CN110016287A - 一种石墨烯复合节能防护涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯复合节能防护涂料及其制备方法和应用，该石墨烯复合节能防护涂料包括如下重量百分数计的原料：45～54.5％石墨烯复合粘接剂、5～19.5％导热填料、5～19.5％防腐填料、0.5～7％防沉剂、25～34.5％固化剂；其中，石墨烯复合粘结剂由包括石墨烯、高温粘接剂、分散剂和偶联剂的组分混合制成。通过以上方式，本发明石墨烯复合节能防护涂料中石墨烯复合粘结剂中石墨烯高度分散且稳定性高，通过与导热填料、防腐填料、防沉剂和固化剂的共同协同作用，所得石墨烯复合节能防护涂料具有优异的导热性能、耐强酸腐蚀性、耐高温性、柔韧和耐机械冲击性，可应用于制备空气预热器。

Description

一种石墨烯复合节能防护涂料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种石墨烯复合节能防护涂料及其制备方法和应用。
背景技术
在电站锅炉行业，燃料在炉膛燃烧后，烟气大、排烟温度高，这对应着较高的排烟损失，而且排烟的温度越高，损失越大。现代电厂锅炉为节省这部分能源，提高电厂效率，都采用给水回热的方式，但给水温度已经很高：超高压锅炉给水温度240℃，亚临界锅炉达260℃，超临界锅炉可达280℃以上。因此单靠省煤器受热面来降低排烟温度已经很困难，如若想使排烟温度降至100℃以下则是不可能的。行业专家们考虑到燃料燃烧的空气温度仅20℃左右，可利用烟气的热量来加热燃料燃烧所需的空气把排烟温度降的很低，而实现这一热交换的设备就是空气预热器。
同时，煤燃烧过程中排放大量以二氧化硫为主，含有氟、氯、氮元素的化合物的酸性气体，气体与空气中的水混合，产生硫酸、氢氟酸、盐酸、硝酸等强腐蚀物，在空气预热器的冷端结露，给金属基材的换热面带来严重的腐蚀问题，所以阻止上述高温烟气对空气预热器换热面的腐蚀已成为关键的技术问题。
目前，解决该类问题基本采用搪瓷片的防护措施，但实际的工程应用表面，搪瓷片自身性能有两大缺陷：一是搪瓷片易碎，在烟气的冲刷下极易开裂，导致防护失效；二是搪瓷片导热系数低，仅0.8792～1.2560W/m·k，致使烟气余热回收不足，从而导致锅炉热效率低下。因此，有必要开发出适用于上述空气预热器腐蚀环境的新型节能防护涂层防护体系。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明提供一种石墨烯复合节能防护涂料及其制备方法和应用，该石墨烯复合节能防护涂料可应用制备空气预热器，可解决现有的空气预热器抗腐蚀防护性能失效严重、导热性能不足的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种石墨烯复合节能防护涂料，包括如下原料：包括如下重量百分数计的原料组分：45～54.5％石墨烯复合粘接剂、5～19.5％导热填料、5～19.5％防腐填料、0.5～7％防沉剂、25～34.5％固化剂；所述石墨烯复合粘结剂由包括石墨烯、高温粘接剂、分散剂和偶联剂的原料组分混合制成。
优选地，所述石墨烯复合粘接剂的原料组分包括：1～10wt％石墨烯、80～97wt％高温粘接剂、1～7wt％分散剂、1～7wt％偶联剂、0～17wt％溶剂。进一步优选地，所述石墨烯复合粘结剂的组分包括：1～5wt％石墨烯、85～95wt％高温粘接剂、1～5wt％分散剂、1～5wt％偶联剂、2～12wt％溶剂。
优选地，所述分散剂为含有苯环基团的有机化合物。分散剂中的苯环基团与石墨烯之间会形成π～π键相互作用，使石墨烯可以高度分散，并且分散剂在高温粘结剂和溶剂中极化，带电荷，使石墨烯高度稳定，不易团聚；所得的石墨烯复合粘结剂分散稳定，可在6个月到1年内无沉降现象，工业应用简便，适用面广。
