一种耐高温耐磨管道用防腐内衬材料及其制备方法与流程

本发明涉及耐腐蚀材料制备，具体涉及一种耐高温耐磨管道用防腐内衬材料及其制备方法。

背景技术：

1、腐蚀是指金属制品受到大气环境中腐蚀介质的影响使自身状况产生改变和新相生成的一种常见自然现象。金属制品因其优异的耐高温、耐磨和高强度等特性被频繁使用在我们的日常生活中，很多金属管在输送液体由于长时间接触腐蚀性液体导致自身出现腐蚀，严重的会穿透管体，影响了金属管的正常使用，为解决这一问题会在金属管内部设置防腐内衬，防腐内衬具有保护金属基体免受各种介质侵蚀的能力，耐受酸、碱、无机盐及多种有机物的腐蚀，并有良好的弹性、耐磨性和抗冲击性，但现阶段的防腐材料防腐效果一般，仍会带来不小的经济损失。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐高温耐磨管道用防腐内衬材料及其制备方法，解决了现阶段防腐内衬材料防腐效果一般的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种耐高温耐磨管道用防腐内衬材料的制备方法，具体包括如下步骤：

4、步骤a1：将八甲基环四硅氧烷、三氟丙基环四硅氧烷、氢氧化钾和二甲基亚砜混合均匀，通入氩气保护，在转速为120-150r/min，温度为95-100℃的条件下，搅拌1-1.5h，加入1,3-双(3-氨丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷，升温至110℃，进行反应3-5h，调节ph值为中性，制得氨基聚硅氧烷；

5、步骤a2：将氨基聚硅氧烷、kh560和甲苯混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为40-50℃，ph值为10-11的条件下，进行反应6-8h，制得中间体1，将中间体1、丙烯酰氯、三乙胺和dmf混合，在转速为60-80r/min，温度为20-25℃的条件下，进行反应2-3h，制得中间体2；

6、步骤a3：将强化填料、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷和甲苯混合，在转速为150-200r/min，温度为25-30℃的条件下，搅拌并加入二月桂酸二丁基锡，进行反应1-1.5h，制得改性填料，将改性填料、中间体2、甲基三乙氧基硅烷和无水乙醇混合均匀，在转速为60-80r/min，温度为65-70℃的条件下，搅拌并加入去离子水，进行反应2-3h后，加入钛酸正丁酯，继续反应3-4h，升温至120-125℃，保温1-1.5h，制得添加剂，称取如下重量份原料：高密度聚乙烯100-120份、添加剂10-15份和过氧化二异丙苯0.3-0.5份，将原料熔融共混，制得防腐内衬材料。

7、进一步，步骤a1所述的八甲基环四硅氧烷、三氟丙基环四硅氧烷和1,3-双(3-氨丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的摩尔比为1:1:2.5，氢氧化钾用量为八甲基环四硅氧烷质量的0.5％。

8、进一步，步骤a2所述的氨基聚硅氧烷上的氨基和kh560的摩尔比为1:2，中间体1和丙烯酰氯的摩尔比为1:4。

9、进一步，步骤a3所述的异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷的用量为强化填料质量的1％，二月桂酸二丁基锡的用量为异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷质量0.2％，改性填料、中间体2、甲基三乙氧基硅烷、无水乙醇、去离子水和钛酸正丁酯的用量比为100mg:10mg:5mmol:30ml:10ml:2mmo l。

10、进一步，所述的强化填料由如下步骤制成：

11、步骤b1：将六方氮化硼、尿素和去离子水混合均匀，研磨10-15h，过滤去除滤液，制得氨基化氮化硼，将氨基化氮化硼分散在无水乙醇中，加入4-甲酰基苯硼酸，在转速为200-300r/min，温度为20-25℃的条件下，搅拌30-40min后，降温至0℃，加入氰基硼氢化钠，进行反应10-15h，制得预处理六方氮化硼；

12、步骤b2：将氧化石墨烯、kh550和无水乙醇混合均匀，在转速为200-300r/min，温度为70-75℃的条件下，搅拌并加入去离子水，进行反应6-8h后，降温至0℃，加入4-甲酰基苯硼酸和醋酸，搅拌1-1.5h后，调节ph值为中性，过滤去除滤液，制得改性石墨烯，将改性石墨烯、六方氮化硼和甲苯混合，在转速为600-800r/min，温度为25-30℃的条件下，搅拌20-25h，制得前驱体；

