CN104673060A - 一种耐880℃高温纳米石墨涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐880℃高温纳米石墨涂料，其成份按质量份数计包括以下组分：环氧丙烯酸树脂65-80份，乙酸乙酯42-58份，纳米石墨15-32份，竹炭纤维8-12份，纳米二氧化硅13-17份，纳米蒙脱石粉10-22份，二甲基甲酰胺21-25份，异丙醇16-18份，乙二胺14-20份，聚乙烯13-21份，聚二甲基硅氧烷9-11份，硅烷7-15份，去离子水55-75份；本发明公开了一种耐880℃高温纳米石墨涂料的制备方法；本发明产品可在极端环境下使用，耐高温，耐腐蚀，且抗老化性能好，制备工艺简单，安全环保无污染。

Description

一种耐880℃高温纳米石墨涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂层材料制备领域，涉及一种耐880℃高温纳米石墨涂料及其制备方法。
背景技术
防腐涂料已成为涂料领域的重要的生力军，防腐涂料发挥着越来越大的作用，发展前景可观。根据业内专家人士分析：现今防腐涂料价格明显呈上升趁势，这和对船舶涂料，海洋开发有关。近几年国家一直在对地球十分之七的海洋加大投资力度，其中防腐涂料就是这一块中的一个突出点。2007年以来，防腐涂料在国民经济建设中发挥了越来越重要的作用，物品国防腐蚀涂料市场出现了喜人的局面，其生产规模不断地扩大。
随着航空、航天、汽车以及兵器等行业的迅速发展,对于金属材料的使用性能要求也越来越高,不仅要求金属材料在更高的温度以及更为苛刻的腐蚀环境下正常工作，同时还要金属材料具有良好的抗震动、抗疲劳、抗温度骤变以及耐冲刷等性能,有机高分子材料已很难满足目前使用要求。普通的涂料在一定的温度下一般不能通过自身反应生成致密的保护层,同时也不可能在短时间内与金属材料发生反应形成金属络合层，从而产生良好的附着力；由于长期在800℃以上的温度下使用,传统涂料在耐湿热、耐盐雾以及高低温等性能方面就显得有些不足。产品为满足在航天航空、石油石化、冶金、电力和军队等领域中的应用，为了适用于烟囱烟道、高温蒸汽管道、热交换器、高温炉、高温脱硫设备、石油石化裂解装备、发动机部件及排气管等装备中，防腐性能就显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种耐880℃高温纳米石墨涂料及其制备方法，本发明产品可在极端环境下使用，耐高温，耐腐蚀，且抗老化性能好，制备工艺简单，安全环保无污染。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种耐880℃高温纳米石墨涂料，其成份按质量份数计包括以下组分：
环氧丙烯酸树脂65-80份，
乙酸乙酯42-58份，
纳米石墨15-32份，
竹炭纤维8-12份，
纳米二氧化硅13-17份，
纳米蒙脱石粉10-22份，
二甲基甲酰胺21-25份，
异丙醇16-18份，
乙二胺14-20份，
聚乙烯13-21份，
聚二甲基硅氧烷9-11份，
硅烷7-15份，
去离子水55-75份；
本发明产品中还选用了纳米二氧化硅，纳米二氧化硅颗粒充分、均匀地分散到树脂材料中，可全面改善树脂基材料性能，提高其强度、延伸率以及耐磨性，改善材料表面的光洁度以及其抗老化性能；涂料中加入纳米二氧化硅，可改善其悬浮稳定性差、触变性差、耐候性差、耐洗刷性差等，使涂膜与墙体结合强度大幅提高，涂膜硬度增加，表面自洁能力也获得改善；同时，纳米二氧化硅与纳米蒙脱石粉混合使用，可提高涂料的强度、韧性及硬度和弹性模量等性能，并且，纳米二氧化硅与纳米蒙脱石粉的混合纳米颗粒可在涂料内形成网络结构，形成一种硅石结构，使之具有憎水性，可抑制胶体流动，加快固化速度，提高粘结效果，增加了涂料的密封性和防渗性；纳米二氧化硅表面的多介孔结构和超强的吸附能力可以起到高效、持久、耐高温、广谱抗菌的作用，从而在一定程度上防止腐蚀现象的发生。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述纳米石墨为石墨烯；纳米二氧化硅的颗粒直径为25-50nm；纳米蒙脱石粉的颗粒直径为40-90nm。
