CN111218134A - 一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石墨烯涂料技术领域，尤其为一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料及其制备方法；包括由以下重量份的原料制备而成：高温粘接剂45～55重量份；石墨烯分散液3～10重量份；防腐填料5～15重量份；片层状材料8～18重量份；增韧剂2～8重量份；去离子水10～20重量份；锆溶胶固化形成的氧化锆熔点高达2700℃，使得粘接剂具有更高的结合强度、耐温极限及抗热震性能，最高耐温可达1800℃；引入石墨烯材料，利用石墨烯材料独特的二维片层结构使其具有超高的强度、优越的导电导热性能和对水分子及空气优异的屏蔽性能，能有效阻隔腐蚀介质的扩散，极大的提升涂层的防腐性能。
Description
技术领域
本发明属于石墨烯涂料技术领域，具体涉及一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料及其制备方法。
背景技术
耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料是在高温环境中可以保护基材防腐、抗氧化、封闭、耐磨等作用的特种防腐材料，适用于高温炉、烟囱烟道、高温脱硫设备、排气管等部位；
石墨烯独特的二维片层结构使其具有超高的强度、优越的导电导热性能和对水分子及空气优异的屏蔽性能，能有效阻隔腐蚀介质的扩散，是防腐涂层很好的应用材料，通过一定的分散技术将其引入涂层中，可极大的提升涂层的防腐性能；
但是：市场上针对高温炉、烟囱烟道、高温脱硫设备、排气管等部位的熔融盐硫、氯、钠、钾等离子的高温腐蚀的防护技术非常有限；
为此，提出了一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料及其制备方法。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料，包括由以下重量份的原料制备而成：高温粘接剂45～55重量份；石墨烯分散液3～10重量份；防腐填料5～15重量份；片层状材料8～18重量份；增韧剂2～8重量份；去离子水10～20重量份。
作为本发明的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料优选技术方案，所述高温粘接剂包括磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸二氢锌、磷酸铝铬、锆溶胶中的一种或其组合。
作为本发明的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料优选技术方案，所述石墨烯分散液由以下组分组成：石墨烯粉体、分散剂、去离子水。
作为本发明的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料优选技术方案，所述防腐填料包括三聚磷酸铝、三氧化二铬、磷酸锌中的一种或其组合。
作为本发明的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料优选技术方案，所述片层状材料包括六方氮化硼、片状铝粉、绢云母中的一种或其组合。
作为本发明的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料优选技术方案，所述增韧剂包括氧化锆纤维、氧化硅纤维中的至少一种。
作为本发明的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料优选技术方案，所述石墨烯分散液包括由以下重量份的原料制备而成：石墨烯粉体1～8重量份、分散剂2～15重量份、去离子水79～97重量份；所述分散剂包括吡咯烷酮或季铵盐类中至少一种；所述石墨烯粉体片径在5～20μm。
作为本发明的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料优选技术方案，所述防腐填料包括由以下重量份的原料制备而成：三聚磷酸铝30～55重量份；三氧化二铬0～67重量份；磷酸锌0～50重量份，所述防腐填料粒径范围在1μm～20μm之间。
作为本发明的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料优选技术方案，所述片层状材料包括由以下重量份的原料制备而成：六方氮化硼15～50重量份；片状铝粉10～40重量份；绢云母20～50重量份；所述片层状材料的粒径范围在10μm～20μm之间。
一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸二氢锌、磷酸铝铬、锆溶胶缓慢混合，搅拌均匀，制得高温粘接剂；
S2、将石墨烯粉体、分散剂和去离子水混合，使用超声波乳化分散器超声分散30min以上，制得石墨烯分散液；
S3、将S1所得高温粘接剂、S2所得石墨烯分散液、防腐填料、增韧剂和去离子水加入分散缸内高速分散均匀后，使用砂磨机研磨至细度20μm以下，出料，加入片层状材料，高速搅拌至少2h以上，即得到耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：温粘接剂采用多种材料进行复配，克服单一粘接剂综合性能差的缺点，使得粘接剂性能更加稳定，再并引入锆溶胶，锆溶胶固化形成的氧化锆熔点高达2700℃，使得粘接剂具有更高的结合强度、耐温极限及抗热震性能，最高耐温可达1800℃；引入石墨烯材料，利用石墨烯材料独特的二维片层结构使其具有超高的强度、优越的导电导热性能和对水分子及空气优异的屏蔽性能，能有效阻隔腐蚀介质的扩散，极大的提升涂层的防腐性能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料，包括由以下重量份的原料制备而成：高温粘接剂45～55重量份；石墨烯分散液3～10重量份；防腐填料5～15重量份；片层状材料8～18重量份；增韧剂2～8重量份；去离子水10～20重量份。
