本發明屬(shu)(shu)于金屬(shu)(shu)防(fang)護、涂料領(ling)域，具體(ti)涉及一(yi)種耐高溫防(fang)腐導熱涂料及其(qi)制備(bei)方(fang)法和應用。

背景技術：

1、換(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)是(shi)在煉化、火電、制藥、機械及其他許多工(gong)業部(bu)門常見的(de)(de)化工(gong)設(she)備，它的(de)(de)主要作用(yong)(yong)(yong)是(shi)使(shi)熱(re)(re)量(liang)由(you)溫(wen)度(du)(du)較(jiao)高(gao)的(de)(de)流(liu)體(ti)傳(chuan)遞給溫(wen)度(du)(du)較(jiao)低的(de)(de)流(liu)體(ti)。由(you)于(yu)換(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)通常服役(yi)于(yu)高(gao)溫(wen)、酸性(xing)、鹽霧等腐(fu)(fu)蝕性(xing)環境，換(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)常出現酸蝕、高(gao)溫(wen)腐(fu)(fu)蝕、磨(mo)損、穿孔等腐(fu)(fu)蝕問題，嚴重影響了(le)換(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)效率和(he)壽命。為(wei)減少(shao)腐(fu)(fu)蝕帶來的(de)(de)弊端(duan)，部(bu)分化工(gong)廠采用(yong)(yong)(yong)不(bu)銹鋼、合(he)金等防腐(fu)(fu)蝕材料制作換(huan)(huan)熱(re)(re)器(qi)(qi)，但(dan)卻成倍的(de)(de)增加了(le)設(she)備制造(zao)費(fei)用(yong)(yong)(yong)。

2、在防腐(fu)蝕(shi)技術(shu)發(fa)展中，在換熱器表面涂覆耐腐(fu)蝕(shi)、耐高(gao)溫、高(gao)導熱的涂層(ceng)技術(shu)成(cheng)為了改善和解決(jue)換熱器腐(fu)蝕(shi)問題的重要途徑(jing)。

3、2017年10月20日公開的(de)(de)公開號(hao)為(wei)cn?107267033?a的(de)(de)專利，公開了一種石墨(mo)烯(xi)摻雜換熱器管束涂料(liao)及其制(zhi)備(bei)方(fang)法，其包括(kuo)甲組分：混合(he)(he)樹脂(zhi)35-50份(fen)(fen)(fen)、石墨(mo)烯(xi)分散(san)體(ti)1.2-8份(fen)(fen)(fen)、填料(liao)30-50份(fen)(fen)(fen)、偶聯劑(ji)(ji)0.2-2份(fen)(fen)(fen)、觸(chu)變劑(ji)(ji)0.5-3份(fen)(fen)(fen)、消(xiao)泡劑(ji)(ji)0.1-0.5份(fen)(fen)(fen)、溶劑(ji)(ji)10-30份(fen)(fen)(fen)；乙組分包括(kuo)：混合(he)(he)固化劑(ji)(ji)；通過酚醛(quan)環(huan)氧樹脂(zhi)、環(huan)氧改性有(you)機硅樹脂(zhi)和(he)石墨(mo)烯(xi)分散(san)體(ti)三者協同作用使(shi)涂料(liao)具有(you)耐(nai)腐蝕性、疏水性和(he)耐(nai)高(gao)溫高(gao)壓蒸(zheng)汽(qi)吹掃等。但是其耐(nai)酸(suan)堿測試溫度較(jiao)低，只在60℃測試。不能滿(man)足更高(gao)溫度的(de)(de)使(shi)用要(yao)求。

