效率高等优点，其缺点是不耐高温，在采油井下100℃以上的环境下容易软化。

发明内容

本发明的目的是为了克服采用现有的用于原油开采和运输的管道不能兼具优异的耐高温性、耐腐蚀性和附着力的缺陷，而提供一种能够兼具优异的耐高温性、耐腐蚀性和附着力的耐高温耐腐蚀涂层、一种耐高温耐腐蚀材料以及一种耐高温耐腐蚀材料的制备方法。

本发明提供了一种耐高温耐腐蚀涂层，其中，所述耐高温耐腐蚀涂层包括碳层和在所述碳层表面上的含有残炭的纤维层，所述碳层和残炭由碳化涂料固化并碳化得到，所述碳化涂料含有在1000℃下分解0.5小时后的残炭率不低于40%的酚醛树脂。

本发明还提供了一种耐高温耐腐蚀材料，其中，所述耐高温耐腐蚀材料包括金属基底和在所述金属基底表面上的耐高温耐腐蚀涂层，所述耐高温耐腐蚀涂层为上述耐高温耐腐蚀涂层，且所述耐高温耐腐蚀涂层中的所述碳层与金属基底接触。

此外，本发明还提供了一种耐高温耐腐蚀材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

（1）将第一碳化涂料涂覆在金属基底上形成碳化涂料层，并将浸渍有第二碳化涂料的纤维铺设在所述碳化涂料层上形成纤维铺设层；所述第一碳化涂料和第二碳化涂料相同或不同，并各自独立地含有在1000℃下分解0.5小时后的残炭率不低于40%的酚醛树脂；

（2）步骤（1）得到的包括碳化涂料层和纤维铺设层的金属基底热压固化并碳化，得到包括依次层叠的金属基底、碳层和含有残炭的纤维层的耐高温耐腐蚀材料。

本发明的发明人发现，当所述酚醛树脂在1000℃下分解0.5小时后的残炭率低于40%时，热解碳化后的结构层的结构稳定性差，不能满足后续的使用要求。而在本发明中，一方面，将含有在1000℃下分解0.5小时后的残炭率不低于40%的酚醛树脂的碳化涂料固化并碳化得到的涂层具有非常优异的耐高温性和耐腐蚀性，另一方面，将含有酚醛树脂的碳化涂料分散在纤维的编制网状结构中固化并碳化，能够使得到的残炭具有很高的附着力。因此，将包括碳层和纤维层的耐高温耐腐蚀涂层结合至金属基底上得到的耐高温耐腐蚀材料兼具有非常优异的耐高温性、耐腐蚀性和附着力，特别适合在制备原油开采和运输的管道中的应用。

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。

本发明提供的耐高温耐腐蚀涂层包括碳层和在所述碳层表面上的含有残炭的纤维层，所述碳层和残炭由碳化涂料固化并碳化得到，所述碳化涂料含有在1000℃下分解0.5小时后的残炭率不低于40%的酚醛树脂。

根据本发明，从理论上来说，所述酚醛树脂的残炭率越高，得到的耐高温耐腐蚀涂层的结构稳定性越好，但是，从原料易得的角度出发，所述酚醛树脂在1000℃下分解0.5小时后的残炭率优选为40-65%。此外，以所述碳化涂料的总重量为基准，所述酚醛树脂的含量优选不低于25重量%。

根据本发明，为了更有利于所述碳化涂料的成型与负载，所述碳化涂料还可以选择性地含有稀释剂。当所述碳化涂料还含有稀释剂时，以所述碳化涂料的总重量为基准，所述酚醛树脂的含量优选为25-55重量%，所述稀释剂的含量优选为45-75重量%。

所述稀释剂可以为现有的各种能够溶解酚醛树脂的惰性物质，例如，可以为醇类稀释剂和/或酮类稀释剂。所述醇类稀释剂的具体实例包括但不限于：甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、正戊醇和异戊醇中的一种或多种。所述酮类稀释剂的具体实例包括但不限于：丙酮、二甲基甲酮、环己酮和苯乙酮中的一种或多种。