优选地，所述有机化合物含有1～7个苯环基团和如下官能团中的至少一种：偶氮、氧蒽、三芳基甲烷、蒽醌、恶嗪、季铵阳离子、芳胺酚。有机化合物中同时包含以上官能团可增大共轭体系，提高石墨烯分散的稳定性。
优选地，所述高温粘结剂选自环氧树脂、有机硅树脂、呋喃树脂、酚醛树脂、氟碳树脂、水性硅树脂、水性丙烯酸树脂和水性氟树脂中的至少一种；所述偶联剂选自硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种。所述溶剂可选自苯、甲苯、二甲苯、醋酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸丁酯、醋酸戊酯、水中的至少一种。
优选地，所述导热填料选自碳化硅、氮化硅、氮化铝、石墨、氮化硼、氧化铝和二氧化硅中的至少一种。
优选地，所述防腐填料选自磷酸盐、缩合磷酸盐、钼酸盐、铁酸盐、硼酸盐、云母氧化铁、亚磷酸盐、磷硅酸盐、滑石粉、硫酸钡、重晶石粉和云母粉中的至少一种。
优选地，所述防沉剂选自累托石、膨润土、纤维素中的至少一种。
优选地，所述固化剂为聚酰胺固化剂、异氰酸酯固化剂、硅氮低聚物、硅氧低聚物和硅酸乙酯中的至少一种。
另外，优选地，所述石墨烯的片层平均厚度小于10nm，长度为0.1～100μm。
本发明还提供了一种上述石墨烯复合节能防护涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将石墨烯复合粘结剂的原料组分混匀，制得石墨烯复合粘结剂；
S2、将导热填料、防腐填料、防沉剂与步骤S1所制得的石墨烯复合粘结剂混合，得混合物；
S3、将所述混合物与固化剂混合。
步骤S1中，加入石墨烯后可进行分散处理，具体分散处理的方式可为搅拌、超声分散或者两者结合的方式。搅拌过程优选以1～5m/s的线速度搅拌10～30min。另外，优选先将石墨烯复合粘结的原料组分中除石墨烯外的其他原料组分混匀，再加入石墨烯，混匀，制得石墨烯复合粘结剂。
步骤S2中，混合过程优选以线速度1～5m/s搅拌10～30min。另外，优选地，将所述混合物研磨至粒度小于40μm。
以上石墨烯复合节能涂料可应用于制备空气预热器，可提高空气预热器的抗腐蚀防护性能和导热性能。具体地，本发明还提供一种空气预热器，包括涂料层，该涂料层由以上石墨烯复合节能涂料制得。该涂料层一般设置于空气预热器的外表面。
本发明的有益技术效果是：本发明提供一种石墨烯复合节能防护涂料及其制备方法和应用，该石墨烯复合节能防护涂料的原料中石墨烯复合粘接剂由包括石墨烯、高温粘接剂、分散剂和偶联剂的原料组分混合加工制成，呈现为均一的悬浮液状；其中，考虑到石墨烯小尺寸高比表面积的防腐效应和高导热性能，将其应用于涂料制备，可提高涂料的防腐和导热性能；而分散剂的加入可使石墨烯高度地分散，避免团聚；高温粘结剂可包覆石墨烯，与石墨烯之间形成很强的界面作用，在石墨烯复合粘接剂的制备过程中，石墨烯表面的羟基和羧基会使石墨烯变成褶皱状态，不平整的褶皱状态可增强石墨烯与高温粘结剂之间的相互作用，阻止石墨烯的团聚；而偶联剂的添加会改善石墨烯和高温粘结剂的界面作用，增强石墨烯与高温粘结剂的结合强度，进一步提高石墨烯的分散稳定性，从而保证石墨烯性能最大程度的发挥。另外，通过石墨烯复合粘结剂与导热填料、防腐填料、防沉剂和固化剂的共同协同作用，所得石墨烯复合节能防护涂料具有优异的导热性能、耐强酸腐蚀性、耐高温性、柔韧和耐机械冲击性。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明。
