一种耐低温合金钢封头及其制备工艺的制作方法

本发明涉及合金钢封头生产，具体是一种耐低温合金钢封头及其制备工艺。

背景技术：

1、合金钢封头作为一种现代材料，在工程领域具有许多重要的现代价值。首先，合金钢封头具有良好的加工性能。合金钢封头具有良好的可塑性和可焊性，可以容易地进行各种成型和焊接操作，这使得合金钢封头能够根据具体需求进行精确加工和制造，以适应不同设备和系统的要求。其次，合金钢封头具有轻量化和环保的优势。相对于其他材料，合金钢封头更轻巧，可以降低结构的整体重量，减少能源消耗，并降低对环境的影响。然而，在一些行业(如化工、石油、能源和海洋等)中，许多工艺和设备暴露在有害腐蚀性介质中，如酸、碱、盐等。这些腐蚀介质对常规钢材会产生严重的侵蚀，导致封头失效，甚至造成事故。因此，需要提供一种耐腐蚀的合金钢封头，以保护设备并确保其正常运行。此外，在一些特殊工况下，如气体储存和运输、低温反应等，普通钢材在低温下会变脆易碎，导致封头失效，影响工业系统的正常运行。因此，需要使用耐低温的合金钢封头来确保设备在极端低温条件下的正常运行。

2、为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种耐低温合金钢封头及其制备工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐低温合金钢封头及其制备工艺，以解决现有技术中的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种耐低温合金钢封头的制备工艺，包括以下步骤：

4、步骤一：将苯并三氮唑、咪唑并[1,2-a]吡啶和6-硝基咪唑并[1,2-a]吡啶加入无水乙醇中，充分搅拌均匀，再添加埃洛石纳米管超声分散20-30min，得到悬浊液；将悬浊液于1.3-1.5kpa保持1-2h，再连通外界大气恢复至常压，再依次进行离心、清洗、干燥、研磨，得到反应中间体；再将反应中间体分散于五水硫酸铜水溶液中，搅拌2-3min，再依次进行离心、清洗、干燥、研磨，得到复合缓蚀剂；

5、步骤二：将氧化石墨烯和去离子水混合，超声分散后得到氧化石墨烯溶液；再添加六水硝酸铈继续搅拌分散80-100min，搅拌结束后使用氨水溶液调节ph为10.5-11.0，再经搅拌、200-220℃加热10-15h、自然冷却、洗涤、冷冻干燥，制备得到改性氧化石墨烯；

6、步骤三：将复合缓蚀剂充分溶解于去离子水中，再添加tween-20和乙二醇，充分搅拌均匀，再添加片状锌铝合金粉和钨酸钠，继续搅拌30-40min，搅拌结束后再添加改性氧化石墨烯，继续搅拌60-80min，再添加丙烯酸树脂乳液，继续搅拌30-40min，最后添加增稠剂和消泡剂，再搅拌6-9h，得到无铬达克罗涂料；

7、步骤四：将无铬达克罗涂料喷涂至耐低温合金钢封头的表面，再依次进行预烘干、烧结固化，制备得到成品。

8、较为优化地，步骤一中，复合缓蚀剂各组分含量为：以质量份数计，10-15份苯并三氮唑、5-8份咪唑并[1,2-a]吡啶、5-8份6-硝基咪唑并[1,2-a]吡啶、400-500份无水乙醇、10-15份埃洛石纳米管、40-50份五水硫酸铜水溶液。

9、较为优化地，苯并三氮唑、咪唑并[1,2-a]吡啶和6-硝基咪唑并[1,2-a]吡啶的反应质量配比为(2-3)：1：1；五水硫酸铜水溶液为6-8mmol/l。

10、较为优化地，步骤二中，氧化石墨烯和六水硝酸铈的质量比为3：(1-2)。

11、较为优化地，步骤三中，无铬达克罗涂料各组分含量为：以质量分数计，1.8-2.8％复合缓蚀剂、7.5-8.0％tween-20、8.5-9.0％乙二醇、30-35％片状锌铝合金粉、0.15-0.20％钨酸钠、0.3-0.4％改性氧化石墨烯、10-15％丙烯酸树脂乳液、0.7-0.9％增稠剂、0.3-0.5％％消泡剂，余量为去离子水。

