CN112143301A - 一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料及其制备、使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料及其制备、使用方法，属于腐蚀防护领域。本发明的涂层材料包括聚四氟乙烯、酚醛树脂、填料和偶联剂，其中填料包括二氧化硅，所述偶联剂为含氟基的偶联剂和/或含环氧丙氧基的偶联剂；填料周围附着有所述偶联剂，且分布于填料周围的偶联剂占偶联剂总量的35％～80％；本发明的涂层材料通过涂层原料预处理、涂层材料制备、涂层材料涂覆和干燥进行制备。本发明的涂层材料具有优异的耐高温性能、耐酸性、耐碱性和耐磨性，能有效抵抗氯离子侵蚀，有效保护基体材料的服役安全。
Description
技术领域
本发明属涉及腐蚀与防护领域，更具体地说，涉及一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料及 其制备、使用方法。
背景技术
高分子基体在复合材料中起至关重要的作用，高分子基体可以作为涂层的骨架，高分 子基体可以有效的粘结基材，使涂层材料与基体可以达到优良的结合作用。另外，由于高 分子材料具有高弹性，可以吸收一部分冲击能量，减缓外部冲击对基体的破坏。高分子材 料具有优异的耐蚀性，尤其是在导电介质中，由于其绝缘性，使得涂层不受电化学腐蚀的 作用。
传统的有机涂料耐热性低，耐酸性差，很难在极端环境下应用。耐高温涂料多集中在 耐高温涂料成膜物上，多为单纯的有机硅树脂，目前主要的解决方案一是对树脂进行改性， 二是添加耐高温填料。但是其耐酸性较差，因此采用改性酚醛树脂。改性酚醛树脂的耐热 温度可到200℃，改性酚醛树脂具有大量极性基团，极性强是可以有效与金属集体进行结 合，表现出黏附强的特点；但是固化后，改性酚醛树脂的交联密度高，存在大量的刚性苯环，内应力大，质硬而脆，因此作为涂层使用，必须改进其脆性，即改善其内应力和交联 密度；另外现有技术中涂层内含有填料，填料在一定程度上虽然可以提高涂料的性能，但 是填料与其它成分相容性较差，所以对涂层质量影响较大。
经检索，中国专利公开号：CN110204996A，专利名称为一种输油管道高耐磨防腐涂层及其制备方法，该专利中公开了一种涂层材料：包括以下重量份数的原料：环氧树脂20～38份、聚氨酯15～30份、有机氟填料12～20份、活性稀释剂5～12份、中空陶瓷微粉0.6～5.5份、纳米石墨粉2～4份、碳化硅5～20份、有机钛螯合物0.5～0.8份、无机填料10～ 31份、抗菌剂0.2～0.8份、硅烷偶联剂0.1～1份、功能助剂1～3份、固化剂3～12份、 二氧化硅矿物填充料20～40份；该方案在一定程度上改善了涂层的耐腐蚀以及强度，但 是其仍存在成分相容性较差的问题。
石油压裂行业环境中铝合金管材的服役安全问题，石油井下服役环境苛刻，盐酸浓度 高达20％，温度高达160℃，压力高达50Mpa，为了保护铝合金油管在井下不受腐蚀，必须对油管进行表面处理，寻找一种材料可以在严苛的服役环境下，保证铝合金油管的服役安全。
针对上述现状，发明人长时间致力于如何有效提高涂层耐温性和耐酸性，并开展了涂 层强韧性的研究，并取得了一定的成果。为了满足井下服役效果，使涂层材料更好的保护 铝合金基体，提高涂层的韧性至关重要。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明旨在解决现有技术中金属涂料耐腐蚀尤其耐酸性能以及强度较差的技术问题， 提供了一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料及其制备、使用方法，通过聚四氟乙烯、酚醛树脂 以及特定填料和偶联剂的配比使用，改善该涂层的性能。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料，包括聚四氟乙烯、酚醛树脂、填料和偶联 剂，其中填料包括二氧化硅，所述偶联剂为含氟基的偶联剂和/或含环氧丙氧基的偶联剂； 分布于填料周围的偶联剂占偶联剂总量的35％～80％。
