CN100494291C - 用于金属表面的高温耐磨涂料及其制备、使用方法 - Google Patents
用于金属表面的高温耐磨涂料及其制备、使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于金属表面的高温耐磨涂料及其制备、使用方法，解决了目前用于金属表面的高温耐磨涂料耐受温度只有千度以下的问题，具有易于保存，使用方便，和金属粘合在一起，不脱落，不起皮，耐高温、耐冲刷、抗磨损等优越性能，它由主料和辅料按76～110∶4～8比例组成，主料由胶粘剂、溶剂和粉剂按30～42∶6～10∶40～60比例组成；胶粘剂的主要成分，以重量份计，包括：85%浓度的磷酸 22～28份； 氢氧化铝 3～5份；水 5～8份； 氧化铬 0.01～0.02份；溶剂主要成分，以重量份计，包括：稀释后硅溶胶6～10份；粉剂主要成分，以重量份计，包括：120目以上白刚玉 10～18份； 含量在60%以上氧化锆 12～18份；氧化铝 8～12份； 氧化镁 0.03～0.05份；辅料主要包括促凝剂和不锈钢丝，以重量份计为：促凝剂 4～7份； 不锈钢丝 0.3～0.6份。
Description
技术领域
本发明涉及一种高温耐磨涂料，尤其涉及一种用于金属表面的高温耐磨涂料及其制备、使用方法。
背景技术
火力发电厂燃煤锅炉受热面的磨损一直是威胁机组安全运行的主要因素，随着运行时间的加长，锅炉受热面的磨损不断加剧。传统的防磨措施对受热面的磨损只能起到减轻磨损的作用，而不能起到根本的防磨作用。特别是光管式省煤器和冷段再热器，利用大小修时进行全面检查，将磨损壁厚在1mm以上的管子均进行换管，最多换过128根管段，在检修期间，需要加班加点，工作量大，工作环境差。
对于悬挂的锅炉炉膛和尾部烟道内的受热面，直接受到含尘烟气的冲刷，特别是在易形成烟气走廊的部位以及烟气转弯处，受热面管束被冲刷而减薄的趋势更为明显。通过几年来对锅炉各部位受热面管磨损情况的观察和统计分析，易磨损区域主要有以下部位：省煤器管排上至下2-4根管，特别是炉两侧管排及中间弯管部位；及炉后边排管子，再热器冷段管排弯管以及管排甲、乙侧靠炉墙部位；水冷壁后包墙拉稀管弯管部位。受热面的这些部位是磨损最严重的区域，也是最容易发生管排减薄和爆管的部位。为了防止这些部位管排的磨损，减少爆管事故的发生，在设计中也采用了不少防磨措施。如果省煤器管排为水平布置，第一根管加装防磨罩比较方便；但磨损第二、第三根管，当磨损第二第三管，通常对其安装防磨罩，这样又磨损下面的管子，原因是防磨罩加的越多，烟气通过的空间越小，造成局部烟气流速加快，飞灰对管子磨损局部页加快，由于每年的大小修换管，最小页得换40根以上，最多换过128根管，总换管对省煤器的管排页造成一定的伤害，使管排不规整，单管有出列的现象，又在管排间加装管式固定间隔卡，迫使管排的出列的管子归位，方式飞灰磨损。对于垂直布置的管排，常采取加装梳形卡的办法，来保证管排的平整。这样可以减轻管排的磨损，但对于最外层的管排根本起不到防磨作用。
虽有一些通过在金属部件表面涂抹高温耐磨涂料，以提高其使用寿命，但这些涂料只能耐受1000摄氏度以下的高温，限制了其使用的范围，且有部分部位不易进行涂抹；还有些通过金属喷涂，以增强金属部件的耐磨性，但金属喷涂只适合大面积喷涂也有它自身的局限性。
发明内容
本发明的目的就是为了解决目前用于金属表面的高温耐磨涂料耐受温度只有千度一下的问题，提供一种能够耐受千度以上高温且能进行喷涂的用于金属表面的高温耐磨涂料及其制备、使用方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种用于金属表面的高温耐磨涂料，它由主料和辅料按76-110：4-8的比例组成，其中主料主要由胶粘剂、溶剂和粉剂按30-42：6-10：40-60比例组成；胶粘剂的主要成分，以重量份计，包括：
