CN114574098A - 一种换热器管束用高导热防腐涂料及其制备、使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了换热器管束用高导热防腐涂料，包括如下各组分：40‑60份的高温可固化环氧改性有机硅树脂、10‑30份的导热填料、1‑2份的交联剂、0.2‑1份的消泡流平剂及15‑30份的溶剂。所制备的防腐涂料具有耐高温、高导热、耐腐蚀、阻垢性能好的特点，可在保证换热器换热效率的前提下，防止换热器在高温服役过程中发生腐蚀穿孔、结垢堵塞等问题，为换热器提供良好的防护效果。
Description
技术领域
本发明涉及多功能防护材料技术领域，具体涉及一种换热器管束用高导热防腐涂料及其制备、使用方法。
背景技术
现代石油化工、氯碱、化纤、制药和化肥等生产中大量应用各类不同形式的换热器，尤其在炼化厂可占工艺设备总重的40％，占投资的20％以上。换热器主要采用碳钢制作，也有部分采用不锈钢、铜、钛和石墨等特殊材料制作。换热器的腐蚀要比其他设备更为厉害，因为在化工生产中低于150℃的工艺介质基本上采用水循环冷却办法，在循环过程中，水中的无机难溶盐浓度不断增加，使得换热器传热面累积的带有腐蚀性离子Cl-、SO42-增多，金属表面在热量传导、流体冲刷、物料结垢、介质腐蚀的复杂环境之下发生化学和电化学腐蚀，造成管束穿孔、结垢堵塞。因此，昂贵的换热器有的运行几个月管束就发生腐蚀穿孔，有的由于结垢严重导致换热效率大大降低。
要解决这一问题最经济和可行的办法就是采用涂料防护。在世界各国对换热器涂料的研发都是个重要的课题，综合换热器服役及功能特点，该类涂料应具备以下特征：①表面光滑，阻垢性好；②化学稳定性好，能耐酸碱盐、耐有机溶剂和过热蒸汽吹扫等；③导热性好，涂装后不影响换热效率；④涂装性能好，易于大规模工业涂装；⑤价格低廉。但是，目前绝大多数的涂料只能满足上述性能的部分要求。如下为相关的现有技术：
申请号为“CN201810229861.5”的专利公开了一种高热导率耐高温重防腐涂料及其制备方法，该专利所制备的涂料具有常温固化、耐高温、耐冷热交替能力强、漆膜附着力强、耐高温腐蚀能力强、导热率高的性能，但该涂料体系不具有阻垢效果，一旦结垢，将会严重影响换热器换热效率，甚至可能造成管束堵塞，影响生产。
申请号为“CN201820838826.9”的专利公开了一种钛纳米高分子环氧水性涂料，该涂料具有优良的导热、防腐和耐磨效果，但该涂料采用的导电银胶层和石墨烯改性钛纳米高分子合金换热器面漆制备工艺复杂，成本较高，涂覆工艺繁琐，不利于石化领域大规模推广应用，且环氧涂料不具有良好的防污阻垢性能。
申请号为“CN201210179756.8”的专利公开了一种热固性环氧改性有机硅树脂涂料，该涂料耐候性、耐高温性能优良。但其导热性能不足，应用于换热器将降低换热效率。
文献《二维材料/聚合物复合涂层的防腐性能研究》的研究成果采用引入石墨烯材料防腐的思路,所制备的涂层在绝缘、导热、耐磨等功能性防腐领域具有广阔的应用前景。但石墨烯制备困难，成本较高，所制备的涂料耐高温性能较差。
文献《纳米导热材料在焦炉上升管余热利用中的应用》中的涂层结构致密，保护基体，有很好的耐磨、耐腐蚀性。与基体结合力强，涂层能渗透基体形成过渡层和涂层的结构，耐机械冲击和热冲击。涂层高强度耐磨、耐腐蚀、耐高温。但是该体系的涂料无明显的阻垢效果，且该涂料固化后的涂层厚度较大，影响换热效率。
文献《换热器用耐高温防腐蚀导热涂料的研究》以有机硅改性聚酯树脂为主体树脂，以氨基树脂为辅助树脂，添加耐腐蚀耐温及导热性填料，制备了具有耐温性、耐腐蚀性及导热性良好的换热器用涂料。但其导热率对于换热器管束来说仍然无法满足需求，且防污阻垢性能也较差。
