一种不锈钢用复合有机阻氢涂层及制备方法技术

技术编号：44037077 阅读：9 留言：0更新日期：2025-01-15 01:15

本发明专利技术涉及有机涂层技术领域，具体涉及一种不锈钢用复合有机阻氢涂层及制备方法，所述有机涂层具有优异的阻氢效果，满足了不锈钢材料对阻氢的需求，该有机阻氢涂层化学成份包括：环氧树脂：40.5～43.4%，固化剂：28.9～32.9%，稀释剂：19.2～24.8%，MoSe<subgt;2</subgt;：3.63～4.13%，硅烷改性石墨烯：0.21～0.64%，Ti<subgt;3</subgt;AlC<subgt;2</subgt;：0.46～1.07%，各化学成份质量百分比之和共计100%。制备的有机阻氢涂层化学成份合理，阻氢效果好，制造方法简单，易生产，具有显著的生产优势和应用价值，社会效益显著。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机涂层，具体涉及一种不锈钢用复合有机阻氢涂层及制备方法。

技术介绍

1、氢能作为一种清洁的绿色能源，具有无污染、热值高、可再生循环等优点，被誉为未来最具有发展潜力的二次能源，但是，氢能储运材料氢损伤问题是目前制约氢能产业化发展的关键难题之一，这是由于金属材料在高压富氢环境中长期服役，氢通过渗透、扩散不可避免地进入材料内部，从而使得材料易产生氢脆、氢损伤等问题，严重影响氢储存和输送系统的稳定运行，甚至产生严重的安全事故，给人们的生命财产造成不可挽回的损失。

2、316l不锈钢材料由于其优异的耐腐蚀性能和力学性能，被广泛应用于储氢设备、反应堆包层结构等领域，为了减缓氢及其同位素对奥氏体不锈钢材料的腐蚀与损害，一般通过在材料表面制备阻氢涂层，设置氢渗透屏障，起到减缓或阻止氢及其同位素进入基材的作用，从而预防氢脆等现象的发生，这是目前比较经济有效的手段。

3、目前，大规模应用的阻氢涂层主要以陶瓷涂层为主，主要有氧化物涂层（er2o3、al2o3、zro2、sio2、tio2、cr2o3等）和非氧化涂层（tin、fe2n、aln、tic、sic等），它们具有较好的阻氢性能，制备方法主要为磁控溅射法、化学气相沉积法、微弧氧化法、等离子喷涂、溶胶凝胶法等，但是其制备工艺往往较为复杂、要求高，且不易在管道类及异型件上大规模应用，另外这一类阻氢涂层和基体材料也存在着结合度低、抗热震能力差、易开裂剥落等问题。

4、随着新材料和新工艺的发展，有机阻氢涂层凭借其优异的耐腐蚀性能、理想的力学性能以及施工

技术实现思路

1、针对上述存在的缺陷和问题，本专利技术提供一种不锈钢用复合有机阻氢涂层及制备方法，配方合理、制备工艺简单、阻氢效果良好，能够应用于316l不锈钢材料表面的有机阻氢涂层。

2、本专利技术解决其技术问题所采用的方案是：一种不锈钢用复合有机阻氢涂层，所述复合有机阻氢涂层化学成份质量百分比为：环氧树脂：40.5～43.4%，固化剂：28.9～32.9%，稀释剂：19.2～24.8%，mose2：3.63～4.13%，硅烷改性石墨烯：0.21～0.64%，ti3alc2：0.46～1.07%，各化学成份质量百分比之和共计100%。

3、进一步的，所述固化剂为聚酰胺650，稀释剂为二甲苯和正丁醇组成的混合溶剂，且二甲苯和正丁醇的质量比为（6-7）：（3-4）或7:3。

4、进一步的，环氧树脂为双酚a型环氧树脂，nbse2为纳米nbse2；ti2snc为纳米ti2snc。

5、进一步的，所述双酚a型环氧树脂能够为巴陵石化e44、凤凰6101、南亚128、三木828中的一种。

6、进一步的，所述复合有机阻氢涂层化学成份质量百分比为：环氧树脂：42.2%，固化剂：29.5%，稀释剂：23.2%，mose2：3.8%，硅烷改性石墨烯：0.45%，ti3alc2：0.85%，各化学成份质量百分比之和共计100%。

7、进一步的，一种不锈钢用复合有机阻氢涂层的制备方法，应用一种不锈钢用复合有机阻氢涂层，其特征在于：包括以下步骤：

8、 (1)316l不锈钢材料预处理：将基体材料用砂纸或砂轮机进行打磨，除去氧化皮、油脂等，直至露出金属光泽，之后用无水乙醇或丙酮去除表面油污、杂质，然后使用热水清洗和流水冲洗干净，最后用热吹风吹干；

9、(2)按比例配置稀释剂，然后将硅烷改性石墨烯、mose2和ti3alc2加入到稀释剂中，利用磁力搅拌器以500～800rpm转速，搅拌15～30min，充分混合后，得到溶液a；