85％浓度的磷酸 22-28份； 氢氧化铝 3-5份
水 5-8份； 氧化铬 0.01-0.02份；
溶剂的主要成分，以重量份计，包括：稀释后的硅溶胶6-10份；
粉剂的主要成分，以重量份计，包括：
120目以上的白刚玉 10-18份 含量在60％以上的氧化锆 12-18份
氧化铝 8-12份 氧化镁 0.03-0.05份
辅料主要包括促凝剂和不锈钢丝，以重量份计为：
促凝剂为高铝水泥4-7份 不锈钢丝0.3-0.6份。
一种用于金属表面的高温耐磨涂料的制备方法，其方法为：
a、胶粘剂制备为，取85％浓度的磷酸22-28份、氢氧化铝3-5份、水5-8份和0.01-0.02份的氧化铬备用；将氢氧化铝和水按比例混合，再将浓度为85％的工业磷酸导入混合液中加热到70-120摄氏度，边搅拌边加热使其完全反应，得到微绿色清澈液体，再加入氧化铬；
b、将制得的胶粘剂与稀释后的硅溶胶溶剂6-10份和由10-18份120目以上白刚玉、12-18份含量在60％以上的氧化锆、8-12份氧化铝、0.03-0.05份氧化镁组成的粉剂按30-42：6-10：40-60比例搅拌均匀即可制得主料；
c、分别取高铝水泥4-7份和不锈钢丝0.3-0.6份组成辅料，并以主料和辅料76-110：4-8的比例，将其中的高铝水泥在使用时加入主料，不锈钢丝撒在金属表面即可。
一种用于金属表面的高温耐磨涂料的使用方法，
a、首先将金属受热面在喷涂前用水冲洗干净，对锈蚀处用喷沙除锈工艺进行清理干净；
b、将胶粘剂、溶剂和粉剂按30-42：6-10：40-60比例配制成主料，其中胶粘剂的主要成分，以重量份计，包括：85％浓度的磷酸22-28份，氢氧化铝3-5份，水5-8份；氧化铬0.01-0.02份；溶剂的主要成分，以重量份计，包括：稀释后的硅溶胶6-10份；粉剂的主要成分，以重量份计，包括：120目以上的白刚玉10-18份，含量在60％以上的氧化锆12-18份，氧化铝8-12份，氧化镁0.03-0.05份；将作为促凝剂的高铝水泥4-7份，不锈钢丝0.3-0.6份作为辅料；在使用时将高铝水泥加入主料，并将主料和辅料按76-110：4-8比例混合在现场搅拌均匀，静置10-15分钟，材料配置完后，需30分钟用完；
c、将制好的涂料用喷枪利用压缩空气喷于被涂物表面分两次喷涂，第一次厚度为0.3mm，喷完后在金属表面撒上不锈钢丝，增加其材料的强度，间隔4小时当第一层干后，再喷第二层，总厚度不小于0.8mm。
本发明的有益效果为：该涂料是采用精选耐火度高，导热系数较大，抗磨性能优良的多种金属，非金属超细粉材料和高效无机粘合剂组成，形成了一高抗磨的实体。其主要技术指标为：1.耐磨度：≤0.008g/cm2；2.导热系数：≥18W/m.K；3.平均抗拉强度：≥3.5Mpa；4.使用温度：1700℃ 5.喷涂厚度：0.6-0.8mm；6.物化性能：中性、无毒；7.使用温度范围：800-1700℃；8.使用寿命：1.5-3a。
该防磨涂料与传统的防磨措施相比具有明显的优点：
a.抗冲击性能强，抗磨性好，无脱落现象；
b.传热效果好，该涂料的导热系数：≥18W/m.K，而且涂料与管子粘结成一体。管排在涂上该涂料后对传热的影响要比加装防磨瓦小的多。同时，管排的图层均匀，且厚度仅0.6-0.8mm，与加装防磨瓦相比使管排间的延期流通面积增大，从而降低了烟气流速，也减轻了对管排的磨损。
c.适应性强，由于该涂料可直接涂刷或进行喷涂，因而可以对无法加装防磨瓦的部位进行喷涂。特别是易磨损的管排下弯管部位和中间管排(特别是十五、十六排)采用该涂料施工更为简单、方便；
d.无腐蚀性，该涂料对管排没有腐蚀等不良影响；