文献《换热器用耐高温防腐蚀涂料的研制》中的涂料具有耐高温防腐蚀的优点，同时兼具较好的导热性以及耐磨性，且成本较低，易于制备，但该体系涂料的阻垢效果一般，耐油气介质性能一般，在实际工业应用中可能存在一些障碍。
因此，针对塔河油田油气介质腐蚀性强，结垢风险高，站内换热设备频繁失效的问题，开发一种适用于换热器管束用的高导热、耐高温、阻垢性能强的经济型易涂装防腐涂料便成为了本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种用于换热器管束的高导热防腐涂料及其制备方法，所制备的防腐涂料具有耐高温、高导热、耐腐蚀、阻垢性能好的特点，可在保证换热器换热效率的前提下，防止换热器在高温服役过程中发生腐蚀穿孔、结垢堵塞等问题，为换热器提供良好的防护效果。
本发明提供的换热器管束用高导热防腐涂料的技术方案如下：
一种换热器管束用高导热防腐涂料，包括如下各组分：
40-60份的高温可固化环氧改性有机硅树脂、10-30份的导热填料、1-2份的交联剂、0.2-1份的消泡流平剂及15-30份的溶剂。
作为优选，所述高温可固化环氧改性有机硅树脂为甲基苯基硅氧烷树脂或醇酸改性有机硅树脂或聚氨酯改性有机硅树脂或丙烯酸改性有机硅树脂，所述导热填料为纳米氮化铝粉末或氧化铍或氮化硼或碳化硅，所述交联剂为硅烷偶联剂，所述消泡流平剂为型号为BYK3230的流平剂，所述溶剂为二甲苯。
作为优选，所述高温可固化环氧改性有机硅树脂为甲基苯基硅氧烷树脂，所述导热填料为纳米氮化铝粉末。
作为优选，包括如下各组分：
50-60份的所述甲基苯基硅氧烷树脂、10-30份的所述纳米氮化铝粉末、1-2份的所述硅烷偶联剂、0.2-1份的所述型号为BYK3230的流平剂和20份的所述二甲苯。
作为优选，包括如下各组分：
40份的所述甲基苯基硅氧烷树脂、10-30份的所述纳米氮化铝粉末、1-2份的所述硅烷偶联剂、0.2-1份的所述型号为BYK3230的流平剂和20份的所述二甲苯。
本发明提供的换热器管束用高导热防腐涂料，具有以下有益效果：
选用环氧改性有机硅树脂，所用树脂经环氧改性后，涂层附着力较高，且涂覆固化后所成涂层较薄，不会降低换热器的换热效率；且环氧改性有机硅作为成膜物，其表面能低，阻垢性能好，阻垢性能可达其他体系涂料的数倍，在高矿化度介质中可保持长时间不结垢；同时其具有优异的耐高温性能，可满足目前油气处理系统绝大部分的耐温要求，并其本身具有防腐性能；结合导热填料，可满足高导热需求。
作为优选，高温可固化环氧改性有机硅树脂、导热填料的可选种类较多，便于获取，且该几种组分价格低廉。
作为优选，高温可固化环氧改性有机硅树脂为甲基苯基硅氧烷树脂，导热填料为纳米氮化铝粉末，甲基苯基硅氧烷树脂可为涂料提供良好的耐腐蚀、耐高温以及阻垢性能(表面能较低)，其耐高温性能号、防垢性好，其附着力也较好，可以满足应用需求，并且其价格也较低易获取。纳米氮化铝粉末粒径小，分散性好，导热率高，可均匀分布于涂层中，增强涂层导热性，且该组分无毒(相对于氧化铍)；二甲苯作为溶剂，可较好的分散氮化铝粉末及其他组分；交联剂及消泡流平剂可分别改善涂层的交联性能、附着力以及流挂性能，硅烷偶联剂，可作为交联剂以及粘结促进剂，可改善填料的分散性并提高对金属基体的粘合性，主要作用是改善涂料与被涂敷物的附着力；型号为BYK3230的流平剂是属于消泡流平剂的一种，其应用比较广泛，且效果较好。该组分相互配合形成的涂料不仅导热性和防腐性好，而且能耐160℃高温，且阻垢性能优异。且在较薄厚度时，便具备上述性能，几乎不会影响换热设备的热交换性能。
作为优选，选取特定份数的各组分，可使得形成的涂料性能较好。
本发明还提供了一种换热器管束用高导热防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
按所述份数准备各组分；
