CN109467960A - 一种增强换热防腐涂层材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增强换热防腐涂层材料及其制备方法，按质量百分比计，包括组分：粘结剂20～60％，高热导材料5～30％，高辐射率材料5～30％，耐热防腐颜料2～20％，助剂0.5～5％，分散介质0～50％。该涂层材料采用特殊制备方法制备而成，均质化更好且存储稳定。该涂层材料不仅具有优良的耐热性能，且具有良好的增强换热功能，涂层材料致密，对腐蚀气氛具有良好的抗蚀性能，并且对金属基材具有良好的粘结附着力。

Description

一种增强换热防腐涂层材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂层材料技术领域，尤其涉及一种增强换热防腐涂层材料及其制备方法。
背景技术
火电厂的主要设备锅炉是最典型的换热设备，无论是炉膛部分中的锅炉四管 (水冷壁管、过热器管、再热器管和省煤器管)，还是后续部分的空预器以及GGH 等。上述设备或部件的换热效率偏低以及其腐蚀问题一直是锅炉机组安全运行的直接影响因素之一。
锅炉四管与空预器所面临的腐蚀问题基本一致。总体来说其所面临的腐蚀气氛的组成有硫化物、硫酸盐、还原性气体和氯化物等。经试验和研究发现，我国许多燃用不同煤种或煤粉的锅炉都出现不同程度的腐蚀现象。煤粉在燃烧时其中含有的硫经过复杂多变的过程会生成一定量的原子自由态的硫，这些游离的硫原子在高温下会与铁发生反应生成硫化铁，从而对各个管壁造成腐蚀，为硫化物腐蚀。硫酸盐腐蚀为煤燃烧后的灰分中的碱金属氧化物沉积在各个管壁表面，与燃烧后生成的硫氧化物发生反应(催化剂为铁的氧化物)，生成硫酸盐和焦硫酸盐，而后生成的硫酸盐和焦硫酸盐再与铁、铝，或是铁、铝的氧化物反应，生成三硫酸铁钠等复合硫酸盐。这些反应能够在液态条件下迅速进行，对空预器管壁而言，较之锅炉四管产生的腐蚀更为严重。还原性气体腐蚀是在通风情况不好，或气压较低的锅炉中，因氧气含量不足，导致燃烧不完全，或是局部缺氧的现象而造成的腐蚀。此时，环境表现为还原性，还原性气体(CO、H2、CH4)占比较高，在一定的炉膛条件下，以CO为代表的还原性气体会与氧化铁发生反应，将这一层致密的保护膜还原成稀疏多孔的氧化亚铁，此时，硫、硫化氢等腐蚀介质可以更容易的透过氧化亚铁，对基材金属造成腐蚀，且腐蚀速度会大大加快。煤中的氯化钠经煤燃烧后呈气态，可以与二氧化硫、二氧化硅发生反应生成氯化氢，其可以与金属壁上的氧化铁迅速反应生成铁的氯化物，氯化铁与氯化亚铁的沸点很低，在高温下极易挥发，从而使氧化膜遭到破坏。失去氧化膜后，裸露的金属管壁将更容易的被硫化氢腐蚀，为氯化物腐蚀。随着温度的降低，当腐蚀气流到达空预器时煤粉中含有的水分可部分凝露，后续工艺部分的凝露将更为严重，在这样的条件下酸性腐蚀将更为的明显。
目前大量且广泛的应用于锅炉四管的是热喷涂合金涂层，其使用寿命较短且对传热无积极作用。空预器的防护手段为搪瓷涂层技术，搪瓷具有较高的耐热性及优良的防腐蚀性能，但其抗冲刷及腐蚀后的脆裂问题是无法解决的。
因此，针对上述问题，很有必要开发出适用于上述腐蚀环境、传热高效且施工简便的新的涂层防护体系。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于锅炉四管以及后续设备的耐热防腐涂层材料及其制备方法，旨在解决现有的合金涂层材料防腐蚀寿命短，施工工程造价偏高的问题。该涂层材料不仅具有优良的耐热及防腐蚀性能，涂层材料致密，对腐蚀气氛具有良好的抗蚀性能，并且对金属基材具有良好的粘结附着。另外，该涂层材料的施工方法简便快速，能够大幅度的降低工程造价。本发明还提供一种用于锅炉四管的耐高温防腐涂层材料的制备方法，制备方法简单，便于推广应用。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种增强换热防腐涂层材料及其制备方法。其特征在于，按质量百分比计，包括组分：