e.喷涂料后对管子磨损的检查方便了很多，因为涂料不脱落，一看就知道，管子不会磨损。
使用本发明产品后能有效减少维修次数，缩短维修时间，节约费用，降低了人力物力的消耗，保证设备的正常运行，延长了其寿命。
本发明的涂料易于保存，使用方便，和金属粘合在一起，不脱落，不起皮，具有耐高温、耐冲刷、抗磨损等优越性能。其中的白刚玉是以铝氧粉为原料，在电弧炉内经高温冶炼而成。纯度高、磨削能力强、耐酸碱腐蚀、耐高温、热稳定性好，是制作高档耐火材料的理想材料。
具体实施方式
实施例一：
本发明的涂料主要由主料和辅料按76：4比例组成，其中主料由胶粘剂、溶剂和粉剂按30：6：40比例组成，它们的成分分别为：以重量份计，包括：
85％浓度的磷酸 22份； 氢氧化铝 3份；
水 5份； 氧化铬 0.01份；
溶剂的主要成分，以重量份计，包括：稀释后硅溶胶6份；
粉剂的主要成分，以重量份计，包括：
120目以上白刚玉 10份 含量在60％以上的氧化锆 12份
氧化铝 8份 氧化镁 0.03份；
辅料主要包括作为促凝剂的高铝水泥和不锈钢丝，以重量份计为：
高铝水泥 4份； 不锈钢丝 0.3份。
其制备方法为：a、胶粘剂制备为，取85％浓度的磷酸22份、氢氧化铝3份、水5份和氧化铬001份备用；将氢氧化铝和水按比例混合，在将浓度为85％的工业磷酸倒入混合液中加热到70摄氏度，边搅拌边加热使其完全反应，得到微绿色清澈液体，再加入氧化铬；
b、将制得的胶粘剂与稀释后的硅溶胶溶剂6份和由120目以上白刚玉粉10份、含量在60％以上的氧化锆12份、氧化铝8份、氧化镁0.03份组成的粉剂按30：6：40比例搅拌均匀即可制得主料；
c、分别取高铝水泥4份和不锈钢丝0.3份值制得辅料，将主料和辅料按76：4比例混合，其中的高铝水泥在使用时加入主料即可。
本发明的使用方法为：
a、首先将金属受热面在喷涂前用水冲洗干净，对锈蚀处用喷沙除锈工艺进行清理干净；
b、将胶粘剂、溶剂和粉剂按30：6：40比例配制成主料，辅料高铝水泥在使用时加入主料，主料和辅料按76：4比例混合在现场搅拌均匀，静置10-15分钟，材料配制完后，需30分钟用完；
c、将制好的涂料用喷枪利用压缩空气喷于被涂物表面，分两次喷涂，第一次厚度为0.3mm，喷完后在金属表面撒上不锈钢丝，增加其材料的强度，间隔4小时当第一层干后，再喷第二层，总厚度不小于0.8mm。
实施例二：
本发明的涂料主要由主料和辅料按110：8比例组成，其中主料有胶粘剂、溶剂和粉剂按42：10：60比例组成，它们的成分分别为：胶粘剂的主要成分，以重量份计，包括：
85％浓度的磷酸 28份； 氢氧化铝 5份；
水 8份； 氧化铬 0.02份；
溶剂的主要成分，以重量份计，包括稀释后硅溶胶 10份；
粉剂的主要成分，以重量份计，包括
120目以上白刚玉 18份 含量在60％以上的氧化锆 18份
氧化铝 12份 氧化镁 0.05份；
辅料主要包括作为促凝剂的高铝水泥和不锈钢丝，以重量份计为：
高铝水泥 7份； 不锈钢丝 0.6份。
其制备方法为：a、胶粘剂制备为，取85％浓度的磷酸28份、氢氧化铝5份、水8份和氧化铬0.02份备用；将氢氧化铝和水按比例混合，在将浓度为85％的工业磷酸倒入混合液中加热到120摄氏度，边搅拌边加热使其完全反应，得到微绿色清澈液体，再加入氧化铬；
b、将制得的胶粘剂与稀释后的硅溶胶溶剂10份和由120目以上白刚玉18份、含量在60％以上的氧化锆18份、氧化铝12份、氧化镁0.05份组成的粉剂按42：10：60比例搅拌均匀即可制得主料；
c、分别取高铝水泥7份和不锈钢丝0.6份制得辅料，将主料和辅料按110：8比例配制，其中的高铝水泥在使用时加入主料即可。
在使用时，高铝水泥加入主料，主料和辅料按110：8比例组成，其中主料有胶粘剂、溶剂和粉剂按42：10：60比例组成，使用方法与实施例一相同，不再赘述。