在一个可选的实施例中：所述高温粘接剂包括磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸二氢锌、磷酸铝铬、锆溶胶中的一种或其组合。
在一个可选的实施例中：所述石墨烯分散液由以下组分组成：石墨烯粉体、分散剂、去离子水。
在一个可选的实施例中：所述防腐填料包括三聚磷酸铝、三氧化二铬、磷酸锌中的一种或其组合。
在一个可选的实施例中：所述片层状材料包括六方氮化硼、片状铝粉、绢云母中的一种或其组合。
在一个可选的实施例中：所述增韧剂包括氧化锆纤维、氧化硅纤维中的至少一种。
在一个可选的实施例中：所述石墨烯分散液包括由以下重量份的原料制备而成：石墨烯粉体1～8重量份、分散剂2～15重量份、去离子水79～97重量份；所述分散剂包括吡咯烷酮或季铵盐类中至少一种；所述石墨烯粉体片径在5～20μm。
在一个可选的实施例中：所述防腐填料包括由以下重量份的原料制备而成：三聚磷酸铝30～55重量份；三氧化二铬0～67重量份；磷酸锌0～50重量份，所述防腐填料粒径范围在1μm～20μm之间。
在一个可选的实施例中：所述片层状材料包括由以下重量份的原料制备而成：六方氮化硼15～50重量份；片状铝粉10～40重量份；绢云母20～50重量份；所述片层状材料的粒径范围在10μm～20μm之间。
一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸二氢锌、磷酸铝铬、锆溶胶缓慢混合，搅拌均匀，制得高温粘接剂；
S2、将石墨烯粉体、分散剂和去离子水混合，使用超声波乳化分散器超声分散30min以上，制得石墨烯分散液；
S3、将S1所得高温粘接剂、S2所得石墨烯分散液、防腐填料、增韧剂和去离子水加入分散缸内高速分散均匀后，使用砂磨机研磨至细度20μm以下，出料，加入片层状材料，高速搅拌至少2h以上，即得到耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料。
本发明采用温粘接剂采用多种材料进行复配，克服单一粘接剂综合性能差的缺点，使得粘接剂性能更加稳定，再并引入锆溶胶，锆溶胶固化形成的氧化锆熔点高达2700℃，使得粘接剂具有更高的结合强度、耐温极限及抗热震性能，最高耐温可达1800℃；引入石墨烯材料，利用石墨烯材料独特的二维片层结构使其具有超高的强度、优越的导电导热性能和对水分子及空气优异的屏蔽性能，能有效阻隔腐蚀介质的扩散，极大的提升涂层的防腐性能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料，其特征在于，包括由以下重量份的原料制备而成：高温粘接剂45～55重量份；石墨烯分散液3～10重量份；防腐填料5～15重量份；片层状材料8～18重量份；增韧剂2～8重量份；去离子水10～20重量份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料，其特征在于：所述高温粘接剂包括磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸二氢锌、磷酸铝铬、锆溶胶中的一种或其组合。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料，其特征在于：所述石墨烯分散液由以下组分组成：石墨烯粉体、分散剂、去离子水。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料，其特征在于：所述防腐填料包括三聚磷酸铝、三氧化二铬、磷酸锌中的一种或其组合。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料，其特征在于：所述片层状材料包括六方氮化硼、片状铝粉、绢云母中的一种或其组合。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料，其特征在于：所述增韧剂包括氧化锆纤维、氧化硅纤维中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料，其特征在于：所述石墨烯分散液包括由以下重量份的原料制备而成：石墨烯粉体1～8重量份、分散剂2～15重量份、去离子水79～97重量份；所述分散剂包括吡咯烷酮或季铵盐类中至少一种；所述石墨烯粉体片径在5～20μm。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料，其特征在于：所述防腐填料包括由以下重量份的原料制备而成：三聚磷酸铝30～55重量份；三氧化二铬0～67重量份；磷酸锌0～50重量份，所述防腐填料粒径范围在1μm～20μm之间。
9.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料，其特征在于：所述片层状材料包括由以下重量份的原料制备而成：六方氮化硼15～50重量份；片状铝粉10～40重量份；绢云母20～50重量份；所述片层状材料的粒径范围在10μm～20μm之间。
10.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将磷酸二氢铝、磷酸二氢镁、磷酸二氢锌、磷酸铝铬、锆溶胶缓慢混合，搅拌均匀，制得高温粘接剂；
S2、将石墨烯粉体、分散剂和去离子水混合，使用超声波乳化分散器超声分散30min以上，制得石墨烯分散液；
S3、将S1所得高温粘接剂、S2所得石墨烯分散液、防腐填料、增韧剂和去离子水加入分散缸内高速分散均匀后，使用砂磨机研磨至细度20μm以下，出料，加入片层状材料，高速搅拌至少2h以上，即得到耐高温耐腐蚀的石墨烯涂料。
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