所述的粘结剂为磷酸盐、碱金属硅酸盐、聚硅氧烷树脂、有机硅树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、呋喃树脂中的至少一种。其中，所述的磷酸盐包括磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸二氢锌中的至少一种，或两种、三种以任意比例混合；所述的碱金属硅酸盐包括硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂中的至少一种，或两种、三种以任意比例混合，所述的碱金属硅酸盐的模数为2～6，优选为2.8～4.2；所述的通过溶胶-凝胶法制备的聚硅氧烷树脂包含前驱体为正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、硅烷偶联剂等制成的聚硅氧烷树脂；所述的有机硅树脂包括聚烷基有机硅树脂、环氧改性有机硅树脂、丙烯酸改性有机硅树脂、聚酯改性有机硅树脂、聚氨酯改性有机硅树脂、酚醛改性有机硅树脂中的至少一种；所述的环氧树脂包括双酚A型和双酚F型环氧树脂中的至少一种；所述的丙烯酸树脂包括溶剂型热塑性丙烯酸树脂、溶剂型热固性丙烯酸树脂、水性丙烯酸树脂、高固体丙烯酸树脂中的至少一种；所述的醇酸树脂包括干性、半干性醇酸树脂中的至少一种；所述的呋喃树脂包括糠醇树脂、糠醛树脂、糠酮树脂、糠酮-甲醛树脂中的至少一种。其中粘结剂按增强换热防腐涂层材料的质量百分比计其含量为20～60％，优选为30～55％。
进一步地，所述的磷酸盐粘结剂本身能够耐受1600℃的高温，并且在该温度条件下具有非常好的热稳定性，热膨胀率小，具备一定的柔韧性，可承受一定范围的热胀冷缩冲击。其次，磷酸盐粘结剂中存在大量的磷酸根基团，可与金属底材形成反应型附着，使涂层和基材具备良好的附着力。其缺点为难以常温固化，只可做到常温硬化，常温硬化后涂层的附着和防腐性能变差。
进一步地，所述的碱金属硅酸盐粘结剂能够耐受1000℃的高温，可常温固化，附着原理和磷酸盐粘结剂类似，均可形成反应型附着，附着力良好。其缺点为固化收缩率较大，常温固化周期长(至少7天)，且固化过程中会析出大量的碳酸盐，对涂层的结合力及防腐性能均有不良影响。
进一步地，所述的聚硅氧烷树脂粘结剂能够耐受400℃的温度，树脂成膜后硬度高，光泽高，附着力优异，且具备一定程度的疏油疏水效果。缺点是耐热性能较低，受热后较易开裂，树脂本身的固含量较低，有大量的VOC排放。
进一步地，所述的环氧树脂粘结剂具备非常良好的附着力及防腐性能，应用非常广泛，技术成熟。缺点是不耐受紫外线的长时间照射，易粉化。
进一步地，所述的丙烯酸树脂和醇酸粘结剂均具备良好的附着力，防腐性能和装饰性能优异，缺点是不能长时间的耐受较高温度。
进一步地，所述的呋喃树脂粘结剂具有非常优秀的耐酸、碱、盐及溶剂性能，也可以耐受较高温度的长时间烘烤且不溶不熔，并且呋喃树脂的原料直接来自于植物秸秆等而非石油，原材料易得。缺点是脆性较大，在制备涂料时一般需要配合其他树脂混用。
总之，随着所用树脂的不同，增强换热防腐涂层材料可满足各种不同的应用场景(如材质、温度及腐蚀环境等)、不同应用设备、工件的换热需求。
所述的高热导材料为铜粉、铝粉、银粉、氮化硅、氮化铝及石墨烯中的至少一种，其粒径尺寸为10nm～60μm，其中所述石墨烯的片层平均厚度小于10nm，石墨烯片长度为0.1～100μm。其中高热导材料按增强换热防腐涂层材料的质量百分比计其含量为5～30％，优选为10～30％。
进一步地，银具备非常高的热导率，在400W/m·K以上；铜次之，380W/m·K；铝居第三，230W/m·K，因此在金属类别中它们为首选。另外，铝的电极电位较铁更低，可以起到阳极保护作用。缺点是银的价格偏高，其余两种在可接受范围，另外，这几种金属都易被氧化，长时间在高温条件下使用时导热功能易下降。
进一步地，无机材料类别中热导率最高的为氮化硅和氮化铝，且对热比较稳定，可较长时间耐受高温，
进一步地，石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/m·K，是目前为止导热系数最高的碳材料。在高温下使用时需对其进行一定的处理。
所述的高辐射率材料为碳化硅、氧化铬绿、铜铬黑、炭黑、石墨中的至少一种，其粒径尺寸为10nm～60μm。其中高热导材料按增强换热防腐涂层材料的质量百分比计其含量为5～30％，优选为10～30％。