图1是本发明实施例1中石墨烯节能防护涂料的制备流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种石墨烯节能防护涂料，其制备流程如图1所示，具体制备方法包括：
(1)制备石墨烯复合粘接剂：a.按如下重量百分比取石墨烯复合粘结剂的组分：石墨烯10％、环氧树脂17％、呋喃树脂10％、有机硅树脂53％、分散剂(染料红122)5％、硅烷偶联剂5％，其中环氧树脂、呋喃树脂和有机硅树脂作为高温粘结剂；b、将有机化合物染料红122和硅烷偶联剂加入到环氧树脂、呋喃树脂和有机硅树脂中形成分散液；c.将石墨烯与分散液混合，搅拌分散0.5～1h,得到石墨烯复合粘接剂。
(2)制备涂料：a.按如下重量百分比取各原料：石墨烯复合粘接剂54.5％、碳化硅3％、二氧化硅2％、磷酸盐5％、膨润土1％、聚酰胺固化剂34.5％，其中，碳化硅和二氧化硅作为导热填料，磷酸盐作为防腐填料，膨润土作为防沉剂；b、将石墨烯复合粘接剂、碳化硅、二氧化硅、磷酸盐和膨润土混合，高速搅拌(线速度3m/s)10～30min，而后研磨至细度小于40μm，得中间产物；c.将中间产物密封、包装，施工前与聚酰胺固化剂混合，制得石墨烯节能防护涂料，即可喷涂。
按国家标准GB/T 1735-2009测试漆膜耐热性能，将带涂层样板分别在-50℃、200℃和400℃烘烤24h，漆膜无软化、起皱及脱落现象。按照国家标准GB/T22588-2008测试漆膜导热系数为6.3w/(m·K)；按国家标准GB/T 1731-1993测试漆膜柔韧性为≤2mm；按国家标准GB/T 1732-1993测试漆膜耐机械冲击性，50cm·kg通过。
按国家标准GB9274-88测试漆膜耐液体介质性能，将带涂层样板分别浸泡在沸腾的30％H2SO4及30％NaOH溶液中，80d(天)后漆膜无起泡、起皱及脱落现象，85d时浸泡在30％H2SO4溶液中的漆膜起泡，92d时浸泡在30％NaOH溶液中的漆膜起泡。
实施例2
一种石墨烯节能防护涂料，具体制备方法包括：
(1)制备石墨烯复合粘接剂：a.按如下重量百分比取石墨烯复合粘结剂的组分：石墨烯1％、氟碳树脂60％、酚醛树脂20％、分散剂(分散红S-5BL)1％、硅烷偶联剂1％、二甲苯10％、醋酸丁酯7％；b、将有机化合物分散红S-5BL、硅烷偶联剂、氟碳树脂、酚醛树脂与二甲苯、醋酸丁酯混合形成分散液；c.将石墨烯与分散液混合，超声分散0.5～1h,得到石墨烯复合粘接剂。
(2)制备涂料：a.按如下重量百分比取各原料：石墨烯复合粘接剂46％、氮化硅4.5％、氮化铝4.5％、氮化硼10％、缩合磷酸盐5％、滑石粉1％、硫酸钡1％、累托石3％、异氰酸酯固化剂25％；b、将石墨烯复合粘接剂、氮化硅、氮化铝、氮化硼、缩合磷酸盐、滑石粉、硫酸钡和累托石混合，高速搅拌(线速度3m/s)10～30min，而后研磨至细度小于40μm，得中间产物；c.将中间产物密封、包装，施工前与异氰酸酯固化剂混合，制得石墨烯节能防护涂料，即可喷涂。
按国家标准GB/T 1735-2009测试漆膜耐热性能，将带涂层样板分别在-50℃、200℃和400℃烘烤24h，漆膜无软化、起皱及脱落现象。按照国家标准GB/T 22588-2008测试漆膜导热系数为4.8w/(m·K)；按国家标准GB/T 1731-1993测试漆膜柔韧性为≤2mm；按国家标准GB/T 1732-1993测试漆膜耐机械冲击性，50cm·kg通过。
按国家标准GB9274-88测试漆膜耐液体介质性能，将带涂层样板分别浸泡在沸腾的30％H2SO4及30％NaOH溶液中，70d(天)后漆膜无起泡、起皱及脱落现象，75d时浸泡在30％H2SO4溶液中的漆膜起泡，82d时浸泡在30％NaOH溶液中的漆膜起泡。
