一种静电喷涂组合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及防腐，具体来说，涉及一种静电喷涂组合物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、金属固定管板换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、电力、冶金等领域。然而，在使用过程中，通常管程处于高温、高压、腐蚀介质等严酷的工作环境下，易导致管程表面受到腐蚀和磨损，影响固定管板换热器的整体使用寿命和换热效率。

2、非金属管板换热器，大多以碳化硅、陶瓷、聚苯硫醚、聚四氟乙烯等作为换热管材料，具有良好的防腐蚀性能，并得到了广泛应用，但其换热管与管板的不完全密封方式限制了这种换热器在大多数危险介质工况中的使用，类如:最大工作压力大于等于0.1mpa的气体介质，以及易爆、易燃或毒性介质的工况中不允许使用。传统的金属固定管板换热器在强腐蚀介质工况中主要采用锆、钛等贵金属为换热管材料，导致价格昂贵，焊接质量无法完全把控，并且运行成本高等问题。

3、聚苯硫醚简称pps，是分子主链中带有苯硫基的热塑性树脂，是热塑性高分子材料中稳定性最高的树脂之一，具有优异的耐热性，耐药品性，难燃性，机械强度，电气特性，尺寸稳定性、耐有机溶剂性能，可以在220℃长期使用；同时，聚苯硫醚与金属基材的粘结力强，因而是理想的金属基材重防腐涂料。

4、cn115785802a公开了一种聚苯硫醚厚涂层及其制备方法，利用氧气吸附的多孔pps粉末作为原料，采用一次涂覆即可实现0.5mm以上聚苯硫醚涂层的制备，制备工艺简单。所述聚苯硫醚厚涂层厚度≥500μm，表面粗糙度ra≤0.25μm，韧性佳，不发生开裂，对金属附着力佳，可作为耐高温防腐涂层，用于工业防腐、换热器、绝缘轴承等领域。该发明通过厚涂的方式克服了聚苯硫醚为主成分的粉末涂料在冷却时因收缩，导致涂层出现针孔，从而降低涂层防腐性能的问题，但该涂料的涂层厚度在500-900μm，导致换热效果差，降低了换热效率，不适合换热防腐场景应用。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种静电喷涂组合物及其制备方法和应用，本发明的静电喷涂组合物可以有效地保护金属固定管板换热器管程的承压或不承压的碳钢或不锈钢材质部件不受介质的腐蚀和污染，在不损失换热效果的前提下增加其使用寿命。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种静电喷涂组合物，按重量份计，包括聚苯硫醚粉末100份和混杂填料5-10份。

4、本发明中所述混杂填料，由碳化硼、氧化石墨烯和二硫化钼组成，其中，所述碳化硼的粒径为50-100μm，所述氧化石墨烯的粒径为200-500nm，所述二硫化钼的粒径15-50μm。

5、优选地，所述碳化硼、氧化石墨烯和二硫化钼的质量比为30-50:15-23:1-7。具体地，所述碳化硼、氧化石墨烯和二硫化钼的质量比为30:15:1、35:16:2、37:17:3、39:18:4、41:19:5、43:20:5.5、45:21:6、47:22:6.5、50:23:7或以上述任意值为上限或下限的区间。进一步优选地，所述碳化硼、氧化石墨烯和二硫化钼的质量比为35-47:16-22:2-6.5；更进一步优选地，所述碳化硼、氧化石墨烯和二硫化钼的质量比为37-45:17-21:3-6；最优选地，所述碳化硼、氧化石墨烯和二硫化钼的质量比为43:20:5.5。