优选地，所使用的聚四氟乙烯为硅酸改性聚四氟乙烯。
优选地，所述填料中的二氧化硅为纳米二氧化硅，其中粒径小于200nm的二氧化硅占 二氧化硅总量的60％～85％。
优选地，所述填料中还包括高岭土和/或粉煤灰和/或转炉钢渣。
优选地，所述高岭土和/或粉煤灰和/或转炉钢渣的粒径为45μm-120μm。
优选地，还包括纳米核壳橡胶粒子和/或碳纤维。
优选地，所述纳米核壳橡胶粒子粒度为60nm-100nm。
优选地，所述偶联剂的添加质量占总量的4.2％-7.2％。
优选地，涂层各成分按以下重量份的组分构成：
优选地，涂覆有该涂层材料的铝合金管可在140-180℃以及20％浓度盐酸的环境下服 役。
所述一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料的使用方法按如下步骤进行：先用工业除油剂对 铝合金管进行除油，然后在用棕刚玉对铝合金表面进行喷砂，将喷砂后的管子预热至240-250℃，进行高压喷涂层材料，放入加热炉在300℃温度下进行高温固化，固化2h，用 超声波检测仪检测涂层厚度，重复喷涂层材料的操作，直至涂层达到0.8mm。
优选地，所述的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料制备方法，其特征在于，工业除油剂 为二甲氧基甲烷、丙酮中一种。
本发明一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料的制备方法，步骤为：
S1、硅酸处理液是由H2SiO4和SiF4按照(4～5):1的比例混合，将硅酸处理液与聚四氟乙烯同时加入容器中，进行超声处理；最终获得硅酸改性的聚四氟乙烯。
S2、将聚氨酯和酚醛树脂放入反应釜附中加热，加入丙酮，然后搅拌12～23min，使得 聚氨酯预聚体中的端异氰酸酯基和酚醛中的羟甲基反应获得聚氨酯改性的酚醛树脂。
S3、加入乙醇，同时加入S2中改性聚四氟乙烯微粉、酚醛树脂，填料继续搅拌高速搅拌26～43min。
S4、将以上反应好的胶状物导入容器中，加入纳米核壳橡胶和碳纤维，继续搅拌13～26min，并进行超声处理。
S5、将合成的树脂的进行脱气处理，获得最终涂料产品。
本发明的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料的使用方法，先用丙酮对铝合金管进行除 油，然后在用45～75微米的棕刚玉对铝合金表面进行喷砂，喷砂半小时内，将喷砂后的管 子放置在加热炉内预热至225～255℃，随后用高压无气喷涂设备喷涂涂层材料，均匀的喷 好一层涂料后，放入加热炉在275～315℃温度下进行高温固化，固化1～4h，检测涂层厚度， 当厚度达到2.5mm时，再将涂料涂敷在铝合金管道上，进行二次高温固化，固化1.5～2.5h 后至厚度达到5mm取出。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料，包括聚四氟乙烯、酚醛树脂、填料和偶联剂，其中填料包括二氧化硅，所述偶联剂为含氟基的偶联剂和/或含环氧丙氧基的偶联剂；分布于填料周围的偶联剂占偶联剂总量的35％～80％；耐温性可达200℃，能够长期在160℃环境温度下进行服役；耐盐酸性能优异，可以承受20％盐酸的侵蚀作用；耐压性 能强，可以承受50Mpa压力不变形。另外通过增韧材料的添加，可以将涂层韧性显著提高， 其韧性要优于铝合金基体材料。
(2)本发明一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料的制备方法，制备过程中通过使用由H2SiO4和SiF4按照(4～5):1的比例混合的硅酸处理液对聚四氟乙烯进行预处理；最终获 得硅酸改性的聚四氟乙烯生产涂料，可以有效提高涂料的耐腐性能以及涂层粘结强度。
