CN101899231A

CN101899231A - 一种能耐1800℃以上高温涂料

Info

Publication number: CN101899231A
Application number: CN2009101434469A
Authority: CN
Inventors: 李汉江; 孟庆铨
Original assignee: CENTURY HANYUAN (BEIJING) SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CENTURY HANYUAN (BEIJING) SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2010-12-01

Abstract

本发明提供了一种能够耐高温达到1800℃的功能性涂料配方和制作工艺，这种涂料是由固体粉料、成膜剂、成膜助剂和表面活性剂等组成。所说的配方按重量比为：蓝晶石粉或铝矾土或氧化铝：30～40％；氧化镧：2～8％；氧化镁：5～20％；氮化硼：1～5％；硅溶胶：20～30％；碱性水玻璃10～20％；表面活性剂OP-10或木质磺酸钙：0.5～1％；磷酸二氢铝：2～6％，用纯净水配制到100％。上述固体料应过325目筛。

Description

一种能耐1800℃以上高温涂料

本发明属于热工和金属冶炼新材料类，具体地说是属于冶金冶炼涂料涂层类的一种具有特殊功能性涂料。

随着工业的发展，耐高温涂料的应用越来越广，尤其是耐超高温涂料更是许多需要经受高温考验的器械必不可少的材料。这种涂料通常涂装于钢铁、冶金、坩埚、陶瓷和环保焚烧烟道气接触火焰部份；在冶炼有色金属用的坩埚内壁，在高温融炼过程中对坩埚材质起保护作用；此外，在飞机火箭发动机喷管内壁、钕铁硼强磁体高温熔炼炉内壁等都需要涂敷耐高温涂料，可见这种涂料必是集耐高温、防腐、耐冲刷和抗疲劳于一体的涂层。

已公开的有关耐高温涂料的发明专利有很多篇，但是能够达到耐1800℃高温的专利并不多，CN1037245C公开了一种防沾钢渣涂料，其中选用了三氧化二铬为填料之一，并用石花菜作为粘接料之一种，提出这种涂料可以耐用1800℃高温。CN100447207C(申请号：200510027741)公开了一种用稀土元素，或其富集物为固体料，碱性水玻璃作为液体料，能达到1800℃高温。本发明认为前者选用铬的氧化物于环保不利，后者仅用碱性水玻璃加硼砂，作为成膜剂也不理想。因为水玻璃具有脆性，难于成膜，涂装工艺难度大。

本发明在耐高温涂料配方中着重解决填充料的品种以及它们相互之间的共容性；在成膜物质液体胶料中选取成膜易，成膜均匀、细密、坚韧有粘性的材料。而最基本的原则是无毒、环保、原料易得。

固体料的配比和要求：

已知：蓝晶石粉：比重3.9～4，熔点：2050℃，

氧化镧：比重6.51，熔点：2315℃，

氧化镁：比重3.58，熔点：2800℃，

氮化硼：熔点3000℃，是一种优良的耐火材料。

根据比重搭配，可以选用蓝晶石粉，或氧化铝、铝矾土占30～40％；氧化镧占2～8％；氧化镁5～20％；氮化硼1～5％，作为固体料，要求：颗粒度达到325目。最佳目数应为90％以上达325目以上。

成膜剂：硅溶胶，20～30％；模数在3以上的碱性水玻璃10～20％；

表面活性剂：OP-10或木质磺酸钙0.5～1％；作用是前期使固体料与成膜剂互混均匀，在一定高温度时自然分解挥发，不会影响涂料功能。

成膜助剂：磷酸二氢铝，是一种磷酸与氢氧化铝反应生成的胶粘剂，可以购到成品，占2～6％。

根据以上的设想方案可以得到本发明的按重量配比如下：

1，蓝晶石粉或铝矾土、氧化铝 30～40％；

2，氧化镧 2～8％；

3，氧化镁 5～20％；

4，氮化硼 1～5％；

5，硅溶胶 20～30％；

6，碱性水玻璃 10～20％；

7，表面活性剂OP-10或木质磺酸钙 0.5～1％；

8，磷酸二氢铝 2～6％；

9，纯净水配制成100％。

本发明的操作工艺如下：

在经过精确计量的纯净水中加入表面活性剂，在不断搅拌情况下，加入研细并过筛收集325目的固体料，投放顺序和速度无要求，直到充分搅拌均匀，时间在20～30分钟。此时物料实际是糊状甚至是散状，依次加入碱性水玻璃，硅溶胶，磷酸二氢铝胶体，强力搅拌成粘稠均匀粥状物，得成品。制成的耐高温涂料，一定要在2小时内用完，否则变干。