通常来说，酚醛树脂包括碱催化酚醛树脂（即热固性酚醛树脂）和酸催化酚醛树脂（即热塑型酚醛树脂）。其中，碱催化酚醛树脂在加热的条件下即可实现固化，无需加入固化剂；而对于酸催化酚醛树脂而言，需要在固化剂的存在下进行固化。因此，相应地，当所述酚醛树脂为酸催化酚醛树脂时，为了更有利于所述酚醛树脂的固化，所述碳化涂料中还含有固化剂。所述固化剂的含量可以根据酚醛树脂的含量进行合理地选择，例如，以100重量份的所述酚醛树脂为基准，所述固化剂的含量可以为50-200重量份，优选为60-100重量份。所述固化剂可以为现有的各种能够使酚醛树脂固化的物质，特别优选为多聚甲醛和/或六次甲基四胺。

在本发明中，所述酚醛树脂可以以纯态的形式使用，也可以以溶液的形式使用。当以溶液的形式使用时，其固含量可以为40-60重量%。此外，溶解所述酚醛树脂的溶剂可以为醇类溶剂和/或酮类溶剂，具体可以与所述稀释剂相同，并可以根据上述稀释剂的种类进行合理地选择，在此不作赘述。需要说明的是，当所述酚醛树脂以溶液的形式使用时，上述酚醛树脂的含量不包括其中溶剂的含量，而上述稀释剂的含量包括其中溶剂的含量。

本发明对所述碳层和纤维层的厚度没有特别地限定，例如，所述碳层的厚度与所述纤维层的厚度的比值可以为1-5:1，优选为1-2:1。

根据本发明，所述纤维层中的纤维的种类可以为本领域的常规选择，但为了使得所述耐高温耐腐蚀涂层具有更优异的耐高温性能，所述纤维层中的纤维优选为碳纤维、玻璃纤维和陶瓷纤维中的一种或多种，特别优选为聚丙烯腈基碳纤维。所述纤维可以以单根或多根纤维的形式使用，也可以以纤维织物（如纺织布、无纺布等）的形式使用，优选以纤维织物的形式使用，这样能够提高所述耐高温耐腐蚀涂层的生产效率。

根据本发明，在所述纤维层中，残炭分布在纤维的编制网状结构中，为了更有利于所述耐高温耐腐蚀涂层的耐高温性、耐腐蚀性和附着力的进一步提高，所述纤维层中纤维的含量与残炭的含量的重量比优选为1-5:1，更优选为2-4:1。

本发明对所述碳化涂料固化的条件没有特别地限定，只要能够使得所述酚醛树脂发生固化反应即可，然而，特别优选地，所述固化的条件包括：先在90-130℃、0.5-10MPa下固化5-90分钟，然后再在140-170℃、0.5-10MPa下固化5-90分钟，这样能够使得所述酚醛树脂得到非常充分地固化，并进而进一步提高所述耐高温耐腐蚀涂层的耐高温性和耐腐蚀性。

根据本发明，为了防止所述酚醛树脂在高温条件下氧化分解，所述碳化应该在惰性气氛中进行。保持惰性气氛的方法通常可以为在所述碳化体系中通过惰性气体。所述惰性气体的种类可以为本领域的常规选择，较为常用的为氮气和/或氦气。

本发明对所述碳化的条件没有特别地限定，只要能够所得所述酚醛树脂热分解成碳即可，例如，所述碳化的条件包括：碳化温度可以为600-1000℃，优选为700-900℃；碳化时间可以为1-24小时，优选为2-10小时。

本发明提供的耐高温耐腐蚀材料包括金属基底和在所述金属基底表面上的所述耐高温耐腐蚀涂层，其中，所述耐高温耐腐蚀涂层为上述耐高温耐腐蚀涂层，且所述耐高温耐腐蚀涂层中的所述碳层与金属基底接触。

根据本发明，所述金属基底可以由现有的各种金属材料制成，例如，可以由钢、铜、铝、合金等金属材料制成。此外，所述金属基底的形状可以根据实际情况进行合理地选择，例如，可以为平板状、管状、弧状等。当需要将所述耐高温耐腐蚀材料用于原油开采和运输时，通常需要选择管状的金属基底，即，金属管。

根据本发明，为了更有利于所述耐高温耐腐蚀涂层附着在所述金属基底上，所述金属基底的表面粗糙度Ra优选为3.2-100，更优选为12.5-50。在本发明中，所述表面粗糙度采用GB/T13-193中规定的方法进行测定。

本发明提供的耐高温耐腐蚀材料的制备方法包括以下步骤：

根据本发明，如上所述，从理论上来说，酚醛树脂的残炭率越高，得到的耐高温耐腐蚀涂层的结构稳定性越好，但是，从原料易得的角度出发，所述酚醛树脂在1000℃下分解0.5小时后的残炭率优选为40-65%。此外，优选地，所述第一碳化涂料和第二碳化涂料中酚醛树脂的含量相同或不同，且不低于25重量%。

