一種具有高導電性的重防腐涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及金屬腐蝕防護領域，具體為一種石墨烯/玻璃鱗片/環氧樹脂復合具 有高導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備中集塵電極 的腐蝕防護。
【背景技術】
[0002] 隨著經濟的快速發展，環境問題日益突出，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成為影響我國經濟和社會發展的一種災害性問題。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向大氣的排放。作為大氣 污染控制主要設備之一的電除塵器，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、機械等工業部 門獲得廣泛應用，在大氣污染控制中發揮著十分重要的作用。我國的工業用燃料以煤炭為 主，由于燃煤產生的煙氣中含有H 20、S0X、N0X等成分，當煙氣溫度降低到其露點以下時會在 設備內表面結露，形成強酸性的硫酸和硝酸，對設備尤其是導電極片造成嚴重腐蝕。因此， 防腐蝕是煙氣凈化設備必須解決的關鍵問題。為了同時滿足腐蝕防護與導電性的要求，強 腐蝕環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，這是造成其設備成本較高的一個重要因素。
[0003] 導電涂料在電子、電器、航空、化工等多個領域中有著廣泛的應用，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，良好的力學機械性能，能隨設備變形，抗滲透能力強，并且 同時滿足電暈放電的導電性要求，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雜化的碳原子構成，厚度僅為一個或數個 單原子層的二維晶體材料，具有高導電導熱性、高熱穩定性和化學穩定性、高比表面積、高 強度及柔韌性等優異的性能。由于其片狀結構、大面積/厚度比和腐蝕介質不能透過的特 點，將其加入到聚合物中形成復合涂層可以有效提高涂層的隔絕性；同時由于高導電性的 特點，石墨烯納米片的加入可以賦予涂層良好的導電性，使其可以滿足靜電除塵電極極板 的要求。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種具有高導電性的重防腐涂料及其制備方法，該防腐導 電涂料價格低廉、制作和使用方便，既滿足前述靜電除塵設備腐蝕環境的防腐需求，又同時 滿足電暈放電的導電性需求，以解決電暈放電煙氣凈化設備的腐蝕防護問題，降低防腐成 本。
[0006] 本發明的技術方案是：
[0007] -種具有高導電性的重防腐涂料，該涂料為A、B雙組份型，以改性環氧樹脂為100 份重量計，各組分的重量組成為：
[0008] A 組分：
[0009] 環氧樹脂 80~90份； 有機鞋樹脂 10~20份； 石墨烯/環氧樹脂母料 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/環氧樹脂母料和微片粉體的形式加入組分A中，以石墨烯/環氧樹 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 的鋪展狀態均勻分散；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 結構，這種堆疊結構對于石墨烯納米片在涂層中的分布具有誘導作用，使鋪展的石墨烯納 米片依附于玻璃鱗片形成有序結構，從而有利于構建連續石墨烯導電網絡以及提高涂層的 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電性和強耐蝕性。
[0013] 所述的具有高導電性的重防腐涂料，按重量百分比計，A組份占77~96%，B組份 占4~23%〇
[0014] 所述的具有高導電性的重防腐涂料，在A組份中，包含有機硅改性環氧樹脂、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] 所述的具有高導電性的重防腐涂料，在A組分中，環氧樹脂與有機硅樹脂共同形 成改性環氧樹脂，環氧樹脂與改性劑有機硅樹脂的重量比為（4~9) : 1。
[0016] 所述的具有高導電性的重防腐涂料，在A組分中，環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂； 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、 環己酮中的一種或兩種以上混合。
[0017] 所述的具有高導電性的重防腐涂料，在B組分為有機硅改性環氧樹脂固化劑，采 用胺類復配固化劑。
[0018] 所述的具有高導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 氧樹脂、有機硅樹脂和石墨烯/環氧樹脂母料低速攪拌，轉速為300~500轉/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，轉速為1200~1500轉 /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] 所述的具有高導電性的重防腐涂料的制備方法，石墨烯/環氧樹脂母料是石墨烯 納米片含量在l〇wt %的石墨稀和環氧樹脂母料復合樹脂楽;料。
[0020] 所述的具有高導電性的重防腐涂料的制備方法，石墨烯/液態樹脂母料的制備方 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使用。
[0022] 所述的具有高導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，得到暫態分散的石墨烯/醇懸濁液； 將上述懸池液與l〇kg環氧樹脂混合后機械攪拌5小時，攪拌速度為200轉/分鐘；攪拌結 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/環氧樹脂復合母料。
[0023] 本發明的設計原理是：
[0024] 本發明具有高導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，改性環氧樹脂是以雙酚A型環氧樹脂為基礎加入有機硅 樹脂進行復配，以實現在保證涂層附著力和強度的基礎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/環氧樹脂母料和微片粉體的形式加入組分A中， 以石墨烯/環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狀態均勻分散；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構，這種堆疊結構對