10、(3)将按比例称取的环氧树脂加入到溶液a中，利用磁力搅拌器以800～1100rpm转速，搅拌20～40min，充分混合后，得到溶液b；

11、(4)将按比例称取的固化剂加入到溶液b中，利用磁力搅拌器，以500～750rpm转速，搅拌2～3h，混合均匀；

12、(5)将混合均匀后的溶液b涂刷到316l不锈钢材料表面，然后置于空气中自然晾干12～18h，再放入50～65℃的真空干燥箱烘干24～30h，取出后室温下自然固化，即制得复合有机阻氢涂层。

13、进一步的，所制备的复合有机阻氢涂层厚度为0.10～0.30mm。

14、进一步的，配置稀释剂时搅拌速率为700rpm转速，搅拌20min。

15、本专利技术的有益效果：本专利技术的复合有机阻氢涂层不仅与316l不锈钢材料表面结合牢固，而且涂层结构致密，气体渗透率低，具有良好的隔氢效果，这很大程度上得益于本专利技术在所述涂层中引入的硅烷改性石墨烯、mose2和ti3alc2，三者联合作用能够有效提高有机涂层的阻氢效果：首先，硅烷改性石墨烯具备的纳米级片层结构能够对氢渗透起到直接阻挡作用，同时也是良好的氢陷阱，从而隔阻了氢的渗透；其次，mose2和ti3alc2具备独特的纳米层状晶体结构，能够阻碍氢在涂层中的扩散，提高涂层的阻氢性能；第三，硅烷改性石墨烯还能够提高环氧树脂的结晶度、致密度，减少环氧树脂涂层中的缺陷，从而有利于提高有机阻氢涂层与316l不锈钢材料的结合度和涂层的阻氢效果；通过复合有机阻氢涂层与316l不锈钢材料结合牢固，涂层结构致密，能够有效减轻甚至是阻止316l不锈钢材料的氢损伤问题；同时，该有机阻氢涂层化学成份组成科学，成本低，制备方法简单，易实现，具有显著的生产优势和社会效益。

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【技术保护点】

1.一种不锈钢用复合有机阻氢涂层，其特征在于，所述复合有机阻氢涂层化学成份质量百分比为：环氧树脂：40.5～43.4%，固化剂：28.9～32.9%，稀释剂：19.2～24.8%，MoSe2：3.63～4.13%，硅烷改性石墨烯：0.21～0.64%，Ti3AlC2：0.46～1.07%，各化学成份质量百分比之和共计100%。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢用复合有机阻氢涂层，其特征在于，所述固化剂为聚酰胺650，稀释剂为二甲苯和正丁醇组成的混合溶剂，且二甲苯和正丁醇的质量比为（6-7）：（3-4）或7:3。

3.根据权利要求1所述的一种不锈钢用复合有机阻氢涂层，其特征在于，环氧树脂为双酚A型环氧树脂，NbSe2为纳米NbSe2；Ti2SnC为纳米Ti2SnC。

4.根据权利要求3所述的一种不锈钢用复合有机阻氢涂层，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂能够为巴陵石化E44、凤凰6101、南亚128、三木828中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种不锈钢用复合有机阻氢涂层，其特征在于，所述复合有机阻氢涂层化学成份质量百分比为：环氧树

6.一种不锈钢用复合有机阻氢涂层的制备方法，应用上述权利要求1-5所述的一种不锈钢用复合有机阻氢涂层，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种不锈钢用复合有机阻氢涂层的制备方法，其特征在于，所制备的复合有机阻氢涂层厚度为0.10～0.30mm。

8.根据权利要求6所述的一种不锈钢用复合有机阻氢涂层的制备方法，其特征在于，配置稀释剂时搅拌速率为700rpm转速，搅拌20min。

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【技术特征摘要】

1.一种不锈钢用复合有机阻氢涂层，其特征在于，所述复合有机阻氢涂层化学成份质量百分比为：环氧树脂：40.5～43.4%，固化剂：28.9～32.9%，稀释剂：19.2～24.8%，mose2：3.63～4.13%，硅烷改性石墨烯：0.21～0.64%，ti3alc2：0.46～1.07%，各化学成份质量百分比之和共计100%。

3.根据权利要求1所述的一种不锈钢用复合有机阻氢涂层，其特征在于，环氧树脂为双酚a型环氧树脂，nbse2为纳米nbse2；ti2snc为纳米ti2snc。

4.根据权利要求3所述的一种不锈钢用复合有机阻氢涂层，其特征在于，所述双酚a型环氧树脂能...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢屹鹏，丁广军，王峰，齐晓冰，李会娜，周静，陈静，周波，刘鹏鹏，娄旭耀，侯站民，唐明奇，冯在强，宋文静，
申请(专利权)人：河南省锅炉压力容器检验技术科学研究院，
类型：发明
国别省市：

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