12、较为优化地，所述增稠剂为羟乙基纤维；所述消泡剂为丁二酸。

13、较为优化地，步骤四中，喷涂参数：喷涂距离200-220mm，移动速度10-15m/min。

14、较为优化地，步骤四中，90-100℃预烘干10-20min。

15、较为优化地，步骤四中，300-350℃烧结固化20-30min。

16、本发明的有益效果：

17、本发明通过添加苯并三氮唑、咪唑并[1,2-a]吡啶、6-硝基咪唑并[1,2-a]吡啶、无水乙醇、埃洛石纳米管和五水硫酸铜水溶液，制备得到复合缓蚀剂。再以氧化石墨烯、去离子水、六水硝酸铈和氨水溶液为原料，制备得到改性氧化石墨烯。再以复合缓蚀剂、tween-20、乙二醇、片状锌铝合金粉、钨酸钠、改性氧化石墨烯、丙烯酸树脂乳液、增稠剂、消泡剂和去离子水为原料，制备得到无铬达克罗涂料。最后将无铬达克罗涂料喷涂至耐低温合金钢封头的表面，再依次进行预烘干、烧结固化，制备得到成品。

18、本发明的特点在于，步骤一中，通过添加苯并三氮唑、咪唑并[1,2-a]吡啶、6-硝基咪唑并[1,2-a]吡啶、无水乙醇、埃洛石纳米管和五水硫酸铜水溶液，制备得到复合缓蚀剂。通过利用埃洛石纳米管的空腔结构，可以将埃洛石纳米管作为纳米容器装载缓蚀剂苯并三氮唑、咪唑并[1,2-a]吡啶和6-硝基咪唑并[1,2-a]吡啶，然后利用三种缓蚀剂与铜离子之间的络合作用，在埃洛石纳米管的端口形成端塞，将三种缓蚀剂封存于埃洛石纳米管中，制备得到复合缓蚀剂。一方面该复合缓蚀剂可以控制释放缓蚀剂，在涂层受损时响应于涂层的损伤而大量释放缓蚀剂，既可以避免缓蚀剂无效释放的浪费，又可以及时为金属基体提供二次保护；另一方面，通过控制苯并三氮唑、咪唑并[1,2-a]吡啶、6-硝基咪唑并[1,2-a]吡啶三种缓蚀剂的质量复配比例为(2-3)：1：1，可以得到一种具有高效缓蚀性能的混合缓蚀剂，这种复配比例可以将三种缓蚀剂的优点有效结合起来，提供更好的缓蚀性能，同时减少不利因素的影响。

19、步骤二中以氧化石墨烯、去离子水、六水硝酸铈和氨水溶液为原料，制备得到改性氧化石墨烯。经过改性后的氧化石墨烯不仅是一种性能优良的增强相，同时具有良好的分散性能。因此将改性氧化石墨烯添加至无铬达克罗涂料中，可以有效提升涂料的硬度和耐腐蚀性能。

20、步骤三中以复合缓蚀剂、tween-20、乙二醇、片状锌铝合金粉、钨酸钠、改性氧化石墨烯、丙烯酸树脂乳液、增稠剂、消泡剂和去离子水为原料，制备得到无铬达克罗涂料，无铬达克罗涂料是一种绿色环保型金属防护涂料。通过添加复合缓蚀剂，本发明制备得到的无铬达克罗涂料利用不同种类的缓蚀机制来提供更全面的腐蚀保护。不同种类的缓蚀剂可以相互配合，协同发挥作用，提供更长效的防护效果。另外，通过添加改性氧化石墨烯，本发明制备得到的无铬达克罗涂料可以显著提升涂层的耐久性、硬度和耐腐蚀性能。改性氧化石墨烯的加入可以增强涂层的耐磨性，提高涂层的机械强度，同时还可以提供优异的阻隔效果和化学稳定性。因此，通过添加复合缓蚀剂和改性氧化石墨烯，本发明制备得到的无铬达克罗涂料可以同时提供全面的腐蚀保护和耐久性，使其在各种工程领域具有广泛的应用前景。