进一步地，所述的高辐射率材料因其材质不同在不同波长范围的辐射能力有所不同，根据不同的应用环境搭配不同的高辐射率材料，则可基本满足不同波长波段的红外线的吸收和辐射，从而满足不同的应用需求。
所述的耐热防腐颜料为磷酸锌、氧化锌、三聚磷酸铝中的至少一种。其中耐热防腐颜料按增强换热防腐涂层材料的质量百分比计其含量为2～20％，优选为5～15％。
进一步地，所述的耐热防腐颜料因其在涂层的整个使用寿命过程中起防腐作用的时间段不同，如氧化锌在涂层使用初期可以发挥良好的防腐作用，磷酸锌则在中后期作用明显，所以合理的搭配使用耐热防腐颜料可以很好的满足防腐要求。
所述的助剂为分散剂、防沉剂、流平剂及消泡剂中的至少一种。其中助剂按增强换热防腐涂层材料的质量百分比计其含量为0.5～5％，优选为1～3％。
进一步地，涂层材料在储存、施工过程中会出现不同的漆膜弊病，助剂可以很好的解决该类问题，因此选用适宜的助剂成为必然。
所述的分散介质为水、二甲苯、正丁醇、乙醇、二甲苯和醋酸丁酯中的至少一种，其中分散介质按增强换热防腐涂层材料的质量百分比计其含量为0～50％，优选为5～40％。
本发明还公开了增强换热防腐涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
将粘结剂、耐热防腐颜料、高热导材料(除石墨烯和金属粉体外)、高辐射率材料(除石墨外)、助剂按比例加入到部分分散介质中，以线速度1～4m/s搅拌 10min～1h，得到第一混合物料；
将高热导材料石墨烯及/或金属粉体，高辐射率材料石墨按比例加入至第一混合物料中，再加入剩余分散介质及部分助剂，搅拌均匀后使用可控温高压均质分散机以温度4℃～80℃，压力150MPa～200MPa使涂料完全均质化，至粒度小于 25μm后过滤出料，制得增强换热防腐涂层材料。
本发明还公开了增强换热防腐涂层材料的施工方法，包括如下步骤：
(1)将底材进行除油除锈处理，使之至少达到Sa2.5级；
(2)施工环境控制在温度5℃～35℃，相对湿度0％～70％，风速不超过2m/s，且保证底材温度高于露点温度3℃以上；
(3)采用空气喷涂，喷涂条件控制在进气压力0.3MPa～0.6MPa，喷枪距离被涂覆面20cm～30cm，此时，喷幅调整到30cm～40cm；
(4)喷涂时，使喷枪与被涂覆面呈45～90°夹角，保持喷枪与被涂覆面的距离不变且匀速喷涂至要求湿膜厚度；
(5)在上述施工环境中表干30min～1h之后，自干或随炉升温至使用温度(根据所用粘结剂的种类不同)。
相对于现有技术，本发明的增强换热防腐涂层材料具有如下优点：
(1)突出的增强换热能力，通过高热导材料及高辐射率材料的搭配应用，可以使该涂层在60℃～1000℃以及波长在1μm～10μm范围内均具有良好的热传导和辐射吸收能力，即在该范围内具有良好的增强换热能力。
(2)良好的防腐蚀能力，耐热防腐颜料及片状材料的合理搭配应用，保证了涂层具有良好的屏蔽腐蚀介质通过的能力，即防腐能力良好。
(3)良好的黏附能力，针对不同材质及不同应用环境可选用不同的成膜物质以确保涂层在应用条件下具备最佳的附着力。
附图说明
图1为本发明增强换热防腐涂层材料制备流程。
具体实施方式
本发明所提供的物质可以通过市售原料或传统化学转化方式合成。本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。
以下结合具体实施例，以具体揭示本发明的实质所在，但不能理解为对本发明可实施范围的任何限定，在不脱离该实质精神的基础上可以有不同的更改和修饰。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业和科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明的方法中。
实施例1：
原料配比：粘结剂磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸二氢锌各10.0g，高热导材料铜粉5.0g，高辐射率材料碳化硅30.0g，耐热防腐颜料磷酸锌15.0g，助剂 0.5g，分散介质水19.5g。