(3)本发明的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料的使用方法，先用丙酮对铝合金管进 行除油，然后在用45～75微米的棕刚玉对铝合金表面进行喷砂，喷砂半小时内，将喷砂后 的管子放置在加热炉内预热至225～255℃，随后用高压无气喷涂设备喷涂涂层材料，均匀 的喷好一层涂料后，放入加热炉在275～315℃温度下进行高温固化，固化1～4h，用超声波 检测仪检测涂层厚度，当厚度达到2.0～2.9mm时，再将涂料涂敷在铝合金管道上，进行二 次高温固化，固化1.5～2.5h后至厚度达到3.5～5.6mm取出；使得涂料中的聚四氟乙烯与酚 醛树脂充分结合，有利于涂料性能的改善，并增强与基体的粘接程度。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对 本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部 分实施例，而不是全部的实施例；而且，各个实施例之间不是相对独立的，根据需要可以相互组合，从而达到更优的效果。因此，以下对实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
本发明的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料，包括聚四氟乙烯、酚醛树脂、填料和偶联 剂，其中填料包括二氧化硅，所述偶联剂为含氟基的偶联剂和/或含环氧丙氧基的偶联剂； 分布于填料周围的偶联剂占偶联剂总量的35％～80％。改性酚醛树脂是利用聚氨酯预聚体中 的端异氰酸酯基和酚醛中的羟甲基反应，引入聚氨酯柔性链段，达到增韧效果。
另外，偶联剂尽可能存在于二氧化硅周围，偶联剂对其进行表面改性，增强材料的疏 水性能。改性原理是偶联剂可以合二氧化硅中的硅羟基作用，使其表面羟基转化为非极性 基团，使高分子基体界面相容性变得更好。
其中，所使用的聚四氟乙烯为硅酸改性聚四氟乙烯；硅酸处理液是由H2SiO4和SiF4 按照4:1的比例混合；其目的是表面活化PTFE，增强聚四氟乙烯的与其他材料的粘结性， 原因是聚四氟乙烯具有低表面能和良好的化学惰性，很难直接和其他材料进行粘结。
另外，所述填料中的二氧化硅为纳米二氧化硅，其中粒径小于200nm的二氧化硅占二 氧化硅总量的60％～85％。并且优选地，所述填料中还包括高岭土和/或粉煤灰和/或转炉钢 渣；所述高岭土和/或粉煤灰和/或转炉钢渣的粒径为45μm-120μm。还可以包括消泡剂，所 述消泡剂为有机硅粉末消泡剂。
涂层材料还包括纳米核壳橡胶粒子和/或碳纤维。其中所述纳米核壳橡胶粒子粒度为 60nm-100nm，其表面非配对原子多，可与改性酚醛树脂发生物理或化学结合，增强与基体 的界面结合，提高材料的稳定性。
值得说明的是，所述偶联剂的添加质量占总量的4.2％-7.2％。进一步优选偶联剂使用 量符合函数关系y＝-x2+14x+44.8，其中x为二氧化硅添加质量，y为偶联剂使用质量。
所述一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料的使用方法按如下步骤进行：先用工业除油剂对 铝合金管进行除油，然后在用棕刚玉对铝合金表面进行喷砂，将喷砂后的管子预热至240-250℃，进行高压喷涂层材料，放入加热炉在300℃温度下进行高温固化，固化2h，用 超声波检测仪检测涂层厚度，重复喷涂层材料的操作，直至涂层达到0.8mm。
所述的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料制备方法，其特征在于，工业除油剂为二甲氧 基甲烷、丙酮中一种。
本实施例的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料的使用方法，先用丙酮对铝合金管进行除 油，然后在用45～75微米的棕刚玉对铝合金表面进行喷砂，喷砂半小时内，将喷砂后的管 子放置在加热炉内预热至225～255℃，随后用高压无气喷涂设备喷涂涂层材料，均匀的喷 好一层涂料后，放入加热炉在275～315℃温度下进行高温固化，固化1～4h，检测涂层厚度， 当厚度达到2.0～2.9mm时，再将涂料涂敷在铝合金管道上，进行二次高温固化，固化1.5～2.5h后至厚度达到3.5～5.6mm取出。