6、本发明的混杂填料，通过不同粒径、不同性能的碳化硼、氧化石墨烯和二硫化钼混合，产生了正向协同效应，达到了更好的导热效果。

7、本发明还提供了上述静电喷涂组合物的制备方法，包括如下步骤：

8、（1）将碳化硼、氧化石墨烯和二硫化钼加入到水中超声处理，干燥，得到混杂填料；

9、（2）将步骤（1）得到的混杂填料和聚苯硫醚粉末熔融共混，冷却、造粒，破碎，得到所述静电喷涂组合物。

10、优选地，步骤（1）中所述超声为：温度50-80℃，功率100-200w，超声时间0.5-1h。

11、优选地，步骤（1）中所述干燥为：40-60℃下干燥12-15h。

12、优选地，步骤（2）中所述熔融共混的条件为：250-300℃，停留时间为2-3min，压力为5-15mpa；

13、优选地，步骤（2）中所述静电喷涂组合物的粒径为10-30μm。

14、本发明还提供了上述静电喷涂组合物在换热器管程防腐中的应用。

15、优选地，所述换热器管程的形式，包括直管。

16、优选地，所述防腐的涂层厚度为100-200μm；进一步优选为100-150μm；更进一步优选为100-120μm。

17、本发明还提供了一种利用上述静电喷涂组合物对换热器管程的喷涂防腐方法，包括以下步骤：

18、s1、静电喷涂：喷涂静电喷涂组合物，形成喷涂涂层；

19、s2、烘干固化：将步骤s1得到的喷涂涂层烘干、固化，得到防腐涂层。

20、优选地，步骤s1中所述喷涂为：喷涂压力为0.4-0.6mpa，喷涂速度为5-10m/min。

21、优选地，步骤s2中所述烘干的条件为：温度100-120℃，时间15-20min。

22、优选地，步骤s2中所述固化的条件为：温度310-350℃，时间为30-40min。

23、本发明还提供了一种换热器，所述换热器的管程采用上述的喷涂防腐方法进行表面处理。

24、本发明的有益效果为：

25、（1）本发明的静电喷涂组合物制备的防腐涂层具有附着力强、耐磨性、耐腐蚀性和导热性好等优点，可以有效地保护金属固定管板换热器管程的承压或不承压的碳钢或不锈钢材质部件不受介质的腐蚀和污染，在不损失换热效果的前提下增加其使用寿命。

26、（2）本发明的混杂填料，通过不同粒径、不同性能的碳化硼、氧化石墨烯和二硫化钼混合，改善了导热填料与聚苯硫醚的相容性，避免了团聚现象的发生，产生了正向协同效应，达到了更好的导热效果。

27、（3）本发明在原有的金属表面耐磨耐腐蚀的聚苯硫醚的基础上通过添加混杂填料在改善聚苯硫醚材料的导热性能的同时，避免了聚苯硫醚粉末涂料因冷却收缩导致的针孔问题，显著降低了涂层的厚度。

28、（4）本发明的制备方法，操作简单，易于实现工业化生产。

技术特征：

1.一种静电喷涂组合物，其特征在于，按重量份计，包括聚苯硫醚粉末100份和混杂填料5-10份；所述混杂填料，由碳化硼、氧化石墨烯和二硫化钼组成；

2.根据权利要求1所述的静电喷涂组合物，其特征在于，所述碳化硼、氧化石墨烯和二硫化钼的质量比为35-47:16-22:2-6.5。

3.根据权利要求2所述的静电喷涂组合物，其特征在于，所述碳化硼、氧化石墨烯和二硫化钼的质量比为37-45:17-21:3-6。

4.权利要求1-3任一项所述的静电喷涂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述静电喷涂组合物的粒径为10-30μm。

6.权利要求1-3任一项所述的静电喷涂组合物在换热器管程防腐中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述防腐的涂层厚度为100-200μm。

8.一种利用权利要求1-3任一项所述的静电喷涂组合物对换热器管程的喷涂防腐方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的喷涂防腐方法，其特征在于，步骤s1中所述喷涂为：喷涂压力为0.4-0.6mpa，喷涂速度为5-10m/min；步骤s2中所述烘干的条件为：温度100-120℃，时间15-20min；所述固化的条件为：温度310-350℃，时间为30-40min。

10.一种换热器，其特征在于，所述换热器的管程采用权利要求8或9所述的喷涂防腐方法进行表面处理。

技术总结
本发明公开了一种静电喷涂组合物及其制备方法和应用，属于防腐技术领域，所述静电喷涂组合物，按重量份计，包括聚苯硫醚粉末100份和混杂填料5‑10份；所述混杂填料，由碳化硼、氧化石墨烯和二硫化钼组成。本发明制备的防腐涂层具有附着力强、耐磨性、耐腐蚀性和导热性好等优点，可以有效地保护金属固定管板换热器管程的承压或不承压的碳钢或不锈钢材质部件不受介质的腐蚀和污染，在不损失换热效果的前提下增加其使用寿命。

技术研发人员：周彬,周广勤,王正鲁,潘满钧,王锋,张学军
受保护的技术使用者：浙江德力装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8