制备步骤：
一、将粘结剂磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸二氢锌，高辐射率材料碳化硅，耐热防腐颜料磷酸锌，部分助剂按比例加入到部分分散介质水中，以线速度1m/s 搅拌1h，得到第一混合物料；
二、将高热导材料铜粉按比例加入至第一混合物料中，再加入剩余分散介质水及部分助剂，以线速度1m/s搅拌30min，使用可控温高压均质分散机以温度 4℃，压力150MPa使涂料完全均质化，至粒度小于25μm后过滤出料，制得增强换热防腐涂层材料。
涂料性能：该涂料密度(25℃、常压)为1.72g/cm3，粘度(25℃、涂-4杯) 86s，固含量为65％。
涂膜制备条件：
(1)将底材进行除油除锈处理，使之至少达到Sa2.5级；
(2)施工环境控制在温度5℃，相对湿度0％，风速0.5m/s，且保证底材温度高于露点温度3℃以上；
(3)采用空气喷涂，喷涂条件控制在进气压力0.3MPa，喷枪距离被涂覆面 20cm，此时，喷幅调整到40cm；
(4)喷涂时，使喷枪与被涂覆面呈45°夹角，保持喷枪与被涂覆面的距离不变且匀速喷涂至要求湿膜厚度；
(5)在上述施工环境中表干1h之后，按1℃/min的升温速度从常温升温到 300℃并保温2h，干膜厚度约90μm，即制得增强换热防腐涂层材料。
涂膜性能：空气喷涂制成涂膜，测得该涂膜耐热1600℃1000h无开裂、剥落等异常现象；附着力(划格法)0级；常温导热系数24W/m·K；常温辐射率0.9； 550℃氯化钾腐蚀500h，涂层完好。
实施例2：
原料配比：粘结剂硅酸钠50.0g，高热导材料铝粉15.0g，高辐射率材料氧化铬绿15.0g，耐热防腐颜料磷酸锌15.0g，助剂1.0g，分散介质水4.0g。
制备步骤：
一、将粘结剂硅酸钠、高辐射率材料氧化铬绿、耐热防腐颜料磷酸锌、部分助剂按比例加入到部分分散介质水中，以线速度1m/s搅拌1h，得到第一混合物料；
二、将高热导材料铝粉按比例加入至第一混合物料中，再加入剩余分散介质水及部分助剂，以线速度4m/s搅拌30min，使用可控温高压均质分散机以温度 10℃，压力150MPa使涂料完全均质化，至粒度小于25μm后过滤出料，制得增强换热防腐涂层材料。
涂料性能：该涂料密度(25℃、常压)为1.68g/cm3，粘度(25℃、涂-4杯) 64s，固含量为60％。
涂膜制备条件：
(1)将底材进行除油除锈处理，使之至少达到Sa2.5级；
(2)施工环境控制在温度10℃，相对湿度10％，风速0.5m/s，且保证底材温度高于露点温度3℃以上；
(3)采用空气喷涂，喷涂条件控制在进气压力0.3MPa，喷枪距离被涂覆面 30cm，此时，喷幅调整到40cm；
(4)喷涂时，使喷枪与被涂覆面呈50°夹角，保持喷枪与被涂覆面的距离不变且匀速喷涂至要求湿膜厚度；
(5)在上述施工环境中表干45min之后，按1℃/min的升温速度从常温升温到150℃并保温2h，干膜厚度约90μm，即制得增强换热防腐涂层材料。
涂膜性能：空气喷涂制成涂膜，测得该涂膜耐热1000℃1000h无开裂、剥落等异常现象；附着力(划格法)0级；常温导热系数33W/m·K；常温辐射率0.91； 550℃氯化钾腐蚀480h，涂层完好。
实施例3：
原料配比：粘结剂聚硅氧烷树脂60.0g，高热导材料银粉5.0g，高辐射率材料铜铬黑20.0g，耐热防腐颜料三聚磷酸铝8.0g，助剂3.0g，分散介质丁醇3.0g，乙醇1.0g。
制备步骤：
一、将粘结剂聚硅氧烷树脂、高辐射率材料铜铬黑、耐热防腐颜料三聚磷酸铝、部分助剂按比例加入到部分分散介质丁醇和乙醇中，以线速度2m/s搅拌 30min，得到第一混合物料；
二、将高热导材料银粉按比例加入至第一混合物料中，再加入剩余分散介质丁醇、乙醇及部分助剂，以线速度4m/s搅拌30min，使用可控温高压均质分散机以温度4℃，压力200MPa使涂料完全均质化，至粒度小于25μm后过滤出料，制得增强换热防腐涂层材料。
涂料性能：该涂料密度(25℃、常压)为1.35g/cm3，粘度(25℃、涂-4杯) 49s，固含量为51％。
涂膜制备条件：
(1)将底材进行除油除锈处理，使之至少达到Sa2.5级；