实施例3
一种石墨烯节能防护涂料，具体制备方法包括：
(1)制备石墨烯复合粘接剂：a.按如下重量百分比取石墨烯复合粘结剂的组分：石墨烯6％、水性硅树脂30％、水性丙烯酸树脂13％、水性氟树脂40％、分散剂(活性蓝KN-FB)2.5％、硅烷偶联剂2.5％、水6％；b、将有机化合物活性蓝KN-FB、硅烷偶联剂、水性硅树脂、水性丙烯酸树脂、水性氟树脂和水混合形成分散液；c.将石墨烯与分散液混合，搅拌20min，再用超声波装置超声分散0.5～1h,得到石墨烯复合粘接剂。
(2)制备涂料：a.按如下重量百分比取各原料：石墨烯复合粘接剂49％、石墨8％、氧化铝2％、云母氧化铁2％、亚磷酸盐5％、磷硅酸盐3％、纤维素3％、异氰酸酯固化剂28％；b、将石墨烯复合粘接剂、氧化铝、石墨、云母氧化铁、亚磷酸盐、磷硅酸盐和纤维素混合，高速搅拌(线速度3m/s)10～30min，而后研磨至细度小于40μm，得中间产物；c.将中间产物密封、包装，施工前与异氰酸酯固化剂混合，制得石墨烯节能防护涂料，即可喷涂。
按国家标准GB/T 1735-2009测试漆膜耐热性能，将带涂层样板分别在-50℃、200℃和400℃烘烤24h，漆膜无软化、起皱及脱落现象。按照国家标准GB/T 22588-2008测试漆膜导热系数为7.1w/(m·K)；按国家标准GB/T 1731-1993测试漆膜柔韧性为≤2mm；按国家标准GB/T 1732-1993测试漆膜耐机械冲击性，50cm·kg通过。
按国家标准GB9274-88测试漆膜耐液体介质性能，将带涂层样板分别浸泡在沸腾的30％H2SO4及30％NaOH溶液中，70d(天)后漆膜无起泡、起皱及脱落现象，75d时浸泡在30％H2SO4溶液中的漆膜起泡，82d时浸泡在30％NaOH溶液中的漆膜起泡。
实施例4
一种石墨烯节能防护涂料，具体制备方法包括：
(1)制备石墨烯复合粘接剂：a.按如下重量百分比取石墨烯复合粘结剂的组分：石墨烯1％、有机硅树脂85％、分散剂(孔雀绿)1％、钛酸偶联剂1％、苯3％、甲苯3％、醋酸乙酯3％和醋酸甲酯3％；b、将有机化合物孔雀绿、钛酸酯偶联剂、有机硅树脂、苯、甲苯、醋酸乙酯和醋酸甲酯混合形成分散液；c.将石墨烯与分散液混合，搅拌分散0.5～1h,得到石墨烯复合粘接剂。
(2)制备涂料：a.按如下重量百分比取各原料：石墨烯复合粘接剂47％、氮化硅6％、氮化铝10％、硼酸盐6％、累托石7％、硅氮低聚物20％、硅氧低聚物3％和硅酸乙酯2％；b、将石墨烯复合粘接剂、氮化硅、氮化铝、硼酸盐和累托石混合，高速搅拌(线速度3m/s)10～30min，而后研磨至细度小于40μm，得中间产物；c.将中间产物密封、包装，施工前与硅氮低聚物、硅氧低聚物和硅酸乙酯固化剂混合，制得石墨烯节能防护涂料，即可喷涂。
按国家标准GB/T 1735-2009测试漆膜耐热性能，将带涂层样板分别在-50℃、200℃和400℃烘烤24h，漆膜无软化、起皱及脱落现象。按照国家标准GB/T 22588-2008测试漆膜导热系数为5.8w/(m·K)；按国家标准GB/T 1731-1993测试漆膜柔韧性为≤2mm；按国家标准GB/T 1732-1993测试漆膜耐机械冲击性，50cm·kg通过。
按国家标准GB9274-88测试漆膜耐液体介质性能，将带涂层样板分别浸泡在沸腾的30％H2SO4及30％NaOH溶液中，90d(天)后漆膜无起泡、起皱及脱落现象，95d时浸泡在30％H2SO4溶液中的漆膜起泡，120d时浸泡在30％NaOH溶液中的漆膜起泡。
实施例5
一种石墨烯节能防护涂料，具体制备方法包括：
