本发明专利技术涉及重防腐纳米复合涂层技术，具体为一种硼酚醛－钛纳米复合耐温耐压重防腐涂层及其制备方法。涂层配方如下：改性硼酚醛聚合物：３０－３５份；纳米复合液：４－８份；增强碳纤维：５－８份；金红石型钛白粉：２０－２５份；碳化硅陶瓷粉：５－８份；镍基合金粉：４－７份；阻燃剂：２－４份；混合溶剂：１５－２２份；将其按比例配好，经分散、研磨到粒径为４０μｍ以下，再与由线性苯酚甲醛环氧树脂和间苯二酚甲醛环氧树脂组成的复合固化剂（配比为１∶０．５－１）按１－３∶１的比例配制后在１６０－１８０℃下加热固化２－３小时制备成重防腐纳米复合涂层。本发明专利技术涂层在厚度０．１－２．０ｍｍ可耐高温高压（５－１５ＭＰａ、１００－１８０℃）含有硫化氢、二氧化硫、二氧化碳和氯化物等酸性强腐蚀介质的腐蚀破坏，且该涂层与金属基材结合力强。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及重防腐纳米复合涂层技术，具体为一种硼酚醛-钛纳米复合耐温耐压重防腐涂层及其制备方法。
技术介绍
高温高压酸性环境中金属材料腐蚀十分严重，一直没有高效的防腐材料和防护措 施解决腐蚀问题。一般的耐温防腐涂层在高温高压酸性环境中极易分解，与基材的附着力 差，机械强度低，在高温高压酸性环境中使用寿命很短。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对石化行业高温高压酸性环境中金属材料的长效耐温、耐压和 防腐等问题，提供一种新型高效硼酚醛_钛纳米复合耐温耐压重防腐涂层及制备方法。本专利技术的技术方案是一种硼酚醛_钛纳米复合耐温耐压重防腐涂层，分为两组分，涂料配方按重量份 数计如下(1)甲组分(按重量份数计)改性硼酚醛聚合物30_35份，改性硼酚醛聚合物为100%固体含量的硼酚醛树 脂；纳米复合母液4_8份；其中，重量比纳米二氧化钛纳米二氧化硅有机溶剂= (30-50) (10-30) (30-40)，偶联剂占上述纳米粒子(纳米二氧化钛和纳米二氧化硅) 总重量的1-10%、高分子分散剂占上述纳米粒子(纳米二氧化钛和纳米二氧化硅)总重量 的1-10%、聚合物占上述纳米粒子(纳米二氧化钛和纳米二氧化硅)总重量的3-12% ；增强碳纤维5_8份；金红石型钛白粉20-25份；碳化硅陶瓷粉5_8份；镍基合金粉4_7份；阻燃剂2-4份；混合溶剂15-22份。(2)乙组分(按重量份数计)固化剂80份；固化剂为线性苯酚甲醛环氧树脂和间苯二酚甲醛环氧树脂的混合 物，线性苯酚甲醛环氧树脂间苯二酚甲醛环氧树脂重量比为1 (0.5-1)；混合溶剂20份；甲组分乙组分重量比为1-3 1。本专利技术中，偶联剂为硅氧烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。本专利技术中，高分子分散剂为聚羧酸盐或聚氨酯高分子分散剂。本专利技术中，纳米复合母液中的聚合物为改性硼酚醛聚合物，改性硼酚醛聚合物为100%固体含量的硼酚醛树脂。本专利技术中，钛白粉为金红石型钛白粉；碳化硅陶瓷粉的粒度为1-5微米；镍基合金粉为牌号FZNCr-60A的镍基合金粉；所述阻燃剂为三氧化二锑或十溴联苯醚；所述混合溶 剂为重量比环己酮正丁醇=(2-3) 1组成的溶剂。本专利技术中，有机溶剂为环己酮或正丁醇。本专利技术中，增强碳纤维为浙青级碳纤维。上述硼酚醛_钛纳米复合耐温耐压重防腐涂层的制备方法，具体步骤如下1)改性硼酚醛聚合物的制备按重量份数计，20-35份硼酸或三氧化二硼、1-4份纳米二氧化钛、0. 5-2. 5份正钛 酸丁酯与60-80份苯酚在KOH催化剂作用下在90-110°C回流6-8小时，再升温到160-180°C 反应，蒸出水后生成不同反应程度的硼酸酚酯混合物；然后冷却至80°C以下，30-50份硼 酸酚酯混合物加50-70份多聚甲醛或三聚甲醛或甲醛水溶液，在80-110°C反应2-4小 时，PH值控制在9-10，脱去水和低沸点产物，使产物凝胶时间达到60-80S/160°C，熔点为 70-900C，硼含量大于4wt %，钛含量大于3wt %，最终得到的黄色固体预聚物为改性硼酚醛 聚合物。2)纳米复合液的制备按重量份数计，将30-50份纳米二氧化钛和10-30份纳米二氧化硅加入30_50份 有机溶剂中，进行超声波分散10-30分钟，温度T = 30-40°C ；再在其中分别加入占上述纳米 粒子总重量1-10%的偶联剂、1-10%的高分子分散剂和3-12%聚合物进行超声波分散1-2 小时，温度T = 50-600C ；最后在(1-3) X IO4转/分钟下离心2-3次，制得纳米复合母液。3)硼酚醛_钛纳米复合耐温耐压重防腐涂层制备将步骤1)制备的改性硼酚醛聚合物、步骤2)制备的纳米复合液、增强碳纤维、 碳化硅陶瓷粉、镍基合金粉、金红石型钛白粉、阻燃剂、混合溶剂按所述比例配好，经分 散、研磨到粒径为40μπι以下，再加入复合固化剂和混合溶剂制成的乙组分，将混合物在 80-180°C下固化60-120分钟制备成耐温耐压重防腐纳米复合涂层。