鄒金生 張春江 姜天明 沈 竑

（1. 深圳市能源環(huán)保股份有限公司，廣東 深圳 518052；2. 華光高科特種材料（大連）有限公司，遼寧 大連 116000）

0 引言

換熱器是化工設備的重要組成部分，合理選擇換熱器的材質既可以避免設備腐蝕[1]，又可以降低設備投資成本。目前回轉式GGH換熱元件的搪瓷材質具有溫度適應性強、耐腐蝕、便于清潔等特性，但應用過程中還存在腐蝕、搪瓷易受熱沖擊剝落、故障率高等問題。

聚合物涂層可在金屬和腐蝕介質的界面提供一層物理屏障，對腐蝕介質起到高效屏蔽作用。在聚合物體系中添加納米填料，可以顯著提高聚合物的致密性，提高聚合物基體整體機械強度、熱穩(wěn)定性和防腐性能。

為了有效降低GGH造價，開發(fā)一款以金屬基材為主，保證良好傳熱效，同時保證防腐、耐溫、耐氫氟酸及耐混酸等復雜條件，選用含雜萘聯(lián)苯結構的聚芳醚酮腈為成膜物質，螺旋碳納米管功能性填料，選取合適的助劑等，獲得性價比高的耐高溫且耐氫氟酸的高性能涂料。

1 試驗部分

1.1 焚燒爐專用納米涂層主要原材料選擇

1.1.1 主體成膜物質的選擇

常規(guī)耐高溫涂料主要有陶瓷涂料、無機硅酸鹽類涂料、環(huán)氧聚合物涂料和有機硅涂料等。

（1）陶瓷涂料:不耐氫氟酸和高濃度鹽酸，柔韌性差；

（2）無機硅酸鹽類涂料:不耐磨，附著力差，易開裂；

（3）環(huán)氧聚合物涂料：長期150℃漆膜開裂；

（4）有機硅涂料:耐介質性能差，硬度低，耐磨差。

根據(jù)焚燒爐的實際情況，無法從傳統(tǒng)耐高溫涂料中找到合適的成膜物質。

在有機材料中，含雜萘聯(lián)苯結構聚芳醚樹脂綜合性能優(yōu)異，具有耐熱等級高、力學性能強、耐腐蝕等優(yōu)良的綜合性能，是耐高溫同時耐強酸腐蝕涂料的理想成膜物質。

1.1.2 稀釋劑的選擇

通過相容性測試，選擇N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺和二甲苯，建立揮發(fā)梯度。

1.1.3 助劑的選擇

綜合樹脂性能等因素，助劑主要篩選潤濕分散劑和消泡劑。

（1）潤濕分散劑的選擇

分散劑的品種很多，主要有陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性型、電中性型、高分子型以及受控自由基型等；相容性測試發(fā)現(xiàn)陰離子型、陽離子型、兩性型有不同程度的析出，高分子型和受控自由基型相容性良好，并且受控自由基型分子量分布更為集中，錨定集團也更為集中，效率更高。本產品選擇受控自由基型分散劑；

（2）消泡劑的選擇

常見的消泡劑主要有破泡劑、抑泡劑和脫泡劑等，雜萘聯(lián)苯聚芳醚樹脂屬于熱固型樹脂，主要考慮破泡劑和脫泡劑即可。

1.2 垃圾焚燒爐專用功能性納米涂層制備工藝

1.2.1 垃圾焚燒爐專用涂料的制備

（1）將雜萘聯(lián)苯聚芳醚樹脂、環(huán)氧樹脂、溶劑和助劑加入到分散缸內攪拌均勻，依次加入氮化硼、碳納米螺旋管等功能性填料攪拌均勻，高速分散（15～30）min；

（2）連接砂磨機，研磨至細度20μm以下；

（3）轉入調漆釜中，加入助劑中速攪拌（10～15）min，攪拌至均勻狀態(tài)；

（4）調整粘度，成品檢測性能合格后，過濾，包裝。

1.2.2 垃圾焚燒爐專用功能性納米涂層制備

（1）將涂料攪拌均勻，通過稀釋劑調整至噴涂粘度；

（2）干燥，表干30min，80℃烘干30min，280℃烘干15min，涂層制備完成。

表1 垃圾焚燒爐專用功能性納米涂層的性能指標

1.3 主要性能參數(shù)

垃圾焚燒爐專用涂料性能穩(wěn)定，可以滿足高溫條件下腐蝕條件復雜的工作環(huán)境，具有施工方便，性價比高的特點，市場推廣前景廣泛。

2 試驗結果與討論

2.1 雜萘聯(lián)苯聚芳醚樹脂的初期附著力

雜萘聯(lián)苯聚芳醚樹脂單獨使用時，初期附著力較差，搭配環(huán)氧樹脂一起使用，可以提高涂層的初期附著力，涂層與基材表面之間的附著力對防腐起到至關重要的作用。配合適量的基材潤濕劑和附著力促進劑，提高產品的漆膜附著力，滿足其性能要求。

2.2 其他功能性和惰性填料對涂層性能的作用

（1）碳納米螺旋管對涂層性能的作用

碳納米螺旋管可以提高涂層的耐高溫性能和屏蔽性能；

（2）六方氮化硼對涂層性能的作用

六方氮化硼可以提高涂層的耐高溫性能和耐酸性能；

（3）滑石粉對涂層性能的作用

滑石粉可以提高涂料的抗流掛性能和防沉性能。

3 結語

華光高科和深圳能源公司選用含雜萘聯(lián)苯結構的聚芳醚酮腈為主要成膜物質，螺旋碳納米管作為功能性填料，篩選合適的分散劑、消泡劑等，獲得性價比高的耐高溫且耐氫氟酸的高性能涂料。該產品主要用于垃圾焚燒發(fā)電廠反應塔、除塵器、洗滌塔、煙氣管道等部位的涂裝。漆膜不僅在鋼、鐵、鋁和PVE等材質上具有優(yōu)異的附著力，還具有長期耐高溫、耐氫氟酸、耐混酸、優(yōu)異的防腐性和耐磨性。特別是垃圾焚燒爐專用涂料性能穩(wěn)定，可以長期在200℃高溫環(huán)境下耐受強酸強堿，同時可以耐受氫氟酸的腐蝕，施工、維修方便，性價比高?？梢詽M足高溫條件下腐蝕條件復雜的工作環(huán)境，市場推廣前景廣泛。