(1)制备石墨烯复合粘接剂：a.按如下重量百分比取石墨烯复合粘结剂的组分：石墨烯1％、有机硅树脂85％、分散剂(孔雀绿)1％、钛酸偶联剂1％、苯6％、醋酸乙酯3％和醋酸戊酯3％；b、将有机化合物孔雀绿、钛酸酯偶联剂、有机硅树脂、苯、醋酸乙酯和醋酸戊酯混合形成分散液；c.将石墨烯与分散液混合，搅拌分散0.5～1h,得到石墨烯复合粘接剂。
(2)制备涂料：a.按如下重量百分比取各原料：石墨烯复合粘接剂47％、碳化硅6％、钼酸盐10％、铁酸盐5％、累托石7％、硅氮低聚物20％、硅氧低聚物3％和硅酸乙酯2％；b、将石墨烯复合粘接剂、碳化硅、钼酸盐、铁酸盐和累托石混合，高速搅拌(线速度3m/s)10～30min，而后研磨至细度小于40μm，得中间产物；c.将中间产物密封、包装，施工前与硅氮低聚物、硅氧低聚物和硅酸乙酯固化剂混合，制得石墨烯节能防护涂料，即可喷涂。
按国家标准GB/T 1735-2009测试漆膜耐热性能，将带涂层样板分别在-50℃、200℃和400℃烘烤24h，漆膜无软化、起皱及脱落现象。按照国家标准GB/T 22588-2008测试漆膜导热系数为5.3w/(m·K)；按国家标准GB/T 1731-1993测试漆膜柔韧性为≤2mm；按国家标准GB/T 1732-1993测试漆膜耐机械冲击性，50cm·kg通过。
按国家标准GB9274-88测试漆膜耐液体介质性能，将带涂层样板分别浸泡在沸腾的30％H2SO4及30％NaOH溶液中，100d(天)后漆膜无起泡、起皱及脱落现象，105d时浸泡在30％H2SO4溶液中的漆膜起泡，120d时浸泡在30％NaOH溶液中的漆膜起泡。
实施例6
一种石墨烯节能防护涂料，具体制备方法包括：
(1)制备石墨烯复合粘接剂：a.按如下重量百分比取石墨烯复合粘结剂的组分：石墨烯1％、有机硅树脂97％、分散剂(分散黄82)1％、钛酸偶联剂1％；b、将有机化合物分散黄82和硅烷偶联剂加入到有机硅树脂中形成分散液；c.将石墨烯与分散液混合，搅拌分散0.5～1h,得到石墨烯复合粘接剂。
(2)制备涂料：a.按如下重量百分比取各原料：石墨烯复合粘接剂45％、碳化硅15％、重晶石粉2％、云母粉4％、累托石6％、硅氮低聚物20％、硅氧低聚物5％和硅酸乙酯3％；b、将石墨烯复合粘接剂、碳化硅、重晶石粉、云母粉和累托石混合，高速搅拌(线速度3m/s)10～30min，而后研磨至细度小于40μm，得中间产物；c.将中间产物密封、包装，施工前与硅氮低聚物、硅氧低聚物和硅酸乙酯固化剂混合，制得石墨烯节能防护涂料，即可喷涂。
按国家标准GB/T 1735-2009测试漆膜耐热性能，将带涂层样板分别在-50℃、200℃和400℃烘烤24h，漆膜无软化、起皱及脱落现象。按照国家标准GB/T 22588-2008测试漆膜导热系数为4.2w/(m·K)；按国家标准GB/T 1731-1993测试漆膜柔韧性为≤2mm；按国家标准GB/T 1732-1993测试漆膜耐机械冲击性，50cm·kg通过。
按国家标准GB9274-88测试漆膜耐液体介质性能，将带涂层样板分别浸泡在沸腾的30％H2SO4及30％NaOH溶液中，70d(天)后漆膜无起泡、起皱及脱落现象，75d时浸泡在30％H2SO4溶液中的漆膜起泡，79d时浸泡在30％NaOH溶液中的漆膜起泡。
实施例7
一种石墨烯节能防护涂料，具体制备方法包括：
(1)制备石墨烯复合粘接剂：a.按如下重量百分比取石墨烯复合粘结剂的组分：石墨烯1％、有机硅树脂97％、分散剂(分散黄82)1％、钛酸偶联剂1％；b、将有机化合物分散黄82和硅烷偶联剂加入到有机硅树脂中形成分散液；c.将石墨烯与分散液混合，超声分散0.5～1h,得到石墨烯复合粘接剂。