所述步骤3)中，加料过程为在50°C下加入改性硼酚醛聚合物到混合溶剂中，进 行溶解后，加入纳米复合母液、碳化硅陶瓷粉、镍基合金粉、增强碳纤维、阻燃剂、金红石型 钛白粉，最后加入复合固化剂。所述步骤3)中，分散、研磨为先用高速搅拌分散机在800-1000rpm高速分散20-30 分钟，然后在球磨机中充分研磨1. 5-3小时。本专利技术的优点及有益效果如下1、本专利技术利用材料复合技术、表面改性技术和纳米改性技术等制备含有纳米二氧 化钛、纳米二氧化硅的纳米复合液，再将它们和聚合物、增强碳纤维、碳化硅陶瓷粉、镍基合 金粉、金红石型钛白粉、阻燃剂、混合溶剂等按比例复配制备成可长期在高温高压酸汽环境 中使用的耐温耐压重防腐纳米复合涂层，该纳米复合涂层在高温高压条件下仍与基材附着 力好，涂膜能长期承受高温酸汽的腐蚀破坏，贮存稳定，施工较方便的优点。2、石化、电力、航天和矿山冶金行业生产规模不断扩大，石油钻采设备、炼油厂的炼化装置、石化的鼓风机、矿山钎钻设备、冶炼厂的冶炼装置和电厂脱硫装置等许多生产设 备腐蚀十分严重，尤其在高温高压酸性环境中使用的生产设备一直没有有效的防护措施。酸性介质包括硫化氢、硫酸、二氧化碳和氯化物，高温高压将会大大增强酸性物质对金属材 料的破坏，必须有有效的防腐材料对其保护。常用的耐温涂层(如有机硅涂料、改性环氧 涂料和氟碳聚氨酯涂料等)在高温酸性条件下极易降解，与金属基材结合力差，机械强度 低，使用寿命很短。所以，即耐温耐压又高效重防腐的复合涂料研制迫在眉捷。该纳米复合 涂层可广泛应用在石油化工、冶金、电力、煤炭、航空航天等行业。该纳米复合涂料的研制成 功是耐高温重防腐涂料领域中一次革命性飞跃，填补国内高温高压酸汽环境中长效使用的 空白。耐温耐压重防腐纳米复合涂料将伴随着我国经济高速发展、节约型社会的需要，将越 来越多发挥它的作用。3、本专利技术可采用喷涂或刷涂，成为金属基材底面合一的表面涂层。它采用改性硼 酚醛聚合物为基料，线性苯酚甲醛环氧树脂和间苯二酚甲醛环氧树脂的混合物为复合固化 齐U，增强碳纤维和纳米粒子为涂层的增强剂，形成硼酚醛-钛的高耐腐蚀体系。所得耐温 耐压重防腐纳米复合涂层在金属表面形成的涂层厚度在0. 1-2. 0mm，可长期耐100_18(TC、 5_15MPa、含有硫化氢、二氧化碳和氯化物等强腐蚀性介质的腐蚀破坏。4、随着我国经济的飞速发展，国家大力提倡新材料研发应用和环保节能意识的加 强，耐温耐压重防腐纳米复合涂料将会很好的服务于石油化工、电力、航天和矿山冶金等行 业，填补国内耐高温高压重防腐涂层的空白，为国家带来巨大的社会效益和经济效益。具体实施例方式1、改性硼酚醛聚合物的制备改性硼酚醛聚合物具有热固性高聚物的性质，柔性较大的-B-O-键可改善涂层的 脆性和机械强度。硼和钛的三向交联结构提高涂层的耐热性。按重量份数计，20-35份硼酸或三氧化二硼、1-4份纳米二氧化钛、0. 5-2. 5份正钛 酸丁酯与60-80份苯酚在KOH催化剂作用下在90-110°C回流6-8小时，再升温到160-180°C 反应，蒸出水后生成不同反应程度的硼酸酚酯混合物；然后冷却至80°C以下，30-50份硼酸 酚酯混合物加50-70份多聚甲醛或三聚甲醛或甲醛水溶液本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种硼酚醛－钛纳米复合耐温耐压重防腐涂层，其特征在于：该涂层分为两组分，一个组分是以硼酚醛聚合物和特殊填料组成甲组分，另一组分为由线性苯酚甲醛环氧树脂和间苯二酚甲醛环氧树脂组成的复合固化剂乙组分；涂料配方按重量份数计如下： （１）甲组分改性硼酚醛聚合物：３０－３５份； 纳米复合母液：４－８份；其中重量比纳米二氧化钛∶纳米二氧化硅∶有机溶剂＝（３０－５０）∶（１０－３０）∶（３０－４０），偶联剂占上述纳米粒子总重量的１－１０％、高分子分散剂占上述纳米粒子总重量的１－１０％、聚合物占上述纳米粒子总重量的３－１２％； 增强碳纤维：５－８份； 金红石型钛白粉：２０－２５份； 碳化硅陶瓷粉：５－８份； 镍基合金粉：４－７份； 阻燃剂：２－４份； 混合溶剂：１５－２２份； （２）乙组分 固化剂８０份；其中，线性苯酚甲醛环氧树脂：间苯二酚甲醛环氧树脂重量比为１∶（０．５－１）； 混合溶剂：２０份； 上述组分中，甲组分∶乙组分重量比为１－３∶１。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王震宇，韩恩厚，柯伟，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]
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