(2)施工环境控制在温度10℃，相对湿度70％，风速1m/s，且保证底材温度高于露点温度3℃以上；
(3)采用空气喷涂，喷涂条件控制在进气压力0.2MPa，喷枪距离被涂覆面 30cm，此时，喷幅调整到30cm；
(4)喷涂时，使喷枪与被涂覆面呈60°夹角，保持喷枪与被涂覆面的距离不变且匀速喷涂至要求湿膜厚度；
(5)在上述施工环境中表干45min之后，按2℃/min的升温速度从常温升温到260℃并保温10min，干膜厚度约90μm，即制得增强换热防腐涂层材料。
涂膜性能：空气喷涂制成涂膜，测得该涂膜耐热400℃1000h无开裂、剥落等异常现象；附着力(划格法)0级；常温导热系数26W/m·K；常温辐射率0.93； 350℃氯化钾腐蚀500h，涂层完好。
实施例4：
原料配比：粘结剂有机硅树脂50.0g，高热导材料氮化硅18.0g，高辐射率材料炭黑5.0g，耐热防腐颜料氧化锌15.0g，助剂5.0g，分散介质二甲苯2.0g。
制备步骤：
将粘结剂有机硅树脂、高热导材料氮化硅、高辐射率材料炭黑、耐热防腐颜料氧化锌、部分助剂按比例加入到部分分散介质二甲苯中，以线速度3m/s搅拌 30min，使用可控温高压均质分散机以温度40℃，压力190MPa使涂料完全均质化，至粒度小于25μm后，补足助剂及分散介质，以线速度3m/s搅拌30min，过滤出料，制得增强换热防腐涂层材料。
涂料性能：该涂料密度(25℃、常压)为1.24g/cm3，粘度(25℃、涂-4杯) 66s，固含量为61％。
涂膜制备条件：
(1)将底材进行除油除锈处理，使之至少达到Sa2.5级；
(2)施工环境控制在温度20℃，相对湿度65％，风速1.5m/s，且保证底材温度高于露点温度3℃以上；
(3)采用空气喷涂，喷涂条件控制在进气压力0.4MPa，喷枪距离被涂覆面 25cm，此时，喷幅调整到30cm；
(4)喷涂时，使喷枪与被涂覆面呈60°夹角，保持喷枪与被涂覆面的距离不变且匀速喷涂至要求湿膜厚度；
(5)在上述施工环境中表干45min之后，自然环境干燥固化后得干膜厚度约100μm，即制得增强换热防腐涂层材料。
涂膜性能：空气喷涂制成涂膜，测得该涂膜耐热400℃1000h无开裂、剥落等异常现象；附着力(划格法)0级；常温导热系数38W/m·K；常温辐射率0.93； 350℃氯化钾腐蚀500h，涂层完好。
实施例5：
原料配比：粘结剂环氧树脂40.0g，高热导材料氮化铝30.0g，高辐射率材料石墨5.0g，耐热防腐颜料氧化锌和磷酸锌各5.0g，助剂4.0g，分散介质二甲苯 7.0g，丁醇3.0g。
制备步骤：
一、将粘结剂环氧树脂、高热导材料铜氮化铝、耐热防腐颜料氧化锌和磷酸锌、部分助剂按比例加入到部分分散介质二甲苯和丁醇中，以线速度4m/s搅拌 30min，得到第一混合物料；
二、将高辐射率材料石墨按比例加入至第一混合物料中，再加入剩余分散介质二甲苯、丁醇及部分助剂，以线速度2m/s搅拌1h，使用可控温高压均质分散机以温度25℃，压力180MPa使涂料完全均质化，至粒度小于25μm后过滤出料，制得增强换热防腐涂层材料。
涂料性能：该涂料密度(25℃、常压)为1.29g/cm3，粘度(25℃、涂-4杯) 98s，固含量为75％。
涂膜制备条件：
(1)将底材进行除油除锈处理，使之至少达到Sa2.5级；
(2)施工环境控制在温度35℃，相对湿度45％，风速2m/s，且保证底材温度高于露点温度3℃以上；
(3)采用空气喷涂，喷涂条件控制在进气压力0.6MPa，喷枪距离被涂覆面 30cm，此时，喷幅调整到40cm；
(4)喷涂时，使喷枪与被涂覆面呈90°夹角，保持喷枪与被涂覆面的距离不变且匀速喷涂至要求湿膜厚度；
(5)在上述施工环境中表干30min之后，自然环境干燥固化后得干膜厚度约100μm，即制得增强换热防腐涂层材料。
涂膜性能：空气喷涂制成涂膜，测得该涂膜耐热300℃1000h无开裂、剥落等异常现象；附着力(划格法)0级；常温导热系数49W/m·K；常温辐射率0.89；常温耐液体介质(5％硫酸、5％氢氧化钠、5％氯化钠)腐蚀1000h，涂层完好。
实施例6：
原料配比：粘结剂丙烯酸树脂40.0g，高热导材料氮化硅5.0g，铝粉3.0g，高辐射率材料铜铬黑30.0g，耐热防腐颜料三聚磷酸铝2.0g，助剂2.0g，分散介质二甲苯9.0g，醋酸丁酯9.0g。