(2)制备涂料：a.按如下重量百分比取各原料：石墨烯复合粘接剂45％、碳化硅6％、重晶石粉5％、云母粉10％、累托石6％、硅氮低聚物20％、硅氧低聚物5％和硅酸乙酯3％；b、将石墨烯复合粘接剂、碳化硅、重晶石粉、云母粉和累托石混合，高速搅拌(线速度3m/s)10～30min，而后研磨至细度小于40μm，得中间产物；c.将中间产物密封、包装，施工前与硅氮低聚物、硅氧低聚物和硅酸乙酯固化剂混合，制得石墨烯节能防护涂料，即可喷涂。
按国家标准GB/T 1735-2009测试漆膜耐热性能，将带涂层样板分别在-50℃、200℃和400℃烘烤24h，漆膜无软化、起皱及脱落现象。按照国家标准GB/T 22588-2008测试漆膜导热系数为4..1w/(m·K)；按国家标准GB/T1731-1993测试漆膜柔韧性为≤2mm；按国家标准GB/T 1732-1993测试漆膜耐机械冲击性，50cm·kg通过。
按国家标准GB9274-88测试漆膜耐液体介质性能，将带涂层样板分别浸泡在沸腾的30％H2SO4及30％NaOH溶液中，85d(天)后漆膜无起泡、起皱及脱落现象，90d时浸泡在30％H2SO4溶液中的漆膜起泡，95d时浸泡在30％NaOH溶液中的漆膜起泡。
对比例1
(1)制备粘接剂：a.按如下重量百分比取粘结剂的组分：有机硅树脂85％、苯7％、醋酸乙酯4％和醋酸戊酯4％；b将各组分混合搅拌分散0.5～1h，得到粘接剂；
(2)制备涂料：a.按如下重量百分比取各原料：粘接剂47％、碳化硅6％、钼酸盐10％、铁酸盐5％、累托石7％、硅氮低聚物20％、硅氧低聚物3％和硅酸乙酯2％；b、粘接剂、碳化硅、钼酸盐、铁酸盐和累托石混合，高速搅拌(线速度3m/s)10～30min，而后研磨至细度小于40μm，得中间产物；c.将中间产物密封、包装，施工前与硅氮低聚物、硅氧低聚物和硅酸乙酯固化剂混合，制得防护涂料，即可喷涂。
按国家标准GB/T 1735-2009测试漆膜耐热性能，将带涂层样板分别在-50℃、200℃和400℃烘烤24h，漆膜无软化、起皱及脱落现象。按照国家标准GB/T 22588-2008测试漆膜导热系数为2.6w/(m·K)；按国家标准GB/T 1731-1993测试漆膜柔韧性为≤3mm；按国家标准GB/T 1732-1993测试漆膜耐机械冲击性，50cm·kg通过。
按国家标准GB9274-88测试漆膜耐液体介质性能，将带涂层样板分别浸泡在沸腾的30％H2SO4及30％NaOH溶液中，35d(天)后漆膜无起泡、起皱及脱落现象，41d时浸泡在30％H2SO4溶液中的漆膜起泡，57d时浸泡在30％NaOH溶液中的漆膜起泡。
对比例2
(1)制备石墨烯复合粘接剂：a.按如下重量百分比取石墨烯复合粘结剂的组分：石墨烯1％、有机硅树脂85％、钛酸偶联剂1％、苯7％、醋酸乙酯3％和醋酸戊酯3％；b、将钛酸酯偶联剂、有机硅树脂、苯、醋酸乙酯和醋酸戊酯混合形成分散液；c.将石墨烯与分散液混合，搅拌分散0.5～1h,得到石墨烯复合粘接剂。
(2)制备涂料：a.按如下重量百分比取各原料：石墨烯复合粘接剂47％、碳化硅6％、钼酸盐10％、铁酸盐5％、累托石7％、硅氮低聚物20％、硅氧低聚物3％和硅酸乙酯2％；b、将石墨烯复合粘接剂、碳化硅、钼酸盐、铁酸盐和累托石混合，高速搅拌(线速度3m/s)10～30min，而后研磨至细度小于40μm，得中间产物；c.将中间产物密封、包装，施工前与硅氮低聚物、硅氧低聚物和硅酸乙酯固化剂混合，制得石墨烯节能防护涂料，即可喷涂。
按国家标准GB/T 1735-2009测试漆膜耐热性能，将带涂层样板分别在-50℃、200℃和400℃烘烤24h，漆膜无软化、起皱及脱落现象。按照国家标准GB/T 22588-2008测试漆膜导热系数为3.8w/(m·K)；按国家标准GB/T 1731-1993测试漆膜柔韧性为≤2mm；按国家标准GB/T 1732-1993测试漆膜耐机械冲击性，50cm·kg通过。