根据本发明，为了更有利于第一碳化涂料和/或第二碳化涂料的成型与负载，优选地，所述第一碳化涂料还含有第一稀释剂和/或第二碳化涂料还含有第二稀释剂。此外，所述第一碳化涂料和第二碳化涂料中的酚醛树脂和稀释剂的含量相同或不同，且所述酚醛树脂的含量各自独立地优选为25-55重量%，所述稀释剂的含量各自独立地优选为45-75重量%。

所述稀释剂和酚醛树脂的种类已经在上文中有所描述，在此不作赘述。此外，如上所述，当所述酚醛树脂为酸催化酚醛树脂时，所述第一碳化涂料和第二碳化涂料中还优选含有固化剂。所述固化剂的种类和用量可以根据上文进行选择，在此不作赘述。

根据本发明，所述碳层和纤维层的厚度可以根据实际情况进行选择，并可以通过所述第一碳化涂料以及浸渍有所述第二碳化涂料的纤维的用量进行控制，优选地，所述第一碳化涂料以及浸渍有所述第二碳化涂料的纤维的用量使得到的碳层厚度与纤维层厚度的比值为1-5:1，优选为1-2:1。

根据本发明，如上所述，所述纤维层中的纤维的种类可以为本领域的常规选择，但为了使得所述耐高温耐腐蚀涂层具有更优异的耐高温性能，所述纤维层中的纤维优选为碳纤维、玻璃纤维和陶瓷纤维中的一种或多种，特别优选为聚丙烯腈基碳纤维。所述纤维可以以单根或多根纤维的形式使用，也可以以纤维织物（如纺织布、无纺布等）的形式使用，优选以纤维织物的形式使用，这样能够提高所述耐高温耐腐蚀涂层的生产效率。

根据本发明，为了更有利于所述耐高温耐腐蚀涂层的耐高温性、耐腐蚀性以及附着力的进一步提高，在纤维铺设层中，所述纤维的含量与所述酚醛树脂的含量的重量比优选为0.5-2:1，更优选为1-1.5:1，此时得到的所述纤维层中纤维的含量与残炭的含量的重量比优选为1-3:1，更优选为1.5-2.5:1。

根据本发明，当所述第一碳化涂料还含有第一稀释剂和/或第二碳化涂料还含有第二稀释剂时，本发明提供的耐高温耐腐蚀材料的制备方法还包括在将第一碳化涂料涂覆在金属基底上之后，将所述第一稀释剂去除；和/或在将所述纤维铺设在所述碳化涂料层上之前，将浸渍有第二碳化涂料的纤维中的第二稀释剂去除。

本发明对去除第一稀释剂和第二稀释剂的条件没有特别地限定，优选包括：先在20-30℃下放置2-24小时，然后再在60-80℃下放置1-10小时，这样不仅能够将所述稀释剂充分去除，而且不会影响酚醛树脂的后续固化。

此外，需要说明的是，在实际生产过程中，可以预先批量地将浸渍有所述第二碳化涂料的纤维中的第二稀释剂去除，得到去除稀释剂后的纤维，然后再将其低温保存（保存温度为0-10℃），这样避免预浸料彼此粘结或预先固化。当需要制备耐高温耐腐蚀材料时，直接将预先去除稀释剂后的纤维铺设在所述碳化涂料层上。

本发明对所述热压固化的条件没有特别地限定，只要能够使得所述酚醛树脂发生固化反应即可，然而，特别优选地，所述热压固化的条件包括：先在90-130℃、0.5-10MPa下固化5-90分钟，然后再在140-170℃、0.5-10MPa下固化5-90分钟，这样能够使得所述酚醛树脂得到非常充分地固化，并进而进一步提高所述耐高温耐腐蚀涂层的耐高温性和耐腐蚀性。

根据本发明，如上所述，所述碳化优选在惰性气氛中进行。保持惰性气氛的方法通常可以为在所述碳化体系中通过惰性气体。所述惰性气体的种类可以为本领域的常规选择，较为常用的为氮气和/或氦气。

根据本发明，所述耐高温耐腐蚀材料的制备方法中的金属基底的材质、形状和表面粗糙度可以与上述耐高温耐腐蚀材料中的金属基底的材质、形状和表面粗糙度相同，在此不作赘述。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