制备步骤：
一、将粘结剂丙烯酸树脂，高热导材料氮化硅，高辐射率材料铜铬黑，耐热防腐颜料三聚磷酸铝，部分助剂按比例加入到部分分散介质二甲苯和醋酸丁酯中，以线速度3m/s搅拌45min，得到第一混合物料；
二、将高热导材料铝粉按比例加入至第一混合物料中，再加入剩余分散介质二甲苯、醋酸丁酯及部分助剂，以线速度2m/s搅拌45min，使用可控温高压均质分散机以温度20℃，压力190MPa使涂料完全均质化，至粒度小于25μm后过滤出料，制得增强换热防腐涂层材料。
涂料性能：该涂料密度(25℃、常压)为1.27g/cm3，粘度(25℃、涂-4杯) 116s，固含量为68％。
涂膜制备条件：
(1)将底材进行除油除锈处理，使之至少达到Sa2.5级；
(2)施工环境控制在温度30℃，相对湿度55％，风速1.5m/s，且保证底材温度高于露点温度3℃以上；
(3)采用空气喷涂，喷涂条件控制在进气压力0.5MPa，喷枪距离被涂覆面20cm，此时，喷幅调整到40cm；
(4)喷涂时，使喷枪与被涂覆面呈75°夹角，保持喷枪与被涂覆面的距离不变且匀速喷涂至要求湿膜厚度；
(5)在上述施工环境中表干30min之后，自然环境干燥固化后得干膜厚度约110μm，即制得增强换热防腐涂层材料。
涂膜性能：空气喷涂制成涂膜，测得该涂膜耐热300℃1000h无开裂、剥落等异常现象；附着力(划格法)0级；常温导热系数29W/m·K；常温辐射率0.93；常温耐液体介质(5％硫酸、5％氢氧化钠、5％氯化钠)腐蚀1000h，涂层完好。
实施例7：
原料配比：粘结剂醇酸树脂20.0g，高热导材料石墨烯5.0g，高辐射率材料氧化铬绿10.0g，耐热防腐颜料氧化锌和磷酸锌各5.0g，助剂5.0g，分散介质二甲苯50.0g。
制备步骤：
一、将部分粘结剂醇酸树脂，高辐射率材料氧化铬绿，耐热防腐颜料氧化锌和磷酸锌，部分助剂按比例加入到部分分散介质二甲苯中，以线速度4m/s搅拌 45min，得到第一混合物料；
二、将高热导材料石墨烯、剩余粘结剂醇酸树脂及助剂按比例加入剩余分散介质二甲苯中，高速搅拌均匀后按比例加入至第一混合物料中，再以线速度4m/s 搅拌45min，使用可控温高压均质分散机以温度70℃，压力190MPa使涂料完全均质化，至粒度小于25μm后过滤出料，制得增强换热防腐涂层材料。
涂料性能：该涂料密度(25℃、常压)为1.15g/cm3，粘度(25℃、涂-4杯) 120s，固含量为37％。
涂膜制备条件：
(1)将底材进行除油除锈处理，使之至少达到Sa2.5级；
(2)施工环境控制在温度20℃，相对湿度75％，风速1.0m/s，且保证底材温度高于露点温度3℃以上；
(3)采用空气喷涂，喷涂条件控制在进气压力0.4MPa，喷枪距离被涂覆面 20cm，此时，喷幅调整到30cm；
(4)喷涂时，使喷枪与被涂覆面呈90°夹角，保持喷枪与被涂覆面的距离不变且匀速喷涂至要求湿膜厚度；
(5)在上述施工环境中表干30min之后，自然环境干燥固化后得干膜厚度约100μm，即制得增强换热防腐涂层材料。
涂膜性能：空气喷涂制成涂膜，测得该涂膜耐热200℃1000h无开裂、剥落等异常现象；附着力(划格法)0级；常温导热系数68W/m·K；常温辐射率0.87；常温耐液体介质(5％硫酸、5％氢氧化钠、5％氯化钠)腐蚀1000h，涂层完好。
实施例8：
原料配比：粘结剂呋喃树脂50.0g，高热导材料石墨烯7.0g，高辐射率材料铜铬黑25.0g，耐热防腐颜料氧化锌2.0g和三聚磷酸铝3.0g，助剂5.0g，分散介质二甲苯8.0g。
制备步骤：
一、将部分粘结剂呋喃树脂，高辐射率材料铜铬黑，耐热防腐颜料氧化锌和三聚磷酸铝，部分助剂按比例加入到部分分散介质二甲苯中，以线速度4m/s搅拌1h，得到第一混合物料；
二、将高热导材料石墨烯、剩余粘结剂呋喃树脂及助剂按比例加入剩余分散介质二甲苯中，高速搅拌均匀后按比例加入至第一混合物料中，再以线速度4m/s 搅拌1h，使用可控温高压均质分散机以温度50℃，压力160MPa使涂料完全均质化，至粒度小于25μm后过滤出料，制得增强换热防腐涂层材料。