本发明产品中添加纳米级石墨-石墨烯，纯度高，粒度小，颗粒均匀，表面活性高，应用在涂料中，可以很好的解决分散性问题，克服纳米粉体团聚现象，同时，纳米石墨粒子间可形成化学键，坚韧、不可磨损，使涂料具有优异的耐磨损、耐高温以及抗腐蚀能力，石墨本身还具有极高的润滑性，且原料丰富易得，安全环保。
进一步的，
本发明还提供一种耐880℃高温纳米石墨涂料的制备方法，包括如下具体步骤：
步骤一：按照上述比例将竹炭纤维、纳米二氧化硅、纳米蒙脱石粉以及去离子水投入到搅拌器中，先以750-900r/min的速度搅拌10-15min，再以520-640r/min的速度搅拌20-45min，并且边搅拌边加入纳米石墨，制得浆料备用；
步骤二：按照上述比例将环氧丙烯酸树脂、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺和乙二胺加入搅拌器中，以400-600r/min的速度搅拌45-90min，得到混合物备用；
步骤三：将步骤二得到的混合物中依次加入聚二甲基硅氧烷、硅烷、聚乙烯和异丙醇，同时以450-520r/min的速度搅拌20-28min，然后再以900-1300r/min的速度搅拌32-38 min，同时倒入步骤一得到的浆料，静置35min得到耐880℃高温纳米石墨涂料成品。
本发明的有益效果是：
本发明产品中添加纳米级石墨-石墨烯，纯度高，粒度小，颗粒均匀，表面活性高，应用在涂料中，可以很好的解决分散性问题，克服纳米粉体团聚现象，同时，纳米石墨粒子间可形成化学键，坚韧、不可磨损，使涂料具有优异的耐磨损、耐高温以及抗腐蚀能力，石墨本身还具有极高的润滑性，且原料丰富易得，安全环保。
本发明产品中还选用了纳米二氧化硅，纳米二氧化硅颗粒充分、均匀地分散到树脂材料中，可全面改善树脂基材料性能，提高其强度、延伸率以及耐磨性，改善材料表面的光洁度以及其抗老化性能；涂料中加入纳米二氧化硅，可改善其悬浮稳定性差、触变性差、耐候性差、耐洗刷性差等，使涂膜与墙体结合强度大幅提高，涂膜硬度增加，表面自洁能力也获得改善；同时，纳米二氧化硅与纳米蒙脱石粉混合使用，可提高涂料的强度、韧性及硬度和弹性模量等性能，并且，纳米二氧化硅与纳米蒙脱石粉的混合纳米颗粒可在涂料内形成网络结构，形成一种硅石结构，使之具有憎水性，可抑制胶体流动，加快固化速度，提高粘结效果，增加了涂料的密封性和防渗性；纳米二氧化硅表面的多介孔结构和超强的吸附能力可以起到高效、持久、耐高温、广谱抗菌的作用，从而在一定程度上防止腐蚀现象的发生。
本发明产品可在极端环境下使用，耐高温，耐腐蚀，且抗老化性能好，制备工艺简单，安全环保无污染。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种耐880℃高温纳米石墨涂料，其成份按质量份数计包括以下组分：
环氧丙烯酸树脂65份，
乙酸乙酯42份，
纳米石墨15份，
竹炭纤维8份，
纳米二氧化硅13份，
纳米蒙脱石粉10份，
二甲基甲酰胺21份，
异丙醇16份，
乙二胺14份，
聚乙烯13份，
聚二甲基硅氧烷9份，
硅烷7份，
去离子水55份。
其中，纳米石墨为石墨烯；纳米二氧化硅的颗粒直径为25nm；纳米蒙脱石粉的颗粒直径为40nm。
本实施例还提供一种耐880℃高温纳米石墨涂料的制备方法，包括如下具体步骤：
步骤一：按照上述比例将竹炭纤维、纳米二氧化硅、纳米蒙脱石粉以及去离子水投入到搅拌器中，先以750r/min的速度搅拌15min，再以520r/min的速度搅拌45min，并且边搅拌边加入纳米石墨，制得浆料备用；
步骤二：按照上述比例将环氧丙烯酸树脂、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺和乙二胺加入搅拌器中，以400r/min的速度搅拌90min，得到混合物备用；
步骤三：将步骤二得到的混合物中依次加入聚二甲基硅氧烷、硅烷、聚乙烯和异丙醇，同时以450r/min的速度搅拌28min，然后再以900r/min的速度搅拌38 min，同时倒入步骤一得到的浆料，静置35min得到耐880℃高温纳米石墨涂料成品。
实施例2
本实施例提供一种耐880℃高温纳米石墨涂料，其成份按质量份数计包括以下组分：
环氧丙烯酸树脂80份，
乙酸乙酯58份，
纳米石墨32份，
竹炭纤维12份，
纳米二氧化硅17份，
纳米蒙脱石粉22份，
二甲基甲酰胺25份，
异丙醇18份，
乙二胺20份，
聚乙烯21份，
聚二甲基硅氧烷11份，