以下实施例和对比例中：

各层的厚度按照GB/T13452.2中《色漆和清漆漆膜的厚度测定》进行测定。钢板为将符合GB/T700-2006的Q215钢板按照GB/T9271-2008中3.5的规定进行表面粗糙度处理，经超声波清洗并用丙酮冲洗、烘干后得到。

实施例1

该实施例用于说明本发明提供的耐高温耐腐蚀涂层和耐高温耐腐蚀材料及其制备方法。

水溶性酚醛树脂100g（固含量为53重量%，其中的溶剂为乙醇，在1000℃下分解0.5小时后的残炭率为40%，购自南通住友电木公司，牌号为PR-55700）和无水乙醇100ml在三口瓶中以500rpm的转数搅拌0.5小时，得到碳化涂料Z1。聚丙烯腈基碳纤维织布（50×50/128×68（表示每平方英寸经纱、纬纱分别为50支，经纬密度为128×68），聚丙烯腈基碳纤维购自上海石化公司，牌号为T300，下同）经过在40℃下干燥3小时后，剪裁成40mm×20mm长方块，随后在室温30℃下在碳化涂料Z1中浸泡2小时，取出后用涂料辊除去布料上的多余碳化涂料Z1，得到预浸布。将所得预浸布在常温20℃下放置2小时，随后置于烘箱中在60℃条件下干燥1小时，再放入冰箱并在2℃下保存。将碳化涂料Z1用涂料辊均匀涂覆在表面粗糙度Ra为12.5的钢板表面，随后将涂覆好的钢板在常温20℃下放置2小时，随后置于烘箱中在60℃条件下干燥1小时，在钢板表面上形成碳化涂料层。将从冰箱中取出的预浸布覆盖到碳化涂料层的表面上，形成纤维铺设层（其中，纤维的含量与酚醛树脂的含量的重量比为1:1），并用平板硫化仪热压处理，热压处理条件包括先在90℃、0.5Mpa下保持5分钟，然后再在140℃、0.5Mpa下保持5分钟，取出后放入马弗炉中，通入N₂保护，并在700℃下保持2小时，得到包括依次层叠的钢板、碳层和含有残炭的纤维层的耐高温耐腐蚀材料耐高温耐腐蚀材料C1，其中，钢板的厚度为2mm，碳层的厚度为2mm，纤维层的厚度为1.5mm，纤维层中纤维的含量与残炭的含量的重量比为1.5:1。

实施例2

水溶性酚醛树脂100g（固含量为53重量%，其中的溶剂为乙醇，在1000℃下分解0.5小时后的残炭率为65%，购自南通住友电木公司，牌号为PR-55700）和无水乙醇5ml在三口瓶中以500rpm的转数搅拌0.5小时，得到碳化涂料Z2。聚丙烯腈基碳纤维机织布经过在40℃下干燥3小时后，剪裁成40mm×20mm长方块，随后在室温30℃下在碳化涂料Z2中浸泡2小时，取出后用涂料辊除去布料上的多余碳化涂料Z2，得到预浸布。将所得预浸布在常温30℃下放置24小时，随后置于烘箱中在80℃条件下干燥10小时，再放入冰箱并在2℃下保存。将碳化涂料Z2用涂料辊均匀涂覆在表面粗糙度Ra为50的钢板表面，随后将涂覆好的钢板在常温30℃下放置24小时，随后置于烘箱中在80℃条件下干燥10小时，在钢板表面上形成碳化涂料层。将从冰箱中取出的预浸布覆盖到碳化涂料层的表面上，形成纤维铺设层（其中，纤维的含量与酚醛树脂的含量的重量比为1.5:1），并用平板硫化仪热压处理，热压处理条件包括先在130℃、10Mpa下保持90分钟，然后再在170℃、10Mpa下保持90分钟，取出后放入马弗炉中，通入N₂保护，并在900℃下保持10小时，得到包括依次层叠的钢板、碳层和含有残炭的纤维层的耐高温耐腐蚀材料耐高温耐腐蚀材料C2，其中，钢板的厚度为2mm，碳层的厚度为1.2mm，纤维层的厚度为0.8mm，纤维层中纤维的含量与残炭的含量的重量比为2.5:1。