涂装工艺如下：涂刷介质最好是白金坩埚或耐2000℃高温的合金钢，用水或毛刷清洁工作面(合金钢应用酸洗，最好用表面活性清洁剂)，使被涂覆表面达到无锈斑、无油、无浮尘，如用磷化液；制成的磷化膜厚度达到20μm以上。先刷2～3mm涂层，待自然干燥后(6小时)，再根据要求涂覆到需要的厚度。如5～8mm升温考验：在涂层自然干燥后，在电炉内从200度开始，每1小时升高200度，待升温到1400度，间隔3小时后，再升温到1800度考验3小时。此时涂层坚硬平滑似陶瓷、无裂痕，颜色为灰白色与界面粘接紧密无起层鼓泡现象。

本发明的一个具体实施例：配制100kg的涂料，其中：过325目筛的氧化铝粉30kg；氧化镧粉2kg；氧化镁10kg；氮化硼粉1kg；用已添加了1kg的OP-10表面活性剂的11kg纯净水润湿搅拌20分钟，投放15kg的碱性水玻璃，25kg的硅溶胶，充分搅拌成均匀粘稠状，加入磷酸二氢铝5kg强力搅拌10分钟得到粘稠涂料，旋转粘度计测定：25℃为4900/mPa.s(12r/min)，pH＝8.9～10.5.

同理可选用的配方是：

蓝晶石粉：35kg；氧化镧粉：1kg；氧化镁粉：15kg；氮化硼粉5kg；OP-101kg壬基酚聚氧乙烯醚；

纯净水：10kg，

碱性水玻璃：10kg；硅溶胶：20kg；磷酸二氢铝3kg；

制做方法与上述实施例相同，关键是固体料粉应通过325目筛，准确称量纯净水1kg，往水中加入OP-101kg；不断搅拌使OP-10完全溶解；依次加入蓝晶石粉：35kg、氧化镧粉1kg、氧化镁粉15kg、氧化硼粉5kg搅拌成糊状；在另一个容器中加入碱性水玻璃10kg、硅胶20kg、磷配二氢铝3kg搅拌均匀后两者相互倾倒在一起，搅拌均匀。

使用本发明实施例配制的涂料使用工艺如下：自备炉膛内温度可以达到2000℃的电炉一只，本试验用的是四川绵阳磁材公司生产钕铁硼强磁铁的电炉。

将制备好的涂料均匀涂刷到白金坩埚内层表面(先刷2mm)，用手摸不粘手，也就是表干后，再第二次涂刷3mm，总厚度为5mm，自然晾干6小时，手摸不粘手，放坩埚于电炉内。电炉炉膛自室温开始升温，半小时后温度指示显示200℃，然后缓慢升温，保持每小时升温200度，7小时后达到1400℃；再经过3小时，使温度达到1800℃；然后再考验3小时，之后切断电源，使炉膛缓慢降温，直至自然回落到室温。然后取出坩埚，观察涂层变化情况。

检测结果如下：

项目	涂装自然干燥	经过1800℃考验3小时
			粘结强度Pa/cm²	2.6	1.6
抗压强度MPa/cm²	2.3	0.8
			漆膜厚度mm	5	3.2
固含量％	47～55

本发明耐高温涂料，适用于涂覆坩埚、合金钢等表面，具有耐高温、耐腐蚀保护昂贵的材质少受侵害的作用，但不具备保温、隔热功效。实践证明本发明用于涂刷陶瓷窑炉尾端烟道气排出口(温度通常高达1300～1500度)可以保证一年不用更新，而通常只能用两三个月。

Claims

1.一种能耐1800℃温度的涂料，系由固体粉料、成膜剂、表面活性剂和成膜助剂组成，本发明的特征在于：按重量配比：固体粉料为：蓝晶石粉或铝矾土或氧化铝：30～40％；氧化镧：2～8％；氧化镁：5～20％；氮化硼：1～5％。成膜剂：硅溶胶：20～30％；碱性水玻璃：10～20％；表面活性剂：OP-10或木质磺酸钙：0.5～1％；磷酸二氢铝：2～6％；纯净水配制到100％。

2.根据权利要求1，其特征在于：所说的固体粉料应过325目筛。