实施例1
一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料，由下属重量份的原料制得：
改性聚四氟乙烯微粉40g，改性酚醛树脂31g，纳米核壳橡胶纤维5g，改性纳米二氧化硅(偶联剂添加量为4.5％)10g，粉煤灰4g，高岭土2g，消泡剂1g，碳纤维5g；将上 述粉末进行混合。
涂料具体制备过程为：
S1、硅酸处理液是由H2SiO4和SiF4按照4:1的比例混合，将硅酸处理液与聚四氟乙烯 同时加入容器中，进行超声处理；最终获得硅酸改性的聚四氟乙烯。
S2、将聚氨酯和酚醛树脂放入反应釜附中加热，加入丙酮，然后搅拌20min，使得聚氨酯预聚体中的端异氰酸酯基和酚醛中的羟甲基反应获得聚氨酯改性的酚醛树脂。
S3、加入乙醇，同时加入S2中改性聚四氟乙烯微粉、酚醛树脂，填料继续搅拌高速搅拌30min。
S4、将以上反应好的胶状物导入容器中，加入纳米核壳橡胶和碳纤维，继续搅拌20min， 并进行超声处理。
S5、将合成的树脂的进行脱气处理，获得最终涂料产品。
涂层加工按照如下步骤进行：
先用丙酮对铝合金管进行除油，然后在用45～75微米的棕刚玉对铝合金表面进行喷砂， 喷砂半小时内，将喷砂后的管子放置在加热炉内预热至240℃，随后用高压无气喷涂设备 喷涂涂层材料，均匀的喷好一层涂料后，放入加热炉在300℃温度下进行高温固化，固化 2h，用超声波检测仪检测涂层厚度，当厚度达到2.5mm时，再将涂料涂敷在铝合金管道上， 进行二次高温固化，固化2h后取出，直至涂层厚度达5.0mm。
上述实施例制备的性能检测结果如下所示：
三点弯曲测得的下屈服力是2.57KN，表面涂层脆性较大，结合强度为13.3Mpa
在高温高压釜中进行测试，实验环境为50Mpa，温度160℃，20％盐酸，测试时间为8h，测试结束表明涂层完好。
实施例2
改性聚四氟乙烯微粉40g，改性酚醛树脂31g，纳米核壳橡胶纤维5g，改性纳米二氧化硅(偶联剂添加量为6％)10g，粉煤灰4g，高岭土2g，消泡剂1g，碳纤维5g；将上述 粉末进行混合。
涂层具体制备过程为：
S1、硅酸处理液是由H2SiO4和SiF4按照4:1的比例混合，将硅酸处理液与聚四氟乙烯 同时加入容器中，进行超声处理；最终获得硅酸改性的聚四氟乙烯。
S2、将聚氨酯和酚醛树脂放入反应釜附中加热，加入丙酮，然后搅拌20min，使得聚氨酯预聚体中的端异氰酸酯基和酚醛中的羟甲基反应获得聚氨酯改性的酚醛树脂。
S3、加入乙醇，同时加入S2中改性聚四氟乙烯微粉、酚醛树脂，填料继续搅拌高速搅拌30min。
S4、将以上反应好的胶状物导入容器中，加入纳米核壳橡胶和碳纤维，继续搅拌20min， 并进行超声处理。
S5、将合成的树脂的进行脱气处理，获得最终涂料产品。
涂层加工按照如下步骤进行：
先用丙酮对铝合金管进行除油，然后在用45微米-75微米的棕刚玉对铝合金表面进行 喷砂，喷砂半小时内，将喷砂后的管子放置在加热炉内预热至240℃，随后用高压无气喷 涂设备喷涂涂层材料，均匀的喷好一层涂料后，放入加热炉在300℃温度下进行高温固化， 固化2h，用超声波检测仪检测涂层厚度，当厚度达到2.5mm时，再将涂料涂敷在铝合金管道上，进行二次高温固化，固化2h后取出，直至涂层厚度达5.0mm。
上述实施例制备的性能检测结果如下所示：
三点弯曲测得的下屈服力是2.95KN，表面涂层脆性较大，结合强度为13.9Mpa
在高温高压釜中进行测试，实验环境为50Mpa，温度160℃，20％盐酸，测试时间为8h，测试结束表明涂层完好。
实施例3
改性聚四氟乙烯微粉50g，改性酚醛树脂31g，纳米核壳橡胶纤维8g，改性纳米二氧化硅(偶联剂添加量为6％)15g，粉煤灰2g，高岭土3g，消泡剂1g，碳纤维5g；将上述 粉末进行混合。
涂层具体制备过程为：