将所述纳米氮化铝粉末和所述二甲苯混合得到氮化铝溶液；
将所述甲基苯基硅氧烷树脂、所述硅烷偶联剂、所述型号为BYK3230的流平剂与所述氮化铝溶液混合，搅拌均匀，然后室温熟化，即制备出所述换热器管束用高导热防腐涂料。
作为优选，混合所述纳米氮化铝粉末和所述二甲苯后，采用超声分散30-60min。
作为优选，需室温熟化20min。
该制备方法具有如下技术效果：
该制备方法操作简单，易于实施，可控性好，有利于工业化生产。
作为优选，30-60min的超声分散可以让导热填料充分分散，时间过长意义不大，时间过短不一定能分散完全，而该时间段可以使其充分分散。
作为优选，需要特定时间的室温熟化，该过程可让让成分里的硅烷偶联剂与氮化铝颗粒充分接触，可以改善氮化铝在涂料中的分散性。20min的时间能够让反应较为充分。
本发明还提供了一种换热器管束用高导热防腐涂料的使用方法，采用上述换热器管束用高导热防腐涂料，使用方法如下：
将所述防腐涂料至少两次地涂覆于设备上，每次涂覆完成后置于120-150℃的环境中进行固化。
作为优选，将所述防腐涂料涂覆两次。
具有如下效果：
需在120-150℃的环境中进行固化，该温度下涂料固化效果较好，温度过低固化太慢，温度过高如果固化太快涂层性能较差。至少涂覆两次，可保证涂覆尽量均匀且实现全覆盖涂覆。
具体实施方式
下面结合技术方案对本发明的具体实施方式进行详细的介绍，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。
本发明提供一种换热器管束用高导热防腐涂料，包括如下各组分：
40-60份的高温可固化环氧改性有机硅树脂、10-30份的导热填料、1-2份的交联剂、0.2-1份的消泡流平剂及15-30份的溶剂。
选用环氧改性有机硅树脂，所用树脂经环氧改性后，涂层附着力较高，且涂覆固化后所成涂层较薄，不会降低换热器的换热效率；且环氧改性有机硅作为成膜物，其表面能低，阻垢性能好，阻垢性能可达其他体系涂料的数倍，在高矿化度介质中可保持长时间不结垢；同时其具有优异的耐高温性能，可满足目前油气处理系统绝大部分的耐温要求，并其本身具有防腐性能；结合导热填料，可满足高导热需求。
其中，高温可固化环氧改性有机硅树脂为甲基苯基硅氧烷树脂或醇酸改性有机硅树脂或聚氨酯改性有机硅树脂或丙烯酸改性有机硅树脂，所述导热填料为纳米氮化铝粉末或氧化铍或氮化硼或碳化硅，所述交联剂为硅烷偶联剂，所述消泡流平剂为型号为BYK3230的流平剂，所述溶剂为二甲苯。
高温可固化环氧改性有机硅树脂、导热填料的可选种类较多，便于获取，且该几种组分价格低廉。
一种优选的实施方式中，高温可固化环氧改性有机硅树脂为甲基苯基硅氧烷树脂，所述导热填料为纳米氮化铝粉末。
高温可固化环氧改性有机硅树脂为甲基苯基硅氧烷树脂，导热填料为纳米氮化铝粉末，甲基苯基硅氧烷树脂可为涂料提供良好的耐腐蚀、耐高温以及阻垢性能(表面能较低)，其耐高温性能号、防垢性好，其附着力也较好，可以满足应用需求，并且其价格也较低易获取。纳米氮化铝粉末粒径小，分散性好，导热率高，可均匀分布于涂层中，增强涂层导热性，且该组分无毒(相对于氧化铍)；二甲苯作为溶剂，可较好的分散氮化铝粉末及其他组分；交联剂及消泡流平剂可分别改善涂层的交联性能、附着力以及流挂性能，硅烷偶联剂，可作为交联剂以及粘结促进剂，可改善填料的分散性并提高对金属基体的粘合性，主要作用是改善涂料与被涂敷物的附着力；型号为BYK3230的流平剂是属于消泡流平剂的一种，其应用比较广泛，且效果较好。该组分相互配合形成的涂料不仅导热性和防腐性好，而且能耐160℃高温，且阻垢性能优异。且在较薄厚度时，便具备上述性能，几乎不会影响换热设备的热交换性能。
进一步的，包括如下各组分：