4、2022年2月(yue)22日公開(kai)的(de)公開(kai)號(hao)為(wei)cn?114075402?a的(de)專利，公開(kai)了一種含硫(liu)換熱器用耐(nai)高(gao)溫(wen)抗(kang)腐(fu)(fu)蝕涂料及(ji)其制(zhi)備方法，抗(kang)腐(fu)(fu)蝕管殼式換熱器。該耐(nai)高(gao)溫(wen)抗(kang)腐(fu)(fu)蝕涂料，主要由(you)(you)(you)a組(zu)(zu)分(fen)和b組(zu)(zu)分(fen)組(zu)(zu)成(cheng)，其中a組(zu)(zu)分(fen)由(you)(you)(you)涂料助劑、顏料、溶(rong)劑和以下重量份(fen)的(de)組(zu)(zu)分(fen)組(zu)(zu)成(cheng)：有機(ji)硅改(gai)性(xing)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)40-75份(fen)，納米增(zeng)強(qiang)防(fang)腐(fu)(fu)填料11-18份(fen)，納米鱗片狀碳粉8-20份(fen)；所述有機(ji)硅改(gai)性(xing)環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)由(you)(you)(you)30-50份(fen)線性(xing)酚(fen)醛環(huan)氧(yang)樹(shu)脂(zhi)、10-25份(fen)有機(ji)硅樹(shu)脂(zhi)反(fan)應制(zhi)得；納米增(zeng)強(qiang)防(fang)腐(fu)(fu)填料由(you)(you)(you)納米二(er)氧(yang)化(hua)鈦、納米氧(yang)化(hua)鋁及(ji)納米碳化(hua)硅按質量比1:1:2復(fu)配而成(cheng)；b組(zu)(zu)分(fen)為(wei)有機(ji)胺類固化(hua)劑。該耐(nai)高(gao)溫(wen)抗(kang)腐(fu)(fu)蝕涂料具有高(gao)附(fu)著、防(fang)硫(liu)腐(fu)(fu)蝕、耐(nai)高(gao)溫(wen)、高(gao)導熱的(de)特點。但是其耐(nai)鹽(yan)霧性(xing)能(neng)較低(di)，不能(neng)滿(man)足要求。

技術實現思路

1、本發明的目(mu)的在(zai)于提(ti)供(gong)一種耐(nai)高溫(wen)(wen)防腐(fu)導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)涂料及其(qi)制備方(fang)法，采用(yong)酚(fen)醛環氧(yang)為(wei)主要成(cheng)膜物(wu)質，銀摻雜(za)氮(dan)化鋁為(wei)導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)劑(ji)，改性胺為(wei)環氧(yang)固化劑(ji)，制備的耐(nai)高溫(wen)(wen)防腐(fu)散熱(re)(re)(re)涂料可為(wei)在(zai)金屬防護方(fang)面提(ti)供(gong)優異的耐(nai)高溫(wen)(wen)防腐(fu)和導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)功能。最高耐(nai)溫(wen)(wen)溫(wen)(wen)度為(wei)260℃，耐(nai)鹽(yan)霧性能≥5000h，耐(nai)90℃3.5wt％nacl溶(rong)液性能≥8000h，在(zai)碳鋼基材(cai)上(shang)漆膜厚(hou)度為(wei)50微(wei)米時(shi)的導(dao)(dao)熱(re)(re)(re)系數達到21.3w/(m·k)。

2、本(ben)發明還(huan)有(you)一(yi)個目的在(zai)于提供一(yi)種耐(nai)高(gao)溫防腐(fu)導熱(re)涂料(liao)的應用(yong)，在(zai)金屬防護(hu)領域的應用(yong)，尤其(qi)用(yong)于換熱(re)器，提高(gao)長效(xiao)耐(nai)高(gao)溫防腐(fu)和導熱(re)功(gong)能。

3、本(ben)發(fa)明具體技術方案如下：

4、一種(zhong)耐(nai)高(gao)溫防腐(fu)導(dao)熱(re)涂料，包(bao)括以下質量份(fen)原料:酚(fen)醛(quan)環(huan)氧(yang)樹脂20～30份(fen)、導(dao)熱(re)劑20～50份(fen)、有(you)機溶(rong)劑20～45份(fen)、硅烷(wan)偶聯劑2～3份(fen)，環(huan)氧(yang)固化劑15～20份(fen)，填料5～30份(fen)，助劑1.5～2.5份(fen)。