S1、硅酸处理液是由H2SiO4和SiF4按照4:1的比例混合，将硅酸处理液与聚四氟乙烯 同时加入容器中，进行超声处理；最终获得硅酸改性的聚四氟乙烯。
S2、将聚氨酯和酚醛树脂放入反应釜附中加热，加入丙酮，然后搅拌20min，使得聚氨酯预聚体中的端异氰酸酯基和酚醛中的羟甲基反应获得聚氨酯改性的酚醛树脂。
S3、加入乙醇，同时加入S2中改性聚四氟乙烯微粉、酚醛树脂，填料继续搅拌高速搅拌30min。
S4、将以上反应好的胶状物导入容器中，加入纳米核壳橡胶和碳纤维，继续搅拌20min， 并进行超声处理。
S5、将合成的树脂的进行脱气处理，获得最终涂料产品。
涂层加工按照如下步骤进行：
先用丙酮对铝合金管进行除油，然后在用45～75微米的棕刚玉对铝合金表面进行喷砂， 喷砂半小时内，将喷砂后的管子放置在加热炉内预热至240℃，随后用高压无气喷涂设备 喷涂涂层材料，均匀的喷好一层涂料后，放入加热炉在300℃温度下进行高温固化，固化 2h，用超声波检测仪检测涂层厚度，当厚度达到2.5mm时，再将涂料涂敷在铝合金管道上， 进行二次高温固化，固化2h后取出，直至涂层厚度达5.0mm。
上述实施例制备的性能检测结果如下所示：
三点弯曲在测量条件下不存在下屈服力(基体断裂实验立即停止)，结合强度为13.9Mpa
在高温高压釜中进行测试，实验环境为50Mpa，温度160℃，20％盐酸，测试时间为8h，测试结束表明涂层完好。
实施例4
一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料，由下属重量份的原料制得：
改性聚四氟乙烯微粉40g，改性酚醛树脂31g，纳米核壳橡胶纤维5g，改性纳米二氧化硅(偶联剂添加量为6％)10g，粉煤灰4g，高岭土2g，消泡剂1g，碳纤维5g；将上述 粉末进行混合。
涂层具体制备过程为：
S1、硅酸处理液是由H2SiO4和SiF4按照4.5:1的比例混合，将硅酸处理液与聚四氟乙 烯同时加入容器中，进行超声处理；最终获得硅酸改性的聚四氟乙烯。
S2、将聚氨酯和酚醛树脂放入反应釜附中加热，加入丙酮，然后搅拌20min，使得聚氨酯预聚体中的端异氰酸酯基和酚醛中的羟甲基反应获得聚氨酯改性的酚醛树脂。
S3、加入乙醇，同时加入S2中改性聚四氟乙烯微粉、酚醛树脂，填料继续搅拌高速搅拌30min。
S4、将以上反应好的胶状物导入容器中，加入纳米核壳橡胶和碳纤维，继续搅拌20min， 并进行超声处理。
S5、将合成的树脂的进行脱气处理，获得最终涂料产品。
涂层加工按照如下步骤进行：
先用丙酮对铝合金管进行除油，然后在用45～75微米的棕刚玉对铝合金表面进行喷砂， 喷砂半小时内，将喷砂后的管子放置在加热炉内预热至240℃，随后用高压无气喷涂设备 喷涂涂层材料，均匀的喷好一层涂料后，放入加热炉在300℃温度下进行高温固化，固化 2h，用超声波检测仪检测涂层厚度，当厚度达到2.5mm时，再将涂料涂敷在铝合金管道上， 进行二次高温固化，固化2h后取出，直至涂层厚度达5.0mm。
上述实施例制备的性能检测结果如下所示：
三点弯曲测得的下屈服力是2.56KN，表面涂层脆性较大，结合强度为13.4Mpa
在高温高压釜中进行测试，实验环境为50Mpa，温度160℃，20％盐酸，测试时间为8h，测试结束表明涂层完好。
实施例5
改性聚四氟乙烯微粉40g，改性酚醛树脂31g，纳米核壳橡胶纤维5g，改性纳米二氧化硅(偶联剂添加量为6％)10g，粉煤灰4g，高岭土2g，消泡剂1g，碳纤维5g；将上述 粉末进行混合。
涂层具体制备过程为：
S1、硅酸处理液是由H2SiO4和SiF4按照5.3:1的比例混合，将硅酸处理液与聚四氟乙 烯同时加入容器中，进行超声处理；最终获得硅酸改性的聚四氟乙烯。
S2、将聚氨酯和酚醛树脂放入反应釜附中加热，加入丙酮，然后搅拌20min，使得聚氨酯预聚体中的端异氰酸酯基和酚醛中的羟甲基反应获得聚氨酯改性的酚醛树脂。
S3、加入乙醇，同时加入S2中改性聚四氟乙烯微粉、酚醛树脂，填料继续搅拌高速搅拌30min。
