一種具有高導(dǎo)電性的重防腐涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬腐蝕防護領(lǐng)域，具體為一種石墨烯/玻璃鱗片/環(huán)氧樹脂復(fù)合具 有高導(dǎo)電性的重防腐涂料及其制備方法，特別適用于電暈放電類煙氣凈化設(shè)備中集塵電極 的腐蝕防護。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境問題日益突出，尤其是近幾年隨著大氣污染的加劇而 造成的霧霾天氣已經(jīng)成為影響我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的一種災(zāi)害性問題。煙塵是造成大氣污 染的主要因素之一，減少大氣污染的根本措施就是減少有害物質(zhì)向大氣的排放。作為大氣 污染控制主要設(shè)備之一的電除塵器，具有除塵效率高、能耗低、能處理溫度高煙氣量大的氣 體，結(jié)實耐用、管理方便等特點，在電力、水泥、冶金、有色、化工、輕工、電子、機械等工業(yè)部 門獲得廣泛應(yīng)用，在大氣污染控制中發(fā)揮著十分重要的作用。我國的工業(yè)用燃料以煤炭為 主，由于燃煤產(chǎn)生的煙氣中含有H 20、S0X、N0X等成分，當(dāng)煙氣溫度降低到其露點以下時會在 設(shè)備內(nèi)表面結(jié)露，形成強酸性的硫酸和硝酸，對設(shè)備尤其是導(dǎo)電極片造成嚴(yán)重腐蝕。因此， 防腐蝕是煙氣凈化設(shè)備必須解決的關(guān)鍵問題。為了同時滿足腐蝕防護與導(dǎo)電性的要求，強 腐蝕環(huán)境中使用的靜電除塵極片通常采用317、C-276等耐蝕合金來制作，但是其材料成本 是普通碳鋼的20~40倍，這是造成其設(shè)備成本較高的一個重要因素。
[0003] 導(dǎo)電涂料在電子、電器、航空、化工等多個領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，如：防靜電涂 料、電磁屏蔽涂料、印刷電路涂料、電熱涂料等。利用涂覆導(dǎo)電防腐涂料的普通碳鋼制作除 塵極片可以有效降低靜電除塵設(shè)備的制造成本，但對涂料本身的要求較高，具體包括：涂料 涂層具有耐熱和耐酸腐蝕能力，良好的力學(xué)機械性能，能隨設(shè)備變形，抗?jié)B透能力強，并且 同時滿足電暈放電的導(dǎo)電性要求，不影響其電暈放電及其凈化煙氣效果。
[0004] 石墨烯是一種新型炭材料，是一種由sp2雜化的碳原子構(gòu)成，厚度僅為一個或數(shù)個 單原子層的二維晶體材料，具有高導(dǎo)電導(dǎo)熱性、高熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、高比表面積、高 強度及柔韌性等優(yōu)異的性能。由于其片狀結(jié)構(gòu)、大面積/厚度比和腐蝕介質(zhì)不能透過的特 點，將其加入到聚合物中形成復(fù)合涂層可以有效提高涂層的隔絕性；同時由于高導(dǎo)電性的 特點，石墨烯納米片的加入可以賦予涂層良好的導(dǎo)電性，使其可以滿足靜電除塵電極極板 的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有高導(dǎo)電性的重防腐涂料及其制備方法，該防腐導(dǎo) 電涂料價格低廉、制作和使用方便，既滿足前述靜電除塵設(shè)備腐蝕環(huán)境的防腐需求，又同時 滿足電暈放電的導(dǎo)電性需求，以解決電暈放電煙氣凈化設(shè)備的腐蝕防護問題，降低防腐成 本。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0007] -種具有高導(dǎo)電性的重防腐涂料，該涂料為A、B雙組份型，以改性環(huán)氧樹脂為100 份重量計，各組分的重量組成為：
[0008] A 組分：
[0009] 環(huán)氧樹脂 80~90份； 有機鞋樹脂 10~20份； 石墨烯/環(huán)氧樹脂母料 10~100:份； 玻璃鱗片微片 5~50份； 稀釋劑 100~200份； 添加剤 0.1~5份;
[0010] B 組分：
[0011] 固化劑 20~60份；
[0012] 其中，石墨烯在重防腐涂料中的存在形式為石墨烯納米片，石墨烯納米片和玻璃 鱗片分別是以石墨烯/環(huán)氧樹脂母料和微片粉體的形式加入組分A中，以石墨烯/環(huán)氧樹 脂母料替代石墨烯納米片粉體，最大程度上保證柔性石墨烯納米片在涂料和涂層中以單片 的鋪展?fàn)顟B(tài)均勻分散；玻璃鱗片為剛性的微片狀填料，在成膜過程中容易形成有序的堆疊 結(jié)構(gòu)，這種堆疊結(jié)構(gòu)對于石墨烯納米片在涂層中的分布具有誘導(dǎo)作用，使鋪展的石墨烯納 米片依附于玻璃鱗片形成有序結(jié)構(gòu)，從而有利于構(gòu)建連續(xù)石墨烯導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)以及提高涂層的 阻隔性能，使涂層在低石墨烯納米片加入量的情況下即具有高導(dǎo)電性和強耐蝕性。