50-60份的所述甲基苯基硅氧烷树脂、10-30份的所述纳米氮化铝粉末、1-2份的所述硅烷偶联剂、0.2-1份的所述型号为BYK3230的流平剂和20份的所述二甲苯。或
包括如下各组分：
40份的所述甲基苯基硅氧烷树脂、10-30份的所述纳米氮化铝粉末、1-2份的所述硅烷偶联剂、0.2-1份的所述型号为BYK3230的流平剂和20份的所述二甲苯。
选取特定份数的各组分，可使得形成的涂料性能较好，会在如下实施例中示出其性能效果。
本发明还提供了一种换热器管束用高导热防腐涂料的制备方法，包括如下步骤：
按所述份数准备各组分；
将所述纳米氮化铝粉末和所述二甲苯混合得到氮化铝溶液；
将所述甲基苯基硅氧烷树脂、所述硅烷偶联剂、所述型号为BYK3230的流平剂与所述氮化铝溶液混合，搅拌均匀，然后室温熟化，即制备出所述换热器管束用高导热防腐涂料。
混合所述纳米氮化铝粉末和所述二甲苯后，采用超声分散30-60min。并，需室温熟化20min。
该制备方法具有如下技术效果：
该制备方法操作简单，易于实施，可控性好，有利于工业化生产。
30-60min的超声分散可以让导热填料充分分散，时间过长意义不大，时间过短不一定能分散完全，而该时间段可以使其充分分散。
且需要特定时间的室温熟化，该过程可让让成分里的硅烷偶联剂与氮化铝颗粒充分接触，可以改善氮化铝在涂料中的分散性。20min的时间能够让反应较为充分。
本发明还提供了一种换热器管束用高导热防腐涂料的使用方法，采用上述换热器管束用高导热防腐涂料，使用方法如下：
将所述防腐涂料至少两次地涂覆于设备上，每次涂覆完成后置于120-150℃的环境中进行固化。
作为优选，将所述防腐涂料涂覆两次。
其具有如下效果：
需在120-150℃的环境中进行固化，该温度下涂料固化效果较好，温度过低固化太慢，温度过高如果固化太快涂层性能较差。至少涂覆两次，可保证涂覆尽量均匀且实现全覆盖涂覆。
如下为实施例1-12：
实施例1：
将10份纳米氮化铝粉末和15份二甲苯混合，超声分散30min，得到氮化铝溶液；
将1份型号为KH550的硅烷偶联剂、0.2份毕克BYK3230消泡流平剂与氮化铝溶液混合，高速搅拌均匀；
加入40份甲基苯基硅氧烷树脂，高速搅拌均匀，然后室温熟化20min，即得到所述高导热耐高温防腐涂料；
涂料涂覆两次，每次涂覆完成后置于120℃环境中进行高温固化，固化过程中控制温度保证其不会出现骤冷骤热。
实施例2：
将20份纳米氮化铝粉末和20份二甲苯混合，超声分散30min，得到氮化铝溶液；
将1.5份KH550硅烷偶联剂、0.5份毕克BYK3230消泡流平剂与氮化铝溶液混合，高速搅拌均匀；
加入50份甲基苯基硅氧烷树脂，高速搅拌均匀，然后室温熟化20min，即得到所述高导热耐高温防腐涂料；
涂料涂覆两次，每次涂覆完成后置于150℃环境中进行高温固化，固化过程中控制温度保证其不会出现骤冷骤热。
实施例3：
将30份纳米氮化铝粉末和30份二甲苯混合，超声分散30min，得到氮化铝溶液；
将2份KH550硅烷偶联剂、1份毕克BYK3230消泡流平剂与氮化铝溶液混合，高速搅拌均匀；
加入60份甲基苯基硅氧烷树脂，高速搅拌均匀，然后室温熟化20min，即得到所述高导热耐高温防腐涂料；
涂料涂覆两次，每次涂覆完成后置于150℃环境中进行高温固化，固化过程中控制温度保证其不会出现骤冷骤热。
实施例4：
将10份纳米氮化铝粉末和20份二甲苯混合，超声分散30min，得到氮化铝溶液；
将1份KH550硅烷偶联剂、0.2份毕克BYK3230消泡流平剂与氮化铝溶液混合，高速搅拌均匀；
加入50份甲基苯基硅氧烷树脂，高速搅拌均匀，然后室温熟化20min，即得到所述高导热耐高温防腐涂料；
涂料涂覆两次，每次涂覆完成后置于150℃环境中进行高温固化，固化过程中控制温度保证其不会出现骤冷骤热。
实施例5：