涂料性能：该涂料密度(25℃、常压)为1.25g/cm3，粘度(25℃、涂-4杯) 102s，固含量为60％。
涂膜制备条件：
(1)将底材进行除油除锈处理，使之至少达到Sa2.5级；
(2)施工环境控制在温度20℃，相对湿度35％，风速1.0m/s，且保证底材温度高于露点温度3℃以上；
(3)采用空气喷涂，喷涂条件控制在进气压力0.5MPa，喷枪距离被涂覆面 30cm，此时，喷幅调整到30cm；
(4)喷涂时，使喷枪与被涂覆面呈60°夹角，保持喷枪与被涂覆面的距离不变且匀速喷涂至要求湿膜厚度；
(5)在上述施工环境中表干30min之后，自然环境干燥固化后得干膜厚度约100μm，即制得增强换热防腐涂层材料。
涂膜性能：空气喷涂制成涂膜，测得该涂膜耐热300℃1000h无开裂、剥落等异常现象；附着力(划格法)1级；常温导热系数69W/m·K；常温辐射率0.93；常温耐液体介质(5％硫酸、5％氢氧化钠、5％氯化钠)腐蚀1000h，涂层完好。
实施例9：
原料配比：粘结剂环氧树脂30.0g，呋喃树脂20.0g，高热导材料石墨烯7.0g，高辐射率材料铜铬黑25.0g，耐热防腐颜料氧化锌2.0g和三聚磷酸铝3.0g，助剂 5.0g，分散介质二甲苯8.0g。
制备步骤：
一、将部分粘结剂环氧树脂和呋喃树脂，高辐射率材料铜铬黑，耐热防腐颜料氧化锌和三聚磷酸铝，部分助剂按比例加入到部分分散介质二甲苯中，以线速度4m/s搅拌1h，得到第一混合物料；
二、将高热导材料石墨烯、剩余粘结剂呋喃树脂及助剂按比例加入剩余分散介质二甲苯中，高速搅拌均匀后按比例加入至第一混合物料中，再以线速度4m/s 搅拌1h，使用可控温高压均质分散机以温度30℃，压力170MPa使涂料完全均质化，至粒度小于25μm后过滤出料，制得增强换热防腐涂层材料。
涂料性能：该涂料密度(25℃、常压)为1.28g/cm3，粘度(25℃、涂-4杯) 92s，固含量为66％。
涂膜制备条件：
(1)将底材进行除油除锈处理，使之至少达到Sa2.5级；
(2)施工环境控制在温度15℃，相对湿度65％，风速2.0m/s，且保证底材温度高于露点温度3℃以上；
(3)采用空气喷涂，喷涂条件控制在进气压力0.5MPa，喷枪距离被涂覆面 30cm，此时，喷幅调整到40cm；
(4)喷涂时，使喷枪与被涂覆面呈60°夹角，保持喷枪与被涂覆面的距离不变且匀速喷涂至要求湿膜厚度；
(5)在上述施工环境中表干45min之后，自然环境干燥固化后得干膜厚度约100μm，即制得增强换热防腐涂层材料。
涂膜性能：空气喷涂制成涂膜，测得该涂膜耐热300℃1000h无开裂、剥落等异常现象；附着力(划格法)0级；常温导热系数66W/m·K；常温辐射率0.93；常温耐液体介质(5％硫酸、5％氢氧化钠、5％氯化钠)腐蚀1000h，涂层完好。
实施例10：
原料配比：粘结剂磷酸二氢铝50.0g，高热导材料石墨烯8.0g，高辐射率材料铜铬黑15.0g，碳化硅10.0g，耐热防腐颜料三聚磷酸铝3.0g，助剂5.0g，分散介质水9.0g。
制备步骤：
一、将部分粘结剂部分磷酸二氢铝，高辐射率材料铜铬黑、碳化硅，耐热防腐颜料三聚磷酸铝，部分助剂按比例加入到部分分散介质水中，以线速度2m/s 搅拌1h，得到第一混合物料；
二、将高热导材料石墨烯、剩余粘结剂磷酸二氢铝及助剂按比例加入剩余分散介质水中，高速搅拌均匀后按比例加入至第一混合物料中，再以线速度4m/s 搅拌1h，使用可控温高压均质分散机以温度25℃，压力200MPa使涂料完全均质化，至粒度小于25μm后过滤出料，制得增强换热防腐涂层材料。
涂料性能：该涂料密度(25℃、常压)为1.56g/cm3，粘度(25℃、涂-4杯) 68s，固含量为60％。
涂膜制备条件：
(1)将底材进行除油除锈处理，使之至少达到Sa2.5级；
(2)施工环境控制在温度30℃，相对湿度50％，风速1.0m/s，且保证底材温度高于露点温度3℃以上；
(3)采用空气喷涂，喷涂条件控制在进气压力0.5MPa，喷枪距离被涂覆面 20cm，此时，喷幅调整到30cm；
(4)喷涂时，使喷枪与被涂覆面呈60°夹角，保持喷枪与被涂覆面的距离不变且匀速喷涂至要求湿膜厚度；