按国家标准GB 9274-88测试漆膜耐液体介质性能，将带涂层样板分别浸泡在沸腾的30％H2SO4及30％NaOH溶液中，7d(天)后漆膜无起泡、起皱及脱落现象，9d时浸泡在30％H2SO4溶液中的漆膜起泡，16d时浸泡在30％NaOH溶液中的漆膜起泡。
由上可知，以上实施例1-7所制得石墨烯节能防护涂料具有优异的导热性、耐强酸腐蚀性、耐高温性、柔性和耐机械冲击性，且制备方法简单，稳定性高，易于产业化生产，可应用于制备空气预热器，可提高空气预热器的抗腐蚀防护性能和导热性能。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所述权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种石墨烯复合节能防护涂料，其特征在于，包括如下重量百分数计的原料：45～54.5％石墨烯复合粘接剂、5～19.5％导热填料、5～19.5％防腐填料、0.5～7％防沉剂、25～34.5％固化剂；所述石墨烯复合粘结剂由包括石墨烯、高温粘接剂、分散剂和偶联剂的原料组分混合制成。
2.根据权利要求1所述的石墨烯复合节能防护涂料，其特征在于，所述石墨烯复合粘接剂的原料组分包括：1～10wt％石墨烯、80～97wt％高温粘接剂、1～7wt％分散剂、1～7wt％偶联剂和0～17wt％溶剂。
3.根据权利要求1或2所述的石墨烯复合节能防护涂料，其特征在于，所述分散剂为含有苯环基团的有机化合物。
4.根据权利要求3所述的石墨烯复合节能防护涂料，其特征在于，所述有机化合物含有1～7个苯环基团和如下官能团中的至少一种：偶氮、氧蒽、三芳基甲烷、蒽醌、恶嗪、季铵阳离子、芳胺酚。
5.根据权利要求1或2所述的石墨烯复合节能防护涂料，其特征在于，所述高温粘结剂选自环氧树脂、有机硅树脂、呋喃树脂、酚醛树脂、氟碳树脂、水性硅树脂、水性丙烯酸树脂和水性氟树脂中的至少一种；所述偶联剂选自硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的石墨烯复合节能防护涂料，其特征在于，所述导热填料选自碳化硅、氮化硅、氮化铝、石墨、氮化硼、氧化铝和二氧化硅中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的石墨烯复合节能防护涂料，其特征在于，所述防腐填料选自磷酸盐、缩合磷酸盐、钼酸盐、铁酸盐、硼酸盐、云母氧化铁、亚磷酸盐、磷硅酸盐、滑石粉、硫酸钡、重晶石粉和云母粉中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的石墨烯复合节能防护涂料，其特征在于，所述防沉剂选自累托石、膨润土和纤维素中的至少一种。
9.根据权利要求1或2所述的石墨烯复合节能防护涂料，其特征在于，所述固化剂为聚酰胺固化剂、异氰酸酯固化剂、硅氮低聚物、硅氧低聚物和硅酸乙酯中的至少一种。
10.权利要求1-9中任一项所述石墨烯复合节能防护涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将石墨烯复合粘结剂的原料组分混匀，制得石墨烯复合粘结剂；
S2、将导热填料、防腐填料、防沉剂与步骤S1所制得的石墨烯复合粘结剂混合，得混合物；
S3、将所述混合物与固化剂混合。
11.权利要求1-9任一项所述石墨烯复合节能涂料在制备空气预热器中的应用。
12.一种空气预热器，其特征在于，包括涂料层，所述涂料层由权利要求1-9任一项所述石墨烯复合节能涂料制得。
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