[发明专利]一种基于石墨烯的耐高温防腐涂料及其制备方法

说明书

技术领域 

本发明涉及一种涂料及其制备方法，尤其是涉及一种基于石墨烯的耐高温防腐涂料及其制备方法。 

背景技术

耐高温涂料是一种重要的涂料，适用于烟囱烟道、高温蒸汽管道、热交换器、高温炉、高温脱硫设备、石油石化裂解装置、发动机部件及排气管防腐。另外一些特殊的耐高温防腐涂料在航天航空、石油石化、冶金、电力、国防领域得到广泛应用。自从四十年代有机硅工业化生产以来，用其产品所配制的耐高温涂料，在高温电机，电器绝缘方面得到了广泛应用。例如有机硅铝粉漆用于飞机发动机的耐高温防腐涂料，取得了巨大成就，有机硅陶瓷玻璃涂料，满足了更高温度防腐的要求。但是由于有机硅本身机械性能差，附着力，耐磨性，耐溶剂性低，且生产中废水废气较多，污染环境，易燃，同时对人体有害，因此，越来越不能满足现代电机、电器、宇航以及耐特种介质的要求。 

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3％的光；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm²/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10^-6Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。目前，也有报道称石墨烯无论是直接在铜或镍上制备，或转移到其他金属上，都可提供防腐蚀保护。铜涂层培育单层石墨烯，采用化学气相沉积法，腐蚀会比裸铜慢七倍，镍涂层培育多层石墨烯，腐蚀比裸镍慢20倍以上。单层石墨烯具有相同的防腐蚀保护作用，就像常规有机涂料，但后者要厚五倍以上。石墨烯涂料可以用作理想的防腐蚀涂料，因为在有些领域，薄涂层更有利，比如微电子组件，互连 产品，飞机部件和植入设备等都是这样。而将单层石墨烯涂于金属表面的方法比较复杂且条件苛刻、不易操作。 

中国专利CN 102702959A公布了一种改进的耐高温金属防腐涂料，按质量百分比含量由以下组分组成：GHNK耐高温粘结剂30-40份，聚苯胺/石墨烯复合材料为15-20份，着色颜料为15-20份，超细滑石粉为5-10份，超细云母粉为5-10份，高岭土为5-10份，SN-612流平剂为0.2-0.5份，润湿剂X-405为0.3-0.5份，二甲基乙醇胺为0.1-0.3份，防腐剂981为0.1-0.3份，GHP101增稠剂为0.5-1份，磷酸三丁酯为0.1-0.3份，水为4-13份。该发明制得的涂料具有极佳的防水防腐蚀性、耐高温、耐碱性、耐候性、耐擦洗性和耐人工老化等优点，可以实现金属基材的钝化和缓蚀，同时避免了可以导致环境污染的铬等重金属的使用。但是其主要成分聚苯胺/石墨烯复合材料制备工艺复杂，且主要利用的是聚苯胺高导电性、原料便宜、易于合成等特性，但研究表明聚苯胺和石墨烯并没有相互促进的防腐作用，聚苯胺和石墨烯并没有实现其真正的作用。 

中国专利CN 103265881A公开了一种包含聚芳基有机硅树脂的耐高温防腐涂料，由以下成分按照重量比组成：聚芳基有机硅树脂40～50份，对羟基苯甲酸缩水甘油酯20～30份，丙烯酸树脂5～10份，云母粉10～15份，石墨烯10～15份，醋酸乙酯5～10份，稀释剂10～20份。稀释剂为丁醇或二甲苯。制成的耐高温防腐涂料可以耐受温度达到400～500℃，同时具有良好的防腐效果。该专利虽然以石墨烯为主要填料进行添加，但其制备方法中只是运用搅拌的混合方式并不能使石墨烯均匀分散，从而起不到其尺寸小、电子传递速度快、导电性好、硬度高等优点，且其并未交代清楚石墨烯在此涂料中所起到的关键性作用。 

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于石墨烯的耐高温防腐涂料及其制备方法，通过石墨烯的加入，使得该防腐涂料的耐高温及防腐性能显著提高。 

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 

一种基于石墨烯的耐高温防腐涂料，按质量百分比由以下组分组成：环氧树脂5-60％、聚苯硫醚树脂3-30％、氨基树脂3-30％，颜料1-10％，石墨烯1-20％，正丁醇3-50％，消泡剂0.1-0.3％，聚羟酸钠盐0.1-10％，邻苯二甲酸二丁酯0.1-5％，膨润土0.5-1.0％，流平剂0.2-0.5％。 

进一步地，所述的环氧树脂选自市售的665有机硅环氧树脂或ES-06有机硅环氧树脂。