(5)在上述施工环境中表干45min之后，按5℃/min的升温速度从常温升温到300℃并保温2h，干膜厚度约90μm，即制得增强换热防腐涂层材料。
涂膜性能：空气喷涂制成涂膜，测得该涂膜耐热1600℃1000h无开裂、剥落等异常现象；附着力(划格法)0级；常温导热系数70W/m·K；常温辐射率0.9； 550℃氯化钾腐蚀1000h，涂层完好。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种增强换热防腐涂层材料，其特征在于，按质量百分比计，包括组分：
。
2.根据权利要求1所述的增强换热防腐涂层材料，其特征在于，所述的粘结剂为磷酸盐、碱金属硅酸盐、聚硅氧烷树脂、有机硅树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂、呋喃树脂中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的增强换热防腐涂层材料，其特征在于，所述的磷酸二氢盐为磷酸二氢铝、磷酸二氢镁及磷酸二氢锌中的至少一种，或两种、三种以任意比例复合。
4.根据权利要求2所述的增强换热防腐涂层材料，其特征在于，所述的碱金属硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾及硅酸锂中的至少一种，或两种、三种以任意比例复合，其模数均为2～6。
5.根据权利要求1所述的增强换热防腐涂层材料，其特征在于，所述的高热导材料为铜粉、铝粉、银粉、氮化硅、氮化铝及石墨烯中的至少一种，其粒径尺寸为10nm～60μm，其中所述石墨烯的片层平均厚度小于10nm，石墨烯片长度为0.1～100μm。
6.根据权利要求1所述的增强换热防腐涂层材料，其特征在于，所述的高辐射率材料为碳化硅、氧化铬绿、铜铬黑、炭黑、石墨中的至少一种，其粒径尺寸为10nm～60μm。
7.根据权利要求1所述的增强换热防腐涂层材料，其特征在于，所述耐热防腐颜料为磷酸锌、氧化锌、三聚磷酸铝中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的增强换热防腐涂层材料，其特征在于，所述的助剂为分散剂、防沉剂、流平剂及消泡剂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的增强换热防腐涂层材料，其特征在于，所述的分散介质为水、二甲苯、正丁醇、乙醇和醋酸丁酯中的至少一种。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的增强换热防腐涂层材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：
将粘结剂、耐热防腐颜料、高热导材料(除石墨烯和金属粉体外)、高辐射率材料(除石墨外)、助剂按比例加入到部分分散介质中，以线速度1～4m/s搅拌10min～1h，得到第一混合物料；
将高热导材料石墨烯及/或金属粉体，高辐射率材料石墨按比例加入至第一混合物料中，再加入剩余分散介质及部分助剂，搅拌均匀后使用可控温高压均质分散机以温度4℃～80℃，压力150MPa～200MPa使涂料完全均质化，至粒度小于25μm后过滤出料，制得增强换热防腐涂层材料。
11.一种如权利要求1～9任一项所述的增强换热防腐涂层材料的施工方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：
(1)将底材进行除油除锈处理，使之至少达到Sa2.5级；
(2)施工环境控制在温度5℃～35℃，相对湿度0％～70％，风速不超过2m/s，且保证底材温度高于露点温度3℃以上；
(3)采用空气喷涂，喷涂条件控制在进气压力0.3MPa～0.6MPa，喷枪距离被涂覆面20cm～30cm，此时，喷幅调整到30cm～40cm；
(4)喷涂时，使喷枪与被涂覆面呈45°～90°夹角，保持喷枪与被涂覆面的距离不变且匀速喷涂至要求湿膜厚度；
(5)在上述施工环境中表干30min～1h之后，自干或随炉升温至使用温度(根据所用粘结剂的种类不同)。
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