5、所述酚醛環氧樹脂固含量≥80％；

6、所述導熱劑(ji)為銀摻雜(za)氮化鋁，通過高溫還原反應制(zhi)得(de)。

7、所述銀摻雜氮化(hua)鋁的制備方法為：

8、將氧(yang)化(hua)鋁(lv)(lv)、銀粉和高純石墨球(qiu)磨混(hun)合(he)，在惰性(xing)氣氛下(xia)加熱，加入催(cui)化(hua)劑(ji)保溫(wen)反(fan)應；再通入氮氣，升溫(wen)進行氮化(hua)反(fan)應，得到(dao)銀摻雜氮化(hua)鋁(lv)(lv)。

9、所(suo)(suo)述銀摻雜氮化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)的(de)(de)制備方法中：所(suo)(suo)述氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)、銀粉和(he)高(gao)純(chun)石(shi)墨的(de)(de)質量(liang)比為100～150:1～2：50～80；所(suo)(suo)述催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)為氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)、銀粉和(he)高(gao)純(chun)石(shi)墨的(de)(de)總質量(liang)的(de)(de)1/100～1.5/100；所(suo)(suo)述催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)為氧(yang)化(hua)(hua)(hua)釔，用來加(jia)快反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)速度(du)，降(jiang)低(di)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)溫(wen)(wen)(wen)度(du)；所(suo)(suo)述球磨混合，時間為2-3h；所(suo)(suo)述惰性氣(qi)氛為氬(ya)氣(qi)、氦氣(qi)的(de)(de)一種或其組合；所(suo)(suo)述加(jia)熱，是(shi)指(zhi)加(jia)熱到800～1200℃；所(suo)(suo)述保(bao)溫(wen)(wen)(wen)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)是(shi)指(zhi)800～1200℃保(bao)溫(wen)(wen)(wen)條件下(xia)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)5～8h；所(suo)(suo)述升(sheng)溫(wen)(wen)(wen)進(jin)行氮化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)是(shi)指(zhi)升(sheng)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)到1300～1450℃，高(gao)溫(wen)(wen)(wen)氮化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)5～10h；

10、本發(fa)明中，將(jiang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(lv)、銀(yin)(yin)粉和高(gao)純(chun)石墨球磨(mo)混合，在惰性(xing)氣體氛(fen)圍(wei)下，采用氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)釔催化(hua)(hua)(hua)發(fa)生高(gao)溫(wen)還原反應(ying)制備單質(zhi)鋁(lv)(lv)，然后(hou)新生成(cheng)的鋁(lv)(lv)粉和單質(zhi)銀(yin)(yin)與氮氣發(fa)生氮化(hua)(hua)(hua)反應(ying)，制備銀(yin)(yin)摻(chan)雜(za)氮化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(lv)。反應(ying)過程中，在惰性(xing)氣體氛(fen)圍(wei)下加熱到800～1200℃，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)釔催化(hua)(hua)(hua)作用下高(gao)溫(wen)還原反應(ying)5～8h生成(cheng)單質(zhi)鋁(lv)(lv)，然后(hou)通入(ru)氮氣，升高(gao)溫(wen)度到1300～1450℃，高(gao)溫(wen)氮化(hua)(hua)(hua)反應(ying)5～10h即(ji)得銀(yin)(yin)摻(chan)雜(za)氮化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)(lv)。

11、所述環(huan)(huan)氧固化(hua)劑的制備(bei)方法為：將催(cui)化(hua)劑添加到對苯二(er)甲(jia)胺中(zhong)，保護氣氛(fen)下，加熱攪(jiao)拌混(hun)勻后，再逐滴(di)滴(di)加苯乙烯，升溫反(fan)應，分離純化(hua)，得到環(huan)(huan)氧固化(hua)劑。

12、所述(shu)環(huan)氧固(gu)化劑的制(zhi)備方法(fa)中(zhong)，所述(shu)催化劑為(wei)(wei)六甲(jia)基(ji)二(er)硅(gui)基(ji)氨基(ji)鈉；所述(shu)保護氣(qi)氛(fen)為(wei)(wei)氮氣(qi)；所述(shu)加(jia)熱攪拌混勻是(shi)指在78℃恒溫水浴(yu)鍋中(zhong)600r/min攪拌50～60min；所述(shu)升溫反(fan)應是(shi)指在90℃恒溫水浴(yu)鍋親核加(jia)成反(fan)應60～80min；所述(shu)催化劑的添加(jia)量為(wei)(wei)苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)(xi)與對(dui)苯(ben)(ben)(ben)二(er)甲(jia)胺總質量的0.05/100～0.1/100，所述(shu)苯(ben)(ben)(ben)乙(yi)烯(xi)(xi)與對(dui)苯(ben)(ben)(ben)二(er)甲(jia)胺的摩爾比為(wei)(wei)0.6～1.0：1。