实施例3

水溶性酚醛树脂100g（固含量为53重量%，其中的溶剂为乙醇，在1000℃下分解0.5小时后的残炭率为50%，购自南通住友电木公司，牌号为PR55700）和无水乙醇50ml在三口瓶中以500rpm的转数搅拌0.5小时，得到碳化涂料Z3。聚丙烯腈基碳纤维机织布经过在40℃下干燥3小时后，剪裁成40mm×20mm长方块，随后在室温30℃下在碳化涂料Z3中浸泡2小时，取出后用涂料辊除去布料上的多余碳化涂料Z3，得到预浸布。将所得预浸布在常温25℃下放置12小时，随后置于烘箱中在70℃条件下干燥6小时，再放入冰箱并在2℃下保存。将碳化涂料Z3用涂料辊均匀涂覆在表面粗糙度Ra为25的钢板表面，随后将涂覆好的钢板在常温25℃下放置12小时，随后置于烘箱中在70℃条件下干燥6小时，在钢板表面上形成碳化涂料层。将从冰箱中取出的预浸布覆盖到碳化涂料层的表面上，形成纤维铺设层（其中，纤维的含量与酚醛树脂的含量的重量比为1.25:1），并用平板硫化仪热压处理，热压处理条件包括先在100℃、2Mpa下保持20分钟，然后再在150℃、4Mpa下保持20分钟，取出后放入马弗炉中，通入N₂保护，并在800℃下保持5小时，得到包括依次层叠的钢板、碳层和含有残炭的纤维层的耐高温耐腐蚀材料耐高温耐腐蚀材料C3，其中，钢板的厚度为2mm，碳层的厚度为1.5mm，纤维层的厚度为1.5mm，纤维层中纤维的含量与残炭的含量的重量比为2:1。

实施例4

按照实施例1的方法制备耐高温耐腐蚀涂层和耐高温耐腐蚀材料，不同的是，热压处理和碳化条件如下：先在70℃、2Mpa下保持40分钟，然后再在110℃、4Mpa下保持40分钟，取出后放入马弗炉中，通入N₂保护，并在500℃下保持4小时，得到包括依次层叠的钢板、碳层和含有残炭的纤维层的耐高温耐腐蚀材料耐高温耐腐蚀材料C4，其中，钢板的厚度为2mm，碳层的厚度为3mm，纤维层的厚度为2mm，纤维层中纤维的含量与残炭的含量的重量比为0.5:1。

实施例5

按照实施例1的方法制备耐高温耐腐蚀涂层和耐高温耐腐蚀材料，不同的是，热压处理的条件为：在100℃、0.1MPa条件下保持5分钟，得到包括依次层叠的钢板、碳层和含有残炭的纤维层的耐高温耐腐蚀材料耐高温耐腐蚀材料C5，其中，钢板的厚度为2mm，碳层的厚度为2mm，纤维层的厚度为1.3mm，纤维层中纤维的含量与残炭的含量的重量比为0.8:1。

对比例1

该对比例用于说明参比耐高温耐腐蚀涂层和耐高温耐腐蚀材料及其制备方法。

按照实施例1的方法制备耐高温耐腐蚀涂层和耐高温耐腐蚀材料，不同的是，不包括通入N₂保护，并在700℃下保持2小时的碳化步骤，得到参比耐高温耐腐蚀材料DC1。

对比例2

按照实施例4的方法制备耐高温耐腐蚀涂层和耐高温耐腐蚀材料，不同的是，不包括通入N₂保护，并在500℃下保持4小时的碳化步骤，得到参比耐高温耐腐蚀材料DC2。

对比例3

按照实施例1的方法制备耐高温耐腐蚀涂层和耐高温耐腐蚀材料，不同的是，残炭率为40%的水溶性酚醛树脂用相同重量份的残炭率为20%的水溶性酚醛树脂（固含量为53重量%，其中的溶剂为乙醇，购自郑州吉盛化工公司）替代，得到参比耐高温耐腐蚀材料DC3。

测试例1-5

测试例1-5用于说明本发明提供的耐高温耐腐蚀涂层和耐高温耐腐蚀材料性能的测试。

（1）耐高温性能：

按照GB/T1735-2009中规定的方法分别对所述耐高温耐腐蚀材料C1-C5的耐高温性能进行测定。测试温度为1000℃，测试时间为24小时，所得结果如表1所示。

（2）耐酸性：

按照GB/T9274《色漆和清漆耐液体介质的测定》标准分别对所述耐高温耐腐蚀材料C1-C5的耐酸性进行测定。浸泡法，将所述耐高温耐腐蚀材料C1-C5分别浸泡在室温30℃下的酸、碱溶液中，各浸泡24小时，容器加盖，结束后迅速用水清理所述耐高温耐腐蚀材料C1-C5，并立刻观察材料表面发生的现象。酸溶液和碱溶液分别为浓度是10重量%的硫酸水溶液和10重量%的氢氧化钠水溶液。所得结果如表1所示。

