CN102659368A

CN102659368A - 纳米稀土硅晶体防腐耐磨材料

Info

Publication number: CN102659368A
Application number: CN201210134910XA
Authority: CN
Inventors: 胡鹏飞; 胡志德; 赵焕军
Original assignee: HENAN CHAOBEI ENGINEERING EQUIPMENT Co Ltd
Current assignee: HENAN CHAOBEI ENGINEERING EQUIPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2012-09-12

Abstract

本发明涉及复合材料领域，特别是涉及一种抗腐蚀、耐磨损、抗冲刷、耐高温的硅晶体复合材料。纳米稀土硅晶体防腐耐磨材料，由骨料、粉料、结合剂、稀土、玻璃纤维混配加工制成，其重量配比依次为100：45～55：45～55：0.5～0.7：8～12；本发明选用经过高温熔炼的工厂废料为主料，材料成本低；以纳米粉料作辅料，颗粒级配合理，颗粒间紧密堆积，产品致密度高，界面结合强度高，稀土材料和无机材料的使用可有效提高材料的强度、硬度、耐温性、抗腐蚀性、耐火性和耐磨性；可广泛应用于火力发电、水泥建材、冶金、矿山、化工及国防等多个行业。

Description

纳米稀土硅晶体防腐耐磨材料

技术领域

本发明涉及复合材料领域，特别是涉及一种抗腐蚀、耐磨损、抗冲刷、耐高温的硅晶体复合材料。

背景技术

在火力发电、水泥建材、冶金、矿山、化工等众多行业，有大量的设备或装置在运行过程中，由于受介质的腐蚀、磨损及冲刷，使得这些设备或装置的使用寿命受到严重影响，直接导致设备停机，致使设备效能下降，生产成本上升以及环境污染严重等不良后果产生。目前通常的解决方法是在这些设备或装置上易被磨损、冲刷、腐蚀的部位，安装铸石板、陶瓷片、陶瓷砖、高分子耐磨板、耐磨钢板、或喷涂耐磨陶瓷涂料。这些产品在使用过程中均存在不同的缺陷。如：铸石板韧性太差、易脆、抗冲击性能不好；陶瓷片、陶瓷砖虽然抗腐耐磨，但粘接性能差，易脱落；耐磨钢板尽管耐磨损、耐高温、而且韧性好，但加工成异形困难，且价格成本高、安装周期长，不耐腐蚀；高分子耐磨板虽韧性好，但耐磨性不好，难以适应强冲刷、强腐蚀，而且不耐高温。目前，无论哪种耐磨陶瓷涂料，其骨料颗粒度大于1毫米的要占到全部材料的80%左右，由于大颗粒占的比重较大，在颗粒级配上存在很大缺陷，所以气孔率高、致密性差而导致强度、刚度及韧性降低。另外，不论耐磨陶瓷涂料组分如何，它们都是“水合结合”形式，水蒸发过程中留下大量的气孔，使得材料密度下降，受压强度也下降，耐火度降低。所以该材料气孔率高、耐磨性能不高，而且不耐高温。在火力发电厂的脱硫烟囱防腐材料中，国内通常使用的有钛合金板、泡沫玻璃砖、OM型烟囱涂料等。钛合金板虽然耐腐蚀、抗冲刷性能优良，但施工难度大，施工要求高，焊接处易发生酸液渗漏、腐蚀等，而且成本较高。

泡沫玻璃砖是一种较为理想的防腐材料，但易出现脱落、冲刷现象。OM涂料具有渗透力强、粘接力较好、施工方便等特点，但易出现开裂、冲刷现象，而且使用寿命较短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米稀土硅晶体复合材料，使其具备耐磨损、抗腐蚀、抗冲刷、耐高温、成本低、使用寿命长等优点，用以解决现有材料和技术存在的不足。

纳米稀土硅晶体防腐耐磨材料，由骨料、粉料、结合剂、稀土、玻璃纤维混配加工制成，其重量配比依次为100：45～55：45～55：0.5～0.7：8～12；所述的骨料为粒径小于3㎜的转炉废渣、电厂粉煤灰、硅铁厂废料中的任意一种或其混合物；所述的粉料为纳米级的氧化铝、氧化钙、碳化硅、氧化锆、塑性粘土中的任意一种或其混合物；所述的结合剂为粉状铝酸盐水泥、纯铝酸钙水泥中的任意一种或其混合物；所述的稀土为细度为325目氧化镧、氧化钕中的任意一种或其混合物；所述玻璃纤维的长度不超过3㎝。