[0013] 所述的具有高導(dǎo)電性的重防腐涂料，按重量百分比計，A組份占77~96%，B組份 占4~23%〇
[0014] 所述的具有高導(dǎo)電性的重防腐涂料，在A組份中，包含有機硅改性環(huán)氧樹脂、石墨 稀納米片、玻璃鱗片微片、稀釋劑、添加劑，有機娃改性環(huán)氧樹脂22~47%，石墨稀納米片 0. 26~3. 2%，玻璃鱗片微片1. 2~20%，添加劑0. 02~2. 3%，稀釋劑28~62. 5%。
[0015] 所述的具有高導(dǎo)電性的重防腐涂料，在A組分中，環(huán)氧樹脂與有機硅樹脂共同形 成改性環(huán)氧樹脂，環(huán)氧樹脂與改性劑有機硅樹脂的重量比為（4~9) : 1。
[0016] 所述的具有高導(dǎo)電性的重防腐涂料，在A組分中，環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂； 玻璃鱗片微片的平均片徑為100~500 μ m，厚度為1~5 μ m ;添加劑為涂料領(lǐng)域常用的助 劑：分散劑、消泡劑、流平劑和防沉劑之一種或兩種以上的混合，分散劑、消泡劑、流平劑和 防沉劑各自的重量份數(shù)為〇. 1~5份；稀釋劑采用有機溶劑：甲苯、二甲苯、丁醇、甲乙酮、 環(huán)己酮中的一種或兩種以上混合。
[0017] 所述的具有高導(dǎo)電性的重防腐涂料，在B組分為有機硅改性環(huán)氧樹脂固化劑，采 用胺類復(fù)配固化劑。
[0018] 所述的具有高導(dǎo)電性的重防腐涂料的制備方法，按照配方比例在攪拌器中加入環(huán) 氧樹脂、有機硅樹脂和石墨烯/環(huán)氧樹脂母料低速攪拌，轉(zhuǎn)速為300~500轉(zhuǎn)/分鐘、攪拌 20~40分鐘；之后，加入玻璃鱗片微片、稀釋劑和添加劑高速攪拌，轉(zhuǎn)速為1200~1500轉(zhuǎn) /分鐘、攪拌1~3小時，使各種物料混合均勻分裝即可獲得A組份；將A、B兩組份按比例 混合均勻后，即可使用。
[0019] 所述的具有高導(dǎo)電性的重防腐涂料的制備方法，石墨烯/環(huán)氧樹脂母料是石墨烯 納米片含量在l〇wt %的石墨稀和環(huán)氧樹脂母料復(fù)合樹脂楽;料。
[0020] 所述的具有高導(dǎo)電性的重防腐涂料的制備方法，石墨烯/液態(tài)樹脂母料的制備方 法是：
[0021] 將干燥的納米碳粉體加入到醇溶劑中攪拌使其完全浸潤，利用超聲、高速攪拌或 剪切分散處理使其形成納米碳/醇懸濁液；將納米碳/醇懸濁液加入液態(tài)樹脂中攪拌至醇 溶液與樹脂分層，其中上層為乳白色至灰白色低粘度醇溶液，下層為黑色高粘度物料；將上 層醇溶液與下層物料分離后，收集下層物料；對收集的物料進行加熱抽真空干燥后，即得到 均勻分散有納米碳的復(fù)合樹脂漿料，收集的上層醇溶液利用蒸餾的方法提純后重復(fù)使用。
[0022] 所述的具有高導(dǎo)電性的重防腐涂料的制備方法，將lOOOg插層剝離法制備的石墨 烯納米片粉體加入到30kg己醇中，超聲分散30分鐘，得到暫態(tài)分散的石墨烯/醇懸濁液； 將上述懸池液與l〇kg環(huán)氧樹脂混合后機械攪拌5小時，攪拌速度為200轉(zhuǎn)/分鐘；攪拌結(jié) 束后靜置10分鐘，使上述混合液體分層；將上層灰白色的溶液倒出，留下下層黑色的粘稠 漿料，置入真空烘箱中抽真空加熱至120°C，保持烘箱內(nèi)真空度低于lOOPa ;烘干24小時后 取出即得到石墨稀納米片含量l〇wt %的石墨稀/環(huán)氧樹脂復(fù)合母料。
[0023] 本發(fā)明的設(shè)計原理是：
[0024] 本發(fā)明具有高導(dǎo)電性的重防腐涂料由A、B兩組份組成，其中A組分是以改性環(huán)氧 樹脂為主要成膜物，以石墨烯納米片和玻璃鱗片微片為主要填料，同時加入溶劑和少量添 加劑；B組分為固化劑。A組分中，改性環(huán)氧樹脂是以雙酚A型環(huán)氧樹脂為基礎(chǔ)加入有機硅 樹脂進行復(fù)配，以實現(xiàn)在保證涂層附著力和強度的基礎(chǔ)上提高涂層耐高溫性能的目的。石 墨烯納米片和玻璃鱗片分別是以石墨烯/環(huán)氧樹脂母料和微片粉體的形式加入組分A中， 以石墨烯/環(huán)氧樹脂母料替代石墨烯納米片粉體，可以最大程度上保證柔性石墨烯納米片 在涂料和涂層中以單片的鋪展?fàn)顟B(tài)均勻分散；玻璃鱗片為剛性的微片狀填料，在成膜過程 中容易形成有序的堆疊結(jié)構(gòu)，這種堆疊結(jié)構(gòu)對