将20份纳米氮化铝粉末和20份二甲苯混合，超声分散30min，得到氮化铝溶液；
将1.5份KH550硅烷偶联剂、0.5份毕克BYK3230消泡流平剂与氮化铝溶液混合，高速搅拌均匀；
加入55份甲基苯基硅氧烷树脂，高速搅拌均匀，然后室温熟化20min，即得到所述高导热耐高温防腐涂料；
涂料涂覆两次，每次涂覆完成后置于150℃环境中进行高温固化，固化过程中控制温度保证其不会出现骤冷骤热。
实施例6：
将30份纳米氮化铝粉末和20份二甲苯混合，超声分散30min，得到氮化铝溶液；
将2份KH550硅烷偶联剂、1份毕克BYK3230消泡流平剂与氮化铝溶液混合，高速搅拌均匀；
加入60份甲基苯基硅氧烷树脂，高速搅拌均匀，然后室温熟化20min，即得到所述高导热耐高温防腐涂料；
涂料涂覆两次，每次涂覆完成后置于150℃环境中进行高温固化，固化过程中控制温度保证其不会出现骤冷骤热。
实施例7：
将20份纳米氮化铝粉末和20份二甲苯混合，超声分散60min，得到氮化铝溶液；
将2份KH550硅烷偶联剂、0.5份毕克BYK3230消泡流平剂与氮化铝溶液混合，高速搅拌均匀；
加入50份甲基苯基硅氧烷树脂，高速搅拌均匀，然后室温熟化20min，即得到所述高导热耐高温防腐涂料；
涂料涂覆两次，每次涂覆完成后置于150℃环境中进行高温固化，固化过程中控制温度保证其不会出现骤冷骤热。
实施例8：
将30份纳米氮化铝粉末和20份二甲苯混合，超声分散60min，得到氮化铝溶液；
将1.5份KH560硅烷偶联剂、0.2份毕克BYK3230消泡流平剂与氮化铝溶液混合，高速搅拌均匀；
加入50份甲基苯基硅氧烷树脂，高速搅拌均匀，然后室温熟化20min，即得到所述高导热耐高温防腐涂料；
涂料涂覆两次，每次涂覆完成后置于150℃环境中进行高温固化，固化过程中控制温度保证其不会出现骤冷骤热。
实施例9：
将10份纳米氮化铝粉末和20份二甲苯混合，超声分散60min，得到氮化铝溶液；
将2份KH560硅烷偶联剂、0.5份毕克BYK3230消泡流平剂与氮化铝溶液混合，高速搅拌均匀；
加入50份甲基苯基硅氧烷树脂，高速搅拌均匀，然后室温熟化20min，即得到所述高导热耐高温防腐涂料；
涂料涂覆两次，每次涂覆完成后置于150℃环境中进行高温固化，固化过程中控制温度保证其不会出现骤冷骤热。
实施例10：
将10份纳米氮化铝粉末和20份二甲苯混合，超声分散30min，得到氮化铝溶液；
将1份KH550硅烷偶联剂、0.2份毕克BYK3230消泡流平剂与氮化铝溶液混合，高速搅拌均匀；
加入40份甲基苯基硅氧烷树脂，高速搅拌均匀，然后室温熟化20min，即得到所述高导热耐高温防腐涂料；
涂料涂覆两次，每次涂覆完成后置于150℃环境中进行高温固化，固化过程中控制温度保证其不会出现骤冷骤热。
实施例11：
将20份纳米氮化铝粉末和20份二甲苯混合，超声分散30min，得到氮化铝溶液；
将1.5份KH550硅烷偶联剂、0.5份毕克BYK3230消泡流平剂与氮化铝溶液混合，高速搅拌均匀；
加入40份甲基苯基硅氧烷树脂，高速搅拌均匀，然后室温熟化20min，即得到所述高导热耐高温防腐涂料；
涂料涂覆两次，每次涂覆完成后置于150℃环境中进行高温固化，固化过程中控制温度保证其不会出现骤冷骤热。
实施例12：
将30份纳米氮化铝粉末和20份二甲苯混合，超声分散30min，得到氮化铝溶液；
将2份KH550硅烷偶联剂、1份毕克BYK3230消泡流平剂与氮化铝溶液混合，高速搅拌均匀；
加入40份甲基苯基硅氧烷树脂，高速搅拌均匀，然后室温熟化20min，即得到所述高导热耐高温防腐涂料；
涂料涂覆两次，每次涂覆完成后置于150℃环境中进行高温固化，固化过程中控制温度保证其不会出现骤冷骤热。