S4、将以上反应好的胶状物导入容器中，加入纳米核壳橡胶和碳纤维，继续搅拌20min， 并进行超声处理。
S5、将合成的树脂的进行脱气处理，获得最终涂料产品。
涂层加工按照如下步骤进行：
先用丙酮对铝合金管进行除油，然后在用45微米-75微米的棕刚玉对铝合金表面进行 喷砂，喷砂半小时内，将喷砂后的管子放置在加热炉内预热至240℃，随后用高压无气喷 涂设备喷涂涂层材料，均匀的喷好一层涂料后，放入加热炉在300℃温度下进行高温固化， 固化2h，用超声波检测仪检测涂层厚度，当厚度达到2.5mm时，再将涂料涂敷在铝合金管道上，进行二次高温固化，固化2h后取出，直至涂层厚度达5.0mm。
上述实施例制备的性能检测结果如下所示：
三点弯曲测得的下屈服力是2.29KN，表面涂层脆性较大，结合强度为12.6Mpa。
在高温高压釜中进行测试，实验环境为50Mpa，温度160℃，20％盐酸，测试时间为8h，测试结束表明涂层完好。
实施例6
改性聚四氟乙烯微粉50g，改性酚醛树脂31g，纳米核壳橡胶纤维8g，改性纳米二氧化硅(偶联剂添加量为6％)15g，粉煤灰2g，高岭土3g，消泡剂1g，碳纤维5g；将上述 粉末进行混合。
涂层具体制备过程为：
S1、硅酸处理液是由H2SiO4和SiF4按照5.7:1的比例混合，将硅酸处理液与聚四氟乙 烯同时加入容器中，进行超声处理；最终获得硅酸改性的聚四氟乙烯。
S2、将聚氨酯和酚醛树脂放入反应釜附中加热，加入丙酮，然后搅拌20min，使得聚氨酯预聚体中的端异氰酸酯基和酚醛中的羟甲基反应获得聚氨酯改性的酚醛树脂。
S3、加入乙醇，同时加入S2中改性聚四氟乙烯微粉、酚醛树脂，填料继续搅拌高速搅拌30min。
S4、将以上反应好的胶状物导入容器中，加入纳米核壳橡胶和碳纤维，继续搅拌20min， 并进行超声处理。
S5、将合成的树脂的进行脱气处理，获得最终涂料产品。
涂层加工按照如下步骤进行：
先用丙酮对铝合金管进行除油，然后在用45微米-75微米的棕刚玉对铝合金表面进行 喷砂，喷砂半小时内，将喷砂后的管子放置在加热炉内预热至240℃，随后用高压无气喷 涂设备喷涂涂层材料，均匀的喷好一层涂料后，放入加热炉在300℃温度下进行高温固化， 固化2h，用超声波检测仪检测涂层厚度，当厚度达到2.5mm时，再将涂料涂敷在铝合金管道上，进行二次高温固化，固化2h后取出，直至涂层厚度达5.0mm。
上述实施例制备的性能检测结果如下所示：
三点弯曲测得的下屈服力是2.50KN，表面涂层脆性较大，结合强度为13.5Mpa。
在高温高压釜中进行测试，实验环境为50Mpa，温度160℃，20％盐酸，测试时间为8h，测试结束表明涂层完好。
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离 由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述应仅被认 为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在 此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不 旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。
更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些 实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、(例 如各个实施例之间的)组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例，而且本发明的各 个实施例之间可以根据需要进行组合。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而 进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例 应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执 行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合 法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。