（3）附着力：

按照GB/T5210-2006中《色漆和清漆拉开法附着力试验》标准分别对所述耐高温耐腐蚀材料C1-C5的附着力进行测定，其中，测试过程中应力以0.5MPa/s的速率逐渐增至12MPa。所得结果如表1所示。

对比测试例1-3

对比测试例1-3用于说明参比耐高温耐腐蚀涂层和耐高温耐腐蚀材料性能的测试。

按照测试例1-5的方法分别对由对比例1-3得到的耐高温耐腐蚀材料DC1-DC3的性能进行测试，所得结果如表1所示。

表1

注：表1中，附着力的测试过程中，B表示第一道涂层（即，碳层）内的破坏，如，90%B表示第一道涂层（即，碳层）中90%遭到破坏。B/C表示第一道涂层（即，碳层）与第二道涂层（即纤维层）界面之间的破坏，如，20%B/C表示第一道涂层（即，碳层）与第二道涂层（即纤维层）界面之间20%遭到破坏。

从表1的结果可以看出，本发明提供的包括所述耐高温耐腐蚀涂层的耐高温耐腐蚀材料兼具有非常优异的耐高温性、耐腐蚀性和附着力。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种耐高温耐腐蚀涂层，其特征在于，所述耐高温耐腐蚀涂层包括碳层和在所述碳层表面上的含有残炭的纤维层，所述碳层和残炭由碳化涂料固化并碳化得到，所述碳化涂料含有在1000℃下分解0.5小时后的残炭率不低于40%的酚醛树脂。

2.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀涂层，其中，所述酚醛树脂在1000℃下分解0.5小时后的残炭率为40-65%；优选地，以所述碳化涂料的总重量为基准，所述酚醛树脂的含量不低于25重量%。

3.根据权利要求2所述的耐高温耐腐蚀涂层，其中，所述碳化涂料还含有稀释剂；以所述碳化涂料的总重量为基准，所述酚醛树脂的含量为25-55重量%，所述稀释剂的含量为45-75重量%。

4.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀涂层，其中，所述碳层的厚度与所述纤维层的厚度的比值为1-5:1。

5.根据权利要求4所述的耐高温耐腐蚀涂层，其中，所述纤维层中的纤维为碳纤维、玻璃纤维和陶瓷纤维中的一种或多种，优选为聚丙烯腈基碳纤维。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的耐高温耐腐蚀涂层，其中，在所述纤维层中，所述纤维的含量与残炭的含量的重量比为1-3:1。

7.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀涂层，其中，所述固化的条件包括：先在90-130℃、0.5-10MPa下固化5-90分钟，然后再在140-170℃、0.5-10MPa下固化5-90分钟；优选地，所述碳化在惰性气氛中进行，所述碳化的条件包括：碳化温度为600-1000℃，碳化时间为1-24小时。

8.一种耐高温耐腐蚀材料，其特征在于，所述耐高温耐腐蚀材料包括金属基底和在所述金属基底表面上的耐高温耐腐蚀涂层，所述耐高温耐腐蚀涂层为权利要求1-7中任意一项所述的耐高温耐腐蚀涂层，且所述耐高温耐腐蚀涂层中的所述碳层与金属基底接触。

9.根据权利要求8所述的耐高温耐腐蚀材料，其中，所述金属基底的表面粗糙度Ra为3.2-100。

10.一种耐高温耐腐蚀材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

11.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述第一碳化涂料还含有第一稀释剂和/或第二碳化涂料还含有第二稀释剂；该方法还包括在将所述第一碳化涂料涂覆在金属基底上之后，将所述第一稀释剂去除；和/或，在将所述纤维铺设在所述碳化涂料层上之前，将浸渍有所述第二碳化涂料的纤维中的第二稀释剂去除。

12.根据权利10或11所述的制备方法，其中，在所述纤维铺设层中，所述纤维的含量与所述酚醛树脂的含量的重量比为0.5-2:1。

13.根据权利要求10或11所述的制备方法，其中，所述固化的条件包括：先在90-130℃、0.5-10MPa下固化5-90分钟，然后再在140-170℃、0.5-10MPa下固化5-90分钟；优选地，所述碳化在惰性气氛中进行，所述碳化的条件包括：碳化温度为600-1000℃，碳化时间为1-24小时。