硅烷15份，
去离子水75份。
其中，纳米石墨为石墨烯；纳米二氧化硅的颗粒直径为50nm；纳米蒙脱石粉的颗粒直径为90nm。
本实施例还提供一种耐880℃高温纳米石墨涂料的制备方法，包括如下具体步骤：
步骤一：按照上述比例将竹炭纤维、纳米二氧化硅、纳米蒙脱石粉以及去离子水投入到搅拌器中，先以900r/min的速度搅拌10min，再以640r/min的速度搅拌20min，并且边搅拌边加入纳米石墨，制得浆料备用；
步骤二：按照上述比例将环氧丙烯酸树脂、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺和乙二胺加入搅拌器中，以600r/min的速度搅拌45min，得到混合物备用；
步骤三：将步骤二得到的混合物中依次加入聚二甲基硅氧烷、硅烷、聚乙烯和异丙醇，同时以520r/min的速度搅拌20min，然后再以1300r/min的速度搅拌32min，同时倒入步骤一得到的浆料，静置35min得到耐880℃高温纳米石墨涂料成品。
实施例3
本实施例提供一种耐880℃高温纳米石墨涂料，其成份按质量份数计包括以下组分：
环氧丙烯酸树脂72份，
乙酸乙酯50份，
纳米石墨24份，
竹炭纤维10份，
纳米二氧化硅15份，
纳米蒙脱石粉16份，
二甲基甲酰胺23份，
异丙醇17份，
乙二胺17份，
聚乙烯17份，
聚二甲基硅氧烷10份，
硅烷11份，
去离子水65份。
其中，纳米石墨为石墨烯；纳米二氧化硅的颗粒直径为35nm；纳米蒙脱石粉的颗粒直径为60nm。
本实施例还提供一种耐880℃高温纳米石墨涂料的制备方法，包括如下具体步骤：
步骤一：按照上述比例将竹炭纤维、纳米二氧化硅、纳米蒙脱石粉以及去离子水投入到搅拌器中，先以820r/min的速度搅拌12min，再以580r/min的速度搅拌32min，并且边搅拌边加入纳米石墨，制得浆料备用；
步骤二：按照上述比例将环氧丙烯酸树脂、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺和乙二胺加入搅拌器中，以500r/min的速度搅拌68min，得到混合物备用；
步骤三：将步骤二得到的混合物中依次加入聚二甲基硅氧烷、硅烷、聚乙烯和异丙醇，同时以490r/min的速度搅拌24min，然后再以1100r/min的速度搅拌35 min，同时倒入步骤一得到的浆料，静置35min得到耐880℃高温纳米石墨涂料成品。
将实施例1、2和3得到的耐880℃高温纳米石墨涂料每种样品分别涂覆在4块试板上，其中一块做机械性能测试，其余做化学性能测试，膜厚100微米，漆膜保养7天后，对其进行性能测试，结果如下：
实施例 附着力（Mpa） 耐冲击（Cm） 柔韧性（mm） 可燃性 5%盐水168h 热震性800℃冷热循环10次
1 9.5 60 1.0 不可燃 无腐蚀、鼓泡、剥落 无腐蚀、鼓泡、剥落
2 9.4 64 1.1 不可燃 无腐蚀、鼓泡、剥落 无腐蚀、鼓泡、剥落
3 9.1 66 1.3 不可燃 无腐蚀、鼓泡、剥落 无腐蚀、鼓泡、剥落
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种耐880℃高温纳米石墨涂料，其特征在于，其成份按质量份数计包括以下组分：
环氧丙烯酸树脂65-80份，
乙酸乙酯42-58份，
纳米石墨15-32份，
竹炭纤维8-12份，
纳米二氧化硅13-17份，
纳米蒙脱石粉10-22份，
二甲基甲酰胺21-25份，
异丙醇16-18份，
乙二胺14-20份，
聚乙烯13-21份，
聚二甲基硅氧烷9-11份，
硅烷7-15份，
去离子水55-75份。
2.根据权利要求所述的耐880℃高温纳米石墨涂料，其特征在于，所述纳米石墨为石墨烯。
3.根据权利要求所述的耐880℃高温纳米石墨涂料，其特征在于，所述纳米二氧化硅的颗粒直径为25-50nm。
4.根据权利要求所述的耐880℃高温纳米石墨涂料，其特征在于，所述纳米蒙脱石粉的颗粒直径为40-90nm。
5.一种耐880℃高温纳米石墨涂料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
步骤一：按照上述比例将竹炭纤维、纳米二氧化硅、纳米蒙脱石粉以及去离子水投入到搅拌器中，先以750-900r/min的速度搅拌10-15min，再以520-640r/min的速度搅拌20-45min，并且边搅拌边加入纳米石墨，制得浆料备用；
