本发明专利技术涉及一种耐腐蚀、抗结垢纳米钛涂料及其制备方法，具体的说是一种水介质换热设备用防腐蚀抗结垢涂料及其制备方法。该涂料采用纳米钛粉、预处理剂、环氧树脂、丙烯酸、双酚S型环氧树脂或缩水甘油酯类环氧树脂或缩水甘油胺类环氧树脂、有机溶剂、氨基硅油或有机氟试剂、蒸馏水，通过纳米钛粉预处理、环氧树脂改性、涂料制备三个主要工艺步骤制备而成，具有防腐蚀、抗结垢，蹦有效的提高换热器的传热效率和使用寿命等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种耐腐蚀、抗结垢纳米钛涂料及其制备方法，具体的说是。
技术介绍
在加热、冷却换热设备中，板式换热设备由于具有体积小，换热能力强等特点，在矿山、冶金、石油、化工、机械、电力、医药、食品、轻纺、造纸、船舶、海洋开发和人们日常生活中应用广泛。水作为廉价易得的流体往往作为一种热交换介质使用，然而，由于水中可以溶解多种离子，用于热交换的水质通常较复杂，很容易引起换热设备腐蚀及结垢，从而降低设备换热效率或破坏换热设备。即使采用不锈钢换热板，腐蚀和结垢也是不可避免的，不锈钢腐蚀主要是溶液中的氯离子引起不锈钢的点蚀，点蚀的发生将直接导致换热板的穿孔失效。另外，不锈钢局部的、选择性的、自晶界区发生的腐蚀，使晶粒之间的结合力受到破坏， 也是一种危害性很大的腐蚀破坏形式。这些腐蚀，导致不锈钢换热板使用寿命大大缩短，只有1-2年。这样，每年更换换热板使得成本上升，也造成了能源的浪费。为了解决腐蚀问题，企业一般采用纯钛板作为换热器板材，钛板具有优异的耐蚀性能，可以提供较长的使用寿命，但材料成本过高，而且不能防垢，需要定期清洗或加入阻垢剂而增加生产成本。涂层与镀层技术是一种简便易行，行之有效的技术途径。但现有技术效果不理想。究其原因是涂层中的普通树脂与添加剂虽能在换热器苛刻的环境中起到防护作用，但影响传热，防垢效果不稳定；而金属镀层虽然传热好，但其在换热器苛刻的环境中对基体的防护作用较差， 防垢能力也较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的缺点和不足，提供一种水介质板式换热设备用防腐蚀抗结垢涂料，该涂料是一种纳米涂料，涂覆板式换热器的金属板片后，既要起到防腐蚀、抗结垢作用，还不影响换热器的传热效率。此涂料为一种二维纳米钛改性环氧树脂涂料，利用片层钛粉的层叠阻挡与钝化作用抑制腐蚀介质的侵入，利用钛粉之间的有效搭接提供较好的传热效果，利用改性的有机树脂获得与基体良好的结合力与自洁能力，实现涂层技术对金属基体换热板的防护，抗结垢作用，有效地延长使用寿命。本专利技术的目的是这样实现的，该涂料的原料组成和各原料的重量配比如下纳米钛粉40 45份、预处理剂6份、环氧树脂18 20份、丙烯酸2 4份、双酚S型环氧树脂或缩水甘油酯类环氧树脂或缩水甘油胺类环氧树脂12 15 份、有机溶剂4份、氨基硅油或有机氟试剂3 5份、蒸馏水6份；制备方法是首先将纳米钛粉和预处理剂混合后装入行星式球磨机对纳米钛粉进行预处理，得到钛粉浆料，使处理后的纳米钛粉表面包裹一层有机官能团，能够很好的分散于改性环氧树脂涂料中；其次是进行环氧树脂改性，得到改性树脂；再用氨基硅油或有机氟试剂对改性树脂进行改性；最后是涂料制备，将预处理后得到的钛粉浆料和改性后的环氧树脂按照 1 1-1. 2质量比混合，在强力搅拌下，再加入蒸馏水调至需要粘度，继续在超声辅助强力机械搅拌1-3小时，即制得本专利技术涂料。其特征在于a、所述的纳米钛粉为片状，直径< 10 μ m，厚度约为IOOnm ；b、所述的预处理剂是一种混合物，由表面活性剂0P-10、吐温60或吐温80中的一种或多种，糠醛树脂或氨基树脂中的一种或多种、苯二甲酸二异丁酯混合而成，其中活性剂0P-10、吐温60或吐温80 :2份糠醛树脂或氨基树脂2份苯二甲酸二异丁酯2份；c、所述的环氧树脂是是E-44、E-42、E-35、E-31、E-20中的任何一种或多种；d、所述有机溶剂是一种混合溶剂，由甲苯、二甲苯、正丁醇、正辛醇、乙酸乙酯中的一种或两种混合物；e、所述酚醛树脂是双酚S型环氧树脂、环氧化线型酚醛树脂中的任何一种，所述缩水甘油酯类环氧树脂是711#、731#、73姊中的任何一种，所述缩水甘油胺类环氧树脂是 AG-80、AFG-90中的任何一种；f、所述有机氟试剂是WRS系列、3585系列、々6-710、3589、16-421、16-527』050中的任何一种。一种水介质换热设备用防腐蚀抗结垢涂料制备方法的具体步骤如下①、纳米钛粉预处理采用物理化学方法处理纳米钛粉，处理后的纳米钛粉表面包裹一层有机官能团， 能够很好的分散于改性环氧树脂涂料中，使涂料质量更均勻。