本发明选用经过高温熔炼的工厂废料为主料，材料成本低；以纳米粉料作辅料，颗粒级配合理，颗粒间紧密堆积，产品致密度高，界面结合强度高，稀土材料和无机材料的使用可有效提高材料的强度、硬度、耐温性、抗腐蚀性、耐火性和耐磨性；可广泛应用于火力发电、水泥建材、冶金、矿山、化工及国防等多个行业。

具体实施方式

下面具体说明实现本发明的实现方式：

实现本发明包括以下步骤：

1、备料：选取粒径小于3㎜的转炉废渣、电厂粉煤灰、硅铁废料中的任意一种或其混合物为骨料；选取纳米级的氧化铝、氧化钙、碳化硅、氧化锆、塑性粘土中的任意一种或其混合物为粉料；选取铝酸盐水泥、纯铝酸钙水泥中的任意一种或其混合物为结合剂；选取氧化镧、氧化钕中的任意一种或其混合物的稀土；选取长度不超过3㎝的玻璃纤维；向钾水玻璃中添加占其重量5～8%硼酸锌制成无机胶水。

2、混配加工：将准备好的骨料、粉料、结合剂、稀土、玻璃纤维按重量配比依次为100：45～55：45～55：0.5～0.7：8～12；进行混配加工，混合均匀后，分装成适当的包装规格，即为成品。

3、使用：使用时，将上述混配加工制成的成品，边搅拌边加入步骤1备料中制成的无机胶水，胶水加入量为物料重量的10～30%，直至搅拌均匀，采用人工涂抹或喷涂的方式进行，涂抹在物体或设备表面，厚度在2～5㎜，涂刷完毕后需放置在常温环境下固化24小时后方可投入使用。

固化后的涂层，界面结合强度高，按YB/T5201-1993常温抗折强度≥150MPa，按GB/T3001-2000常温抗折强度≥30 MPa。本发明采用的钾水玻璃代替传统的水作为粘接剂，使得材料与钾水玻璃配成无水的“化学键式结合”成型，避免了加水时高温加热由水蒸气产生的气孔，增强了材料的耐火性和耐磨性；材料可耐1500℃以上高温，耐压强度200MPa以上。制得的产品粘附力非常强，与钢铁的粘附力可达10MPa，整体性能较好。

在使用本产品时，应先将被保护物体表面的锈渍、油污、灰尘要清洗干净，待水分完全干燥后方可施工；涂抹物体或设备最佳表面温度10～60度，不能直接涂在正在运行的低温和高温物体上。涂完后一定要放置在常温下固化24小时以上。正常冲蚀情况下，涂抹一层即可，厚度要求在2～5毫米。涂刷完毕后需放置常温环境下固化24小时方可投入使用。

实施例1、依次称取按步骤1备料准备的骨料、粉料、结合剂、稀土、玻璃纤维100㎏、45㎏、45㎏、0.5㎏、8㎏；进行混配加工，混合均匀后，分装成适当的包装规格，即为成品。

实施例2、依次称取按步骤1备料准备的骨料、粉料、结合剂、稀土、玻璃纤维100㎏、55㎏、55㎏、0.7㎏、12㎏；进行混配加工，混合均匀后，分装成适当的包装规格，即为成品。

实施例3、依次称取按步骤1备料准备的骨料、粉料、结合剂、稀土、玻璃纤维100㎏、50㎏、50㎏、0.6㎏、10㎏；进行混配加工，混合均匀后，分装成适当的包装规格，即为成品。

　　根据本发明的配方和工艺，会有无数种组合，在实施例中不可能一一列举，只要属于本发明的实质内容以内的配方和工艺组合，都属于本发明的保护范围，此处不再赘述。

Claims

1.纳米稀土硅晶体防腐耐磨材料，由骨料、粉料、结合剂、稀土、玻璃纤维混配加工制成，其特征在于：其重量配比依次为100：45～55：45～55：0.5～0.7：8～12；所述的骨料为粒径小于3㎜的转炉废渣、电厂粉煤灰、硅铁废料中的任意一种或其混合物；所述的粉料为纳米级的氧化铝、氧化钙、碳化硅、氧化锆、塑性粘土中的任意一种或其混合物；所述的结合剂为粉状铝酸盐水泥、纯铝酸钙水泥中的任意一种或其混合物；所述的稀土为细度为325目氧化镧、氧化钕中的任意一种或其混合物；所述玻璃纤维的长度不超过3㎝。