步骤二：按照上述比例将环氧丙烯酸树脂、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺和乙二胺加入搅拌器中，以400-600r/min的速度搅拌45-90min，得到混合物备用；
步骤三：将步骤二得到的混合物中依次加入聚二甲基硅氧烷、硅烷、聚乙烯和异丙醇，同时以450-520r/min的速度搅拌20-28min，然后再以900-1300r/min的速度搅拌32-38 min，同时倒入步骤一得到的浆料，静置35min得到耐880℃高温纳米石墨涂料成品。
6.根据权利要求5所述的耐880℃高温纳米石墨涂料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
步骤一：按照上述比例将竹炭纤维、纳米二氧化硅、纳米蒙脱石粉以及去离子水投入到搅拌器中，先以750r/min的速度搅拌15min，再以520r/min的速度搅拌45min，并且边搅拌边加入纳米石墨，制得浆料备用；
步骤二：按照上述比例将环氧丙烯酸树脂、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺和乙二胺加入搅拌器中，以400r/min的速度搅拌90min，得到混合物备用；
步骤三：将步骤二得到的混合物中依次加入聚二甲基硅氧烷、硅烷、聚乙烯和异丙醇，同时以450r/min的速度搅拌28min，然后再以900r/min的速度搅拌38 min，同时倒入步骤一得到的浆料，静置35min得到耐880℃高温纳米石墨涂料成品。
7.根据权利要求5所述的耐880℃高温纳米石墨涂料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
步骤一：按照上述比例将竹炭纤维、纳米二氧化硅、纳米蒙脱石粉以及去离子水投入到搅拌器中，先以900r/min的速度搅拌10min，再以640r/min的速度搅拌20min，并且边搅拌边加入纳米石墨，制得浆料备用；
步骤二：按照上述比例将环氧丙烯酸树脂、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺和乙二胺加入搅拌器中，以600r/min的速度搅拌45min，得到混合物备用；
步骤三：将步骤二得到的混合物中依次加入聚二甲基硅氧烷、硅烷、聚乙烯和异丙醇，同时以520r/min的速度搅拌20min，然后再以1300r/min的速度搅拌32min，同时倒入步骤一得到的浆料，静置35min得到耐880℃高温纳米石墨涂料成品。
8.根据权利要求5所述的耐880℃高温纳米石墨涂料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
步骤一：按照上述比例将竹炭纤维、纳米二氧化硅、纳米蒙脱石粉以及去离子水投入到搅拌器中，先以820r/min的速度搅拌12min，再以580r/min的速度搅拌32min，并且边搅拌边加入纳米石墨，制得浆料备用；
步骤二：按照上述比例将环氧丙烯酸树脂、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺和乙二胺加入搅拌器中，以500r/min的速度搅拌68min，得到混合物备用；
步骤三：将步骤二得到的混合物中依次加入聚二甲基硅氧烷、硅烷、聚乙烯和异丙醇，同时以490r/min的速度搅拌24min，然后再以1100r/min的速度搅拌35 min，同时倒入步骤一得到的浆料，静置35min得到耐880℃高温纳米石墨涂料成品。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104927601A (zh) * 2015-06-09 2015-09-23 成都纳硕科技有限公司 一种高强度耐菌家具漆
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CN113355010A (zh) * 2021-06-02 2021-09-07 山东丰普环保科技有限公司 一种用于水泵的超滑节能涂层材料及其制备方法

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