将实施例1-实施例12中所制涂料分别涂敷于316L不锈钢上，控制漆膜厚度约为100μm，高温固化后，观察外观，测试其附着力、导热系数、阻垢性能及耐蚀性能。
下表为各个实施案例的测试结果：
可看出，采用实施例1-实施例12制得的涂层具有良好的附着力、高导热、耐高温、耐腐蚀、阻垢性能。
另，上述提到的份数的单位是重量单位g。
以上实施方式仅为本发明的示例性实施方式，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出的各种修改或等同替换也落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种换热器管束用高导热防腐涂料，其特征在于，包括如下各组分：
40-60份的高温可固化环氧改性有机硅树脂、10-30份的导热填料、1-2份的交联剂、0.2-1份的消泡流平剂及15-30份的溶剂。
2.根据权利要求1所述的换热器管束用高导热防腐涂料，其特征在于，所述高温可固化环氧改性有机硅树脂为甲基苯基硅氧烷树脂或醇酸改性有机硅树脂或聚氨酯改性有机硅树脂或丙烯酸改性有机硅树脂，所述导热填料为纳米氮化铝粉末或氧化铍或氮化硼或碳化硅，所述交联剂为硅烷偶联剂，所述消泡流平剂为型号为BYK3230的流平剂，所述溶剂为二甲苯。
3.根据权利要求2所述的换热器管束用高导热防腐涂料，其特征在于，所述高温可固化环氧改性有机硅树脂为甲基苯基硅氧烷树脂，所述导热填料为纳米氮化铝粉末。
4.根据权利要求3所述的换热器管束用高导热防腐涂料，其特征在于，包括如下各组分：
50-60份的所述甲基苯基硅氧烷树脂、10-30份的所述纳米氮化铝粉末、1-2份的所述硅烷偶联剂、0.2-1份的所述型号为BYK3230的流平剂和20份的所述二甲苯。
5.根据权利要求3所述的换热器管束用高导热防腐涂料，其特征在于，包括如下各组分：
40份的所述甲基苯基硅氧烷树脂、10-30份的所述纳米氮化铝粉末、1-2份的所述硅烷偶联剂、0.2-1份的所述型号为BYK3230的流平剂和20份的所述二甲苯。
6.一种制备权利要求3或4或5所述的换热器管束用高导热防腐涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按所述份数准备各组分；
将所述纳米氮化铝粉末和所述二甲苯混合得到氮化铝溶液；
将所述甲基苯基硅氧烷树脂、所述硅烷偶联剂、所述型号为BYK3230的流平剂与所述氮化铝溶液混合，搅拌均匀，然后室温熟化，即制备出所述换热器管束用高导热防腐涂料。
7.根据权利要求6所述的换热器管束用高导热防腐涂料的制备方法，其特征在于，混合所述纳米氮化铝粉末和所述二甲苯后，采用超声分散30-60min。
8.根据权利要求7所述的换热器管束用高导热防腐涂料的制备方法，其特征在于，需室温熟化20min。
9.一种换热器管束用高导热防腐涂料的使用方法，其特征在于，采用权利要求1-5的换热器管束用高导热防腐涂料或采用权利要求6-8的制备方法制备的换热器管束用高导热防腐涂料，使用方法如下：
将所述防腐涂料至少两次地涂覆于设备上，每次涂覆完成后置于120-150℃的环境中进行固化。
10.根据权利要求9所述的换热器管束用高导热防腐涂料的使用方法，其特征在于，将所述防腐涂料涂覆两次，形成厚度为200-300μm的涂料层。
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| CN102559048A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-07-11 | 东莞市宏达聚氨酯有限公司 | 一种环氧改性有机硅绝缘导热耐高温涂料的制备方法及制品 |
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