[发明专利]一种提高化工设备石墨件内壁耐腐蚀的方法

说明书

本发明提出一种提高化工设备石墨件内壁耐腐蚀的方法，以聚四氟乙烯树脂、石墨烯及硝酸银等材料作为原料，制备的石墨件表面防腐涂层包括镀银层和石墨烯/聚四氟乙烯涂层，其中镀银层厚度为10‑30μm，通过银镜反应得到，石墨烯/聚四氟乙烯涂层厚度为20‑60μm，通过等离子喷涂得到。本发明提供的在石墨件表面镀上一层银后喷涂得到石墨烯/聚四氟乙烯涂层，利用镀银层固体润滑作用，可提高涂层与石墨件的润滑性，减少石墨烯与聚四氟乙烯涂层的粗糙度，从而减少涂层微凸体由于相互挫伤形成的裂纹，从而提高了涂层的疲劳寿命，具有优异的防腐性能，而且制备方法简单可控，可用于化工腐蚀设备涂层的大规模生产。

技术领域

本发明涉及防腐涂层技术领域，特别是涉及一种提高化工设备石墨件内壁耐腐蚀的方法。

背景技术

高腐蚀化工行业的生产运作环境十分复杂，氯气、食盐水、熔融烧碱和硫酸等介质其腐蚀性都十分的强大，对生产中所需要的设备有着极高的耐腐蚀要求。化工生产中所产生的腐蚀有着以下几个特点：常温条件下干燥的氯气其对一般金属物会产生较轻微的腐蚀情况，而潮湿的氯气则有着强大的氧化作用，对许多金属与非金属物都会产生强大的腐蚀性；电解系统中的一些分散电流也加剧了材料的电化学腐蚀情况；高温的浓度碱与熔融碱对其所接触到的材料都有着较强的腐蚀性。

近年来高腐蚀化工中所使用的结构性材料有不锈钢、碳钢，铸铁以及金属钛等，在盐水、淡水以及电解液的生产环境、饱和的盐水会造成碳钢等设备的严重腐蚀和破坏，非金属性物质有着多样性的特点，比如橡胶、搪瓷、塑料、玻璃、石墨以及防腐涂层等。因此非金属已大部分取代金属材料用于化工腐蚀设备。

石墨材料具有良好的传热性能、耐腐蚀性能、机械加工性能，是较为理想的高腐蚀化工防腐设备材料，但由于石墨材料具有10-30％的通孔空隙，必须通过一些处理方可用于设备制造。目前常用的方法有浸渍法，由于受到浸渍剂本身的耐腐性能限制，普通树脂( 如酚醛，呋喃树脂) 浸渍的石墨材料，不能耐受硝酸、氢氟酸、浓硫酸等强腐蚀性酸。聚四氟乙烯由于具有很强的化学稳定性，很多研究人员越来越重视将石墨烯与聚四氟乙烯进行复合达到防腐蚀目的。

中国发明专利申请号201410093842.6公开了一种双组分氟树脂与石墨复合材料及其制备方法，是由石墨材料、双组分氟树脂为原料经复合制成；生产方法包括石墨基材的预处理、双组份氟树脂的配制、石墨与树脂的复合、树脂塑化等步骤，该材料可以耐受强腐蚀性介质浓硫酸，浓硝酸，氢氟酸等的腐蚀，耐渗透压力强度可达1.0兆帕之间可调，既具有石墨优良的导热性能，又具氟树脂的优异耐腐蚀性能，且可耐受一定的渗透压力，该复合材料可广泛应用于石墨制化工防腐设备的制造。中国发明专利申请号201410827631.0公开了一种耐强腐蚀耐渗透的材料及其生产方法，是经由石墨材料改性剂改性处理后与聚四氟乙烯乳液复合制成。生产方法包括石墨材料改性剂的配制、石墨基材的改性处理、石墨与树脂的复合、树脂塑化等步骤；该材料可以耐受强腐蚀性介质浓硫酸，浓硝酸，氢氟酸等的腐蚀耐渗透压力强度可达到1.0MPa；该技术可大幅提高聚四氟乙烯与石墨复合的能力，并且并不降低石墨材料的强度。由于该材料既具有石墨优良的导热性能，又具聚四氟乙烯树脂的优异耐腐蚀性能，且可耐受一定的渗透压力，该复合材料可广泛应用于石墨制化工防腐设备的制造。但均存在涂层与基材结合浸润性差的问题。

化工设备材料，特别是石墨材料防腐材料及技术研究中，聚四氟乙烯由于其具有较低的表面能，浸润性很差，与石墨件很难复合，等离子喷涂具有高的表面粘合力，可解决上述问题，但是石墨件与聚四氟乙烯相对润滑低，导致涂层易开裂，从而影响其疲劳寿命，导致其涂层剥落而分层失效，从而使其在工业应用受到很大限制。

发明内容

针对目前化工设备材料，特别是石墨材料与聚四氟乙烯等防腐涂层的相对润滑较低，导致涂层易开裂，进而影响其疲劳寿命的缺陷，本发明提出一种提高化工设备石墨件内壁耐腐蚀的方法，从而提高了涂层与石墨件的润滑性，进而提高了涂层的疲劳寿命。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：