Claims (10)
1.一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料，其特征在于，包括聚四氟乙烯、酚醛树脂、填料和偶联剂，其中填料包括二氧化硅，所述偶联剂为含氟基的偶联剂和/或含环氧丙氧基的偶联剂；填料周围附着有所述偶联剂，且分布于填料周围的偶联剂占偶联剂总量的35％～80％。
2.根据权利要求1所述的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料，其特征在于，所使用的聚四氟乙烯为硅酸改性聚四氟乙烯。
3.根据权利要求1所述的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料，其特征在于，所述填料中的二氧化硅为纳米二氧化硅，其中粒径小于200nm的二氧化硅占二氧化硅总量的60％～85％。
4.根据权利要求1所述的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料，其特征在于，所述填料中还包括高岭土和/或粉煤灰和/或转炉钢渣；所述高岭土和/或粉煤灰和/或转炉钢渣的粒径为45μm-120μm。
5.根据权利要求1所述的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料，其特征在于，还包括纳米核壳橡胶粒子和/或碳纤维；所述纳米核壳橡胶粒子粒度为60nm-100nm。
6.根据权利要求1所述的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料，其特征在于，所述偶联剂的添加质量占总量的4.2％-7.2％。
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料，其特征在于，涂层各成分按以下重量份的组分构成：
8.根据权利要求1～7任一项所述的一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料，其特征在于，涂覆有该涂层材料的铝合金管可在140-180℃以及20％浓度盐酸的环境下服役。
9.一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤为：
S1、硅酸处理液是由H2SiO4和SiF4按照(4～5):1的比例混合，将硅酸处理液与聚四氟乙烯同时加入容器中，进行超声处理；最终获得硅酸改性的聚四氟乙烯。
S2、将聚氨酯和酚醛树脂放入反应釜附中加热，加入丙酮，然后搅拌12～23min，使得聚氨酯预聚体中的端异氰酸酯基和酚醛中的羟甲基反应获得聚氨酯改性的酚醛树脂。
S3、加入乙醇，同时加入S2中改性聚四氟乙烯微粉、酚醛树脂，填料继续搅拌高速搅拌26～43min。
S4、将以上反应好的胶状物导入容器中，加入纳米核壳橡胶和碳纤维，继续搅拌13～26min，并进行超声处理。
S5、将合成的树脂的进行脱气处理，获得最终涂料产品。
10.一种热固性耐腐蚀耐磨涂层材料的使用方法，其特征在于，先用丙酮对铝合金管进行除油，然后在用45～75微米的棕刚玉对铝合金表面进行喷砂，喷砂半小时内，将喷砂后的管子放置在加热炉内预热至225～255℃，随后用高压无气喷涂设备喷涂涂层材料，均匀的喷好一层涂料后，放入加热炉在275～315℃温度下进行高温固化，固化1～4h，检测涂层厚度，当厚度达到2.0～2.9mm时，再将涂料涂敷在铝合金管道上，进行二次高温固化，固化1.5～2.5h后至厚度达到3.5～5.6mm取出。
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