实施例三：
本发明的涂料主要由主料和辅料按100：6的比例组成，其中主料由胶粘剂、溶剂和粉剂按37：8：50比例组成，它们的成分分别为：
胶粘剂的主要成分，以重量份计，包括：
85％浓度的磷酸 26份； 氢氧化铝 4份；
水 7份； 氧化铬 0.015份；
溶剂的主要成分，以重量份计，包括：稀释后硅溶胶8份；
粉剂的主要成分，以重量份计，包括：
120目以上白刚玉 15份 含量在60％以上的氧化锆 14份
氧化铝 10份 氧化镁 0.04份；
辅料主要包括作为促凝剂的高铝水泥和不锈钢丝，以重量份计为：
高铝水泥 6份； 不锈钢丝 0.5份。
其制备方法为：a、胶粘剂制备为，取85％浓度的磷酸26份、氢氧化铝4份、水7份和氧化铬0.015份备用；将氢氧化铝和水按比例混合，在将浓度为85％的工业磷酸导入混合液中加入到90摄氏度，边搅拌边加热使其完全反应，得到微绿色清澈液体，再加入氧化铬；
b、将制得的胶粘剂与稀释后的硅溶胶溶剂8份和由120目以上白刚玉15份、含量在60％以上的氧化锆14份、氧化铝10份、氧化镁0.04份组成的粉剂按37：8：50比例搅拌均匀即可制得主料；
c、分别取高铝水泥6份和不锈钢丝0.5份作为辅料，将主料和辅料按100：6比例混合，其中的高铝水泥在使用时加入主料即可。
在使用时，高铝水泥加入主料，主料和辅料按100：6的比例组成，其中主料由胶粘剂、溶剂和粉剂按37：8：50比例组成，使用方法与实施例一相同，不再赘述。
实施例四：
本发明的涂料主要由主料和辅料按90：5的比例组成，其中主料有胶粘剂、溶剂和粉剂按39：7：55的比例组成，以重量份计，包括：
85％浓度的磷酸 24份； 氢氧化铝 4.3份；
水 6份； 氧化铬 0.018份；
溶剂的主要成分，以重量份计，包括：稀释后硅溶胶9份；
粉剂的主要成分，以重量份计，包括：
120目白刚玉 12份 含量在60％以上的氧化锆 17份
氧化铝 11份 氧化镁 0.045份；
辅料主要包括作为促凝剂的高铝水泥和不锈钢丝，以重量份计为：
高铝水泥 5份； 不锈钢丝 0.4份。
其制备方法为：a、胶粘剂制备为，取85％浓度的磷酸24份、氢氧化铝4.3份、水6份和氧化铬0.018份备用；将氢氧化铝和水按比例混合，在将浓度为85％的工业磷酸倒入混合液中加热到80摄氏度，边搅拌边加热使其完全反应，得到微绿色清澈液体，再加入氧化铬；
b、将制得的胶粘剂与稀释后的硅溶胶溶剂9份和由120目白刚玉12份、含量在60％以上的氧化锆17份、氧化铝11份、氧化镁0.045份组成的粉剂按39：7：55的比例搅拌均匀即可制得主料；
c、分别取高铝水泥5份和不锈钢丝0.4份作为辅料，将主料和辅料按90：5的比例配制，其中的高铝水泥在使用时加入主料即可。
在使用时，高铝水泥加入主料，主料和辅料按90：5的比例组成，其中主料有胶粘剂、溶剂和粉剂按39：7：55的比例组成，使用方法与实施例一相同，不再赘述。
Claims (6)
1、一种用于金属表面的高温耐磨涂料，其特征是：它由主料和辅料按76-110∶4-8的比例组成，其中主料主要由胶粘剂、溶剂和粉剂按30-42∶6-10∶40-60比例组成；胶粘剂的主要成分，以重量份计，包括：
85％浓度的磷酸 22-28份；氢氧化铝 3-5份
水 5-8份； 氧化铬 0.01-0.02份；
溶剂的主要成分，以重量份计，包括：稀释后的硅溶胶6-10份；
粉剂的主要成分，以重量份计，包括：
120目以上的白刚玉 10-18份 含量在60％以上的氧化锆 12-18份
氧化铝 8-12份 氧化镁 0.03-0.05份
辅料主要包括促凝剂和不锈钢丝，以重量份计为：
促凝剂为高铝水泥4-7份 不锈钢丝0.3-0.6份。