13、本(ben)發明(ming)中，環(huan)氧固(gu)化(hua)劑(ji)通過(guo)(guo)采用(yong)苯乙烯(xi)與對苯二甲胺親核加(jia)成反(fan)應而(er)制備，反(fan)應結束后，進行分離純(chun)化(hua)，具體為：減壓蒸餾除去過(guo)(guo)量的(de)苯乙烯(xi)，然后過(guo)(guo)濾(lv)得(de)到濾(lv)液即為環(huan)氧固(gu)化(hua)劑(ji)。

14、所述(shu)有機(ji)溶劑為二甲苯、正丁醇、丙(bing)酮的一種或其(qi)組合。

15、所述硅烷偶(ou)聯劑(ji)為(wei)kh550，kh560和kh570的一種或其組合。

16、所(suo)述填料為三聚磷酸鋁、氧(yang)化鐵(tie)紅、滑石粉(fen)的一種(zhong)或其組合。

17、所述(shu)助劑為防沉劑氣相(xiang)二氧(yang)化(hua)硅、分散劑efka4010、流平(ping)劑byk333中的一(yi)種(zhong)或其(qi)組(zu)合(he)。

18、本發明提供的一種耐(nai)高溫防腐導熱涂料的制(zhi)備(bei)方法，具體為：

19、將(jiang)配方量的酚醛(quan)環氧(yang)(yang)樹脂加(jia)入到有機溶劑(ji)中，混勻(yun)后，加(jia)入導熱劑(ji)和填料，攪拌(ban)分(fen)散后，再(zai)然后加(jia)入助(zhu)劑(ji)和硅烷偶聯劑(ji)，攪拌(ban)，最后加(jia)入環氧(yang)(yang)固化劑(ji)，攪拌(ban)均(jun)勻(yun)，即(ji)得耐(nai)高溫(wen)防腐導熱涂料。

20、制備過程在常(chang)(chang)溫、常(chang)(chang)壓下進(jin)行。

21、耐高溫防腐(fu)導熱涂料的(de)(de)制備方法(fa)的(de)(de)制備方法(fa)為：所述攪拌分(fen)(fen)散是指500-800r/min分(fen)(fen)散10～15min；加入助劑和硅烷偶聯劑后，2000r/min攪拌30min。

22、本發明提(ti)供(gong)的一種耐(nai)高溫防(fang)(fang)腐(fu)(fu)導(dao)熱(re)涂料的應用(yong)(yong)，在金屬防(fang)(fang)護領域的應用(yong)(yong)，尤其用(yong)(yong)于換熱(re)器。將(jiang)所述耐(nai)高溫防(fang)(fang)腐(fu)(fu)導(dao)熱(re)涂料噴(pen)涂或涂覆在金屬基材(cai)上，100℃固化4h，漆膜厚度為100±5μm，實現對基材(cai)的長效高溫防(fang)(fang)腐(fu)(fu)和散熱(re)換熱(re)。