13、步骤b3：将六水合硝酸镁、九水合硝酸铝、尿素和去离子水混合均匀，在温度为140-150℃的条件下，水热反应8-10h，制得镁铝水滑石，将镁铝水滑石分散在无水乙醇中，在转速为60-80r/min，温度为60-70℃的条件下，搅拌并加入kh560和去离子水，进行反应3-5h，制得改性水滑石，将改性水滑石、前驱体和甲苯混合均匀，在转速为120-150r/min，温度为120-130℃，ph值为9-10的条件下，进行反应3-5h，制得强化填料。

14、进一步，步骤b1所述的六方氮化硼、尿素和去离子水的用量比为1g:30g:30ml，氨基化氮化硼上的氨基和4-甲酰基苯硼酸的摩尔比为1:1，氰基硼氢化钠的用量为4-甲酰基苯硼酸质量的1.5％。

15、进一步，步骤b2所述的kh550的用量为氧化石墨烯质量的2％，kh550和4-甲酰基苯硼酸的摩尔比为1:1，醋酸的用量为4-甲酰基苯硼酸质量的1％，改性石墨烯和六方氮化硼的质量比为5:1。

16、进一步，步骤b3所述的六水合硝酸镁、九水合硝酸铝、尿素和去离子水的用量比为2mmo l:1mmo l:7mmo l:70ml，kh560的用量为镁铝水滑石质量的2％，改性水滑石和前驱体的用量比为1:3。

17、本发明的有益效果：本发明公开的一种耐高温耐磨管道用防腐内衬材料包括如下原料：高密度聚乙烯、添加剂和过氧化二异丙苯，添加剂以八甲基环四硅氧烷和三氟丙基四硅氧烷为原料开环与1,3-双(3-氨丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷聚合，制得氨基聚硅氧烷，将氨基聚硅氧烷和kh560反应，使得氨基聚硅氧烷上的氨基和kh560上的环氧基反应，形成新的羟基，制得中间体1，将中间体1和丙烯酰氯反应，使得中间体1上的羟基和丙烯酰氯上的酰氯基团反应，制得中间体2，将强化填料和异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷反应，使得强化填料上的羟基和异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷上的异氰酸酯基反应，制得改性填料，将改性填料、中间体2和甲基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯水解缩合，制得添加剂，强化填料以六方氮化硼为原料用尿素处理，制得氨基化氮化硼，将氨基化氮化硼和4-甲酰基苯硼酸反应，使得氨基氮化硼上的氨基和4-甲酰基苯硼酸上的醛基反应，制得预处理六方氮化硼，将氧化石墨烯用kh550处理，使得表面接枝氨基，再与4-甲酰基苯硼酸反应，制得改性石墨烯，将改性石墨烯和六方氮化硼共混，使得二者表面的硼酸基团形成b-o六元环动态交联网络结构制得前驱体，将六水合硝酸镁和九水合硝酸铝反应，制得镁铝水滑石，将镁铝水滑石用kh560处理使得表面截止环氧基，制得改性水滑石，将改性水滑石和前驱体在碱性条件下反应，使得改性水滑石上的环氧基和前驱体上的羧基反应，制得强化填料，强化填料中的石墨烯和氮化硼为二维材料具有很好的不可渗透性，能够防止腐蚀性物质透过管材直接接触管道，进而增加耐腐蚀效果，且石墨烯结构与氮化硼结构之间含有b-o六元环动态交联结构，使得强化填料具有一定自修复效果，进而增加了内衬材料的使用寿命，同时水滑石的层状结构能够增强内衬材料的耐磨性，且能够形成致密的氧化膜，进一步提升内衬材料的耐腐蚀效果，再与中间体2和甲基三乙氧基硅烷和钛酸四丁酯水解缩合时，能够在强化填料的间隙中产生含钛的有机硅链段，能够填充改性水滑石和前驱体之间的间隙，且与有机硅链段上的氟配合，使得内衬材料的耐腐蚀效果提升。