2、根据权利要求1所述的用于金属表面的高温耐磨涂料，其特征是：主料和辅料按76∶4的比例组成，其中主料中的胶粘剂、溶剂和粉剂按30∶6∶40比例组成，各成分按重量份含量为：
85％浓度的磷酸 22份；氢氧化铝 3份
水 5份； 氧化铬 0.01份；
硅溶胶6份；
120目以上的白刚玉 10份 含量在60％以上的氧化锆12份
氧化铝 8份 氧化镁 0.03份
高铝水泥 4份 不锈钢丝 0.3份。
3、根据权利要求1所述的用于金属表面的高温耐磨涂料，其特征是：所述主料和辅料按110：8的比例组成，其中主料中的胶粘剂、溶剂和粉剂按42：10：60比例组成，各成分按重量份含量为：
85％浓度的磷酸28份； 氢氧化铝5份
水8份； 氧化铬0.02份；
硅溶胶10份；
120目以上的白刚玉18份 含量在60％以上的氧化锆18份
氧化铝12份 氧化镁0.05份
高铝水泥7份 不锈钢丝0.6份。
4、根据权利要求1所述的用于金属表面的高温耐磨涂料，其特征是：所述主料和辅料按100：6的比例组成，其中主料中的胶粘剂、溶剂和粉剂按37：8：50比例组成，各成分按重量份含量为：
85％浓度的磷酸26份；氢氧化铝4份
水7份； 氧化铬0.015份；
硅溶胶8份；
120目以上的白刚玉15份 含量在60％以上的氧化锆14份
氧化铝10份 氧化镁0.04份
高铝水泥6份 不锈钢丝0.5份。
5、一种用于金属表面的高温耐磨涂料的制备方法，其特征是：
a、胶粘剂制备为，取85％浓度的磷酸22-28份、氢氧化铝3-5份、水5-8份和0.01～0.02份的氧化铬备用；将氢氧化铝和水按比例混合，再将浓度为85％的工业磷酸导入混合液中加热到70-120摄氏度，边搅拌边加热使其完全反应，得到微绿色清澈液体，再加入氧化铬；
b、将制得的胶粘剂与稀释后的硅溶胶溶剂6-10份和由10-18份120目以上白刚玉、12-18份含量在60％以上的氧化锆、8-12份氧化铝、0.03-0.05份氧化镁组成的粉剂按30-42：6-10：40-60比例搅拌均匀即可制得主料；
c、分别取高铝水泥4-7份和不锈钢丝0.3-0.6份组成辅料，并以主料和辅料76-110∶4-8的比例，将其中的高铝水泥在使用时加入主料，不锈钢丝撒在金属表面即可。
6、一种用于金属表面的高温耐磨涂料的使用方法，其特征是：
a、首先将金属受热面在喷涂前用水冲洗干净，对锈蚀处用喷沙除锈工艺进行清理干净；
b、将胶粘剂、溶剂和粉剂按30-42：6-10：40-60比例配制成主料，其中胶粘剂的主要成分，以重量份计，包括：85％浓度的磷酸22-28份，氢氧化铝3-5份，水5-8份；氧化铬0.01-0.02份；溶剂的主要成分，以重量份计，包括：稀释后的硅溶胶6-10份；粉剂的主要成分，以重量份计，包括：120目以上的白刚玉10-18份，含量在60％以上的氧化锆12-18份，氧化铝8-12份，氧化镁0.03-0.05份；将作为促凝剂的高铝水泥4-7份，不锈钢丝0.3-0.6份作为辅料；在使用时将高铝水泥加入主料，并将主料和辅料按76-110∶4-8比例混合在现场搅拌均匀，静置10-15分钟，材料配置完后，需30分钟用完；
c、将制好的涂料用喷枪利用压缩空气喷于被涂物表面分两次喷涂，第一次厚度为0.3mm，喷完后在金属表面撒上不锈钢丝，增加其材料的强度，间隔4小时当第一层干后，再喷第二层，总厚度不小于0.8mm。
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2006
- 2006-04-26 CN CNB2006100438740A patent/CN100494291C/zh active Active
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