23、氮(dan)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)屬類金(jin)(jin)剛石(shi)氮(dan)化(hua)(hua)(hua)物(wu)，最高(gao)(gao)可穩定到2200℃。室溫(wen)(wen)強度(du)(du)高(gao)(gao)，且強度(du)(du)隨溫(wen)(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)升高(gao)(gao)下降較(jiao)慢。氮(dan)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)的(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)性(xing)(xing)(xing)好(hao)，熱(re)(re)(re)(re)膨脹系(xi)數(shu)小，是良好(hao)的(de)(de)(de)耐熱(re)(re)(re)(re)沖擊(ji)材(cai)料(liao)，并兼具優異(yi)的(de)(de)(de)防(fang)(fang)腐(fu)性(xing)(xing)(xing)能。單質(zhi)銀(yin)(yin)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)穩定，導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)、導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)電(dian)性(xing)(xing)(xing)能很好(hao)，不易受化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)藥品腐(fu)蝕(shi)，質(zhi)軟，富延(yan)展(zhan)性(xing)(xing)(xing)。銀(yin)(yin)的(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)性(xing)(xing)(xing)和(he)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)電(dian)性(xing)(xing)(xing)在(zai)金(jin)(jin)屬中名列前(qian)茅。通過(guo)銀(yin)(yin)摻(chan)雜氮(dan)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)，可以(yi)提高(gao)(gao)氮(dan)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)的(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)性(xing)(xing)(xing)和(he)熱(re)(re)(re)(re)穩定性(xing)(xing)(xing)。本發明提供耐高(gao)(gao)溫(wen)(wen)防(fang)(fang)腐(fu)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)涂(tu)料(liao)制備方法，采(cai)用(yong)酚醛環氧(yang)為主要(yao)成膜(mo)物(wu)質(zhi)，銀(yin)(yin)摻(chan)雜氮(dan)化(hua)(hua)(hua)鋁(lv)為導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)劑(ji)，改性(xing)(xing)(xing)胺為環氧(yang)固化(hua)(hua)(hua)劑(ji)而制備的(de)(de)(de)耐高(gao)(gao)溫(wen)(wen)防(fang)(fang)腐(fu)散熱(re)(re)(re)(re)涂(tu)料(liao)可為金(jin)(jin)屬防(fang)(fang)護(換熱(re)(re)(re)(re)器)提供優異(yi)的(de)(de)(de)耐高(gao)(gao)溫(wen)(wen)防(fang)(fang)腐(fu)和(he)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)功(gong)能。本發明提供的(de)(de)(de)耐高(gao)(gao)溫(wen)(wen)防(fang)(fang)腐(fu)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)涂(tu)料(liao)耐鹽(yan)霧性(xing)(xing)(xing)能≥5000h，耐90℃3.5wt％nacl溶液性(xing)(xing)(xing)能≥8000h，在(zai)碳鋼(gang)基(ji)材(cai)上漆(qi)膜(mo)厚度(du)(du)為100微(wei)米時的(de)(de)(de)導(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)熱(re)(re)(re)(re)系(xi)數(shu)為21.3w/(m·k)。涂(tu)層在(zai)260℃馬弗爐中保溫(wen)(wen)2000h后(hou)，漆(qi)膜(mo)輕微(wei)褪色，整(zheng)體無變化(hua)(hua)(hua)。

24、與(yu)(yu)現有(you)技術(shu)相比，本(ben)發明采用銀摻(chan)雜氮化(hua)鋁為導熱(re)劑(ji)，銀粉可以有(you)效(xiao)抑制氮化(hua)鋁團聚，該(gai)導熱(re)劑(ji)的(de)(de)耐(nai)(nai)溫性高(gao)，熱(re)穩(wen)定性好，制得耐(nai)(nai)高(gao)溫防腐導熱(re)涂料(liao)(liao)的(de)(de)導熱(re)系(xi)數高(gao)，耐(nai)(nai)90℃3.5wt％nacl溶(rong)液性能提高(gao)。通過采用苯乙烯與(yu)(yu)對苯二甲(jia)胺親核(he)加成反(fan)應而制備的(de)(de)環(huan)氧固(gu)(gu)化(hua)劑(ji)，固(gu)(gu)化(hua)后漆(qi)膜的(de)(de)韌性強，耐(nai)(nai)水(shui)性好，耐(nai)(nai)溫性高(gao)。本(ben)發明提供(gong)的(de)(de)耐(nai)(nai)高(gao)溫防腐導熱(re)涂料(liao)(liao)耐(nai)(nai)鹽霧性能≥5000h，耐(nai)(nai)90℃3.5wt％nacl溶(rong)液性能≥8000h，在碳鋼基材上漆(qi)膜厚度為100微(wei)米時的(de)(de)導熱(re)系(xi)數為21.3w/(m·k)。