将预处理剂与纳米钛粉按照质量比1 5-10混合，混合料转入行星式球磨机中，装料体积为50-85%，通入保护性气体 10分钟后球磨3-5小时，既得到处理后的钛粉浆料；所述的纳米钛粉为片状，直径< 10 μ m， 厚度约为IOOnm ；所述的预处理剂是一种混合物，由表面活性剂0P-10、吐温80、吐温60中的一种或多种，糠醛树脂、氨基树脂中的一种，苯二甲酸二异丁酯，等质量比混合而成，保护性气体为氮气或氩气；②、环氧树脂改性环氧树脂在金属基体上的附着力低，减弱了对金属基体的保护，而且耐高温性能较差，需要对其进行改进以适用换热设备涂装，此外，环氧树脂需要使用有机溶剂调配粘度，在施工使用过程中会释放出有害气体对人体造成伤害，需要尽量少使用有机溶剂。因此，本专利技术首先选用酚醛树脂、缩水甘油酯类型环氧树脂、缩水甘油胺类型环氧树脂中的一种或两种对环氧树脂进行改性，得到改性树脂；再用氨基硅油或有机氟试剂对上步骤的改性树脂进行改性；具体方法为取40-55质量份的环氧树脂，5-10质量份的丙烯酸，30-45 质量份的酚醛树脂、缩水甘油酯类型环氧树脂、缩水甘油胺类型环氧树脂中的一种或两种， 溶于5-10质量份的有机溶剂中，在45-80°C时对环氧树脂进行改性，然后加入5-15质量份的氨基硅油或有机氟试剂，在60-105°C时进行改性，得到改性环氧树脂；所述有机溶剂是一种混合溶剂，由甲苯、二甲苯、正丁醇、正辛醇、乙酸乙酯中的一种或两种混合物；所述环氧树脂是E-44、E-42、E-35、E-31、E-20中的任何一种或多种；所述酚醛树脂可以是双酚S型环氧树脂、环氧化线型酚醛树脂中的任何一种；所述缩水甘油酯类环氧树脂可以是711#、 731#、732#中的任何一种；所述缩水甘油胺类环氧树脂可以是AG-80、AFG-90中的任何一种；所述有机氟试剂可以是WRS系列、3585系列、AG-710、3589、TG-421、TG-527、EC 50中的任何一种；③、涂料制备将步骤①产物和步骤②产物按照1 1-1. 2质量比混合，在强力搅拌下，再加入蒸馏水调至需要粘度，继续在超声辅助强力机械搅拌1-3小时，即制得本专利技术涂料，装桶。本专利技术涂料的使用方法为首先，将换热器金属板片进行喷砂除锈、二甲苯擦洗除油等步骤处理，晾干；然后，采用喷涂或刷涂的方式用本涂料涂覆换热器板片；最后，将涂覆本涂料的换热器板片放置烘箱内，在180°C下烘0.5小时，自然降至室温即可。本专利技术的优点和积极效果1、本专利技术采用物理化学方法处理纳米钛粉，处理后的纳米钛粉表面包裹一层有机官能团，能够很好的分散于改性环氧树脂涂料中，使涂料质量更均勻。2、本专利技术采用的片状的钛粉，直径< ΙΟμπι，厚度为lOOnm，可在涂层中平行排列， 形成多层的防护屏障，有效地阻挡腐蚀介质的渗入。同时纳米钛粉的优良的钝化作用也可以使涂层形成钝化层，进一步抑制腐蚀的发生。选用合适的成膜树脂，可以通过改性提高涂层的自洁能力，在一定程度上减少结垢的发生。片状钛粉的彼此搭接，可以形成完整的导热路径，不会像纯粹的有机涂层那样大幅度降低本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种水介质换热设备用防腐蚀抗结垢涂料，其特征在于：它是由下述重量配比的原料制成的；纳米钛粉：４０～４５份、预处理剂：６份、环氧树脂：１８～２０份、丙烯酸：２～４份、双酚Ｓ型环氧树脂或缩水甘油酯类环氧树脂或缩水甘油胺类环氧树脂：１２～１５份、有机溶剂：４份、氨基硅油或有机氟试剂：３～５份、蒸馏水：６份；制备方法是：首先将纳米钛粉和预处理剂混合后装入行星式球磨机对纳米钛粉进行预处理，得到钛粉浆料，使处理后的纳米钛粉表面包裹一层有机官能团，能够很好的分散于改性环氧树脂涂料中；其次是进行环氧树脂改性，得到改性树脂；再用氨基硅油或有机氟试剂对改性树脂进行改性；最后是涂料制备，将预处理后得到的钛粉浆料和改性后的环氧树脂按照１∶１－１．２质量比混合，在强力搅拌下，再加入蒸馏水调至需要粘度，继续在超声辅助强力机械搅拌１－３小时，即制得本专利技术涂料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：腾洪辉，李薇薇，任百祥，朱彦卓，刘茂军，徐占林，
申请(专利权)人：吉林师范大学，
类型：发明
国别省市：22
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。