CN103254727A - 一种用于电解槽底部的耐高温隔热保温涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于电解槽表面的涂料，具体涉及一种耐高温隔热保温涂料。所述涂料包括25%～29%重量百分比的成膜物质，12%～22%重量百分比的耐高温填料，42%～46%重量百分比的溶剂，3%～9%重量百分比的空心微珠，另外，还包括0～10%重量百分比的反射材料。本发明由于在电解槽底部和四周涂覆了含有反射材料的耐高温隔热保温涂料，使得涂料有效阻隔了热量的传递，且将附着在涂料表面的热量以较高的发射率辐射回来，降低热量损失，降低电解槽底部的结壳现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于电解槽表面的涂料，具体涉及一种耐高温隔热保温涂料。
背景技术
目前国内电解槽因为槽型不同，电耗一般在12500—13500千瓦时/吨铝，电解质温度一般保持在940℃～960℃之间，电解铝的生产是一个加热熔融氧化铝的过程，目前的电解槽内侧从设计之初都采用了相应的隔热材料，以确保电解槽的保温，减少热量损失，从而可以降低电压，减少电耗，据相关资料证明电解过程中电解槽损失的能量大约占到所有能量消耗的50%左右，那么为了保持电解质的温度就要适当提高电压，随之能耗增加，但电解槽底部面积较大，热量损失较多，造成电解槽底部温度较低，结壳严重，电解槽内部空间减小，出铝量降低。
发明内容
针对上述技术的不足之处，本发明提供一种耐高温隔热保温涂料。
一种用于电解槽表面的耐高温隔热保温涂料，包括25%～29%重量百分比的成膜物质，12%～22%重量百分比的耐高温填料，42%～46%重量百分比的溶剂，3%～9%重量百分比的空心微珠，另外，还包括0～10%重量百分比的反射材料。
优选的，所述成膜物质选自环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂中的至少一种。
优选的，所述成膜物质为有机硅树脂。
优选的，所述耐高温填料选自硅酸铝、膨润土、滑石粉、碳化硅、高岭土、重钙、云母粉、氧化锆、氧化锌、硅藻土、膨胀珍珠岩、蛭石粉中的至少一种。
优选的，所述耐高温填料为碳化硅。
优选的，所述溶剂为甲苯或二甲苯。
优选的，所述空心微珠为300～400目的空心玻璃微珠。
优选的，所述反射材料选自碳化硅、氧化铝、钛白粉中的至少一种。
优选的，所述反射材料为碳化硅。
制备如上所述的耐高温隔热保温涂料的方法，如图1所示，包括如下步骤：
将成膜物质、耐高温填料、反射材料在搅拌条件下按照800r/min分散30min；
再加入溶剂在搅拌条件下按照800r/min搅拌分散20min；
最后再加入空心微珠在搅拌条件下按照120r/min分散40-60min，分散均匀后即得成品涂料。
涂料性能测试参照下列标准进行。
附着力：色漆和清漆拉开法附着力试验（GB-T5210-2006）；
硬度：色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度(GB/T6739-2006)；
耐热性：色漆和清漆耐热性的测定（GB/T1735-2009）；
半球发射率：建筑反射隔热涂料（JG/T235-2008）；
耐人工气候老化性（500h）:色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射（GB/T1865-2009），色漆和清漆涂层老化的评级方法（GB/T1766-2008）；
耐化学介质：色漆和清漆耐液体介质的测定（GB/T9274-1988）；
隔热温差：建筑反射隔热涂料（JG/T235-2008）。
本发明的有益效果在于，由于在电解槽底部和四周涂覆了含有反射材料的耐高温隔热保温涂料，使得涂料有效阻隔了热量的传递，且将附着在涂料表面的热量以较高的发射率辐射回来，降低热量损失，降低电解槽底部的结壳现象。
附图说明
图1为本发明制备方法的流程图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
一种用于电解槽表面的耐高温隔热保温涂料，包括25%重量百分比的有机硅树脂，22%重量百分比的碳化硅，46%重量百分比的二甲苯，7%重量百分比的300目空心玻璃微珠。
采用以上比例制备耐高温隔热保温涂料，具体方法如下：
将有机硅树脂、碳化硅在搅拌条件下按照800r/min分散30min；
再加入二甲苯在搅拌条件下按照800r/min搅拌分散20min；
最后再加入300目空心玻璃微珠在搅拌条件下按照120r/min分散40-60min，分散均匀后即得成品涂料。
未涂覆涂料之前，电解槽底部外壳温度一般为80℃～90℃，涂覆耐高温隔热保温涂料后，底部外壳温度在60℃～75℃，根据某生产铝水公司的测试，涂覆后电解槽底部内外壳平均温差在15.7℃，也就是说，有相当一部分热量没有散发出去。根据能量计算公式可以理论计算出每吨铝节省的耗电量。
Q=C m △t=880J/㎏＊k×1000㎏×(15.7+273)k
=254056000焦耳
换算成耗电量Q÷1000÷3600=70.57千瓦时
C：氧化铝的比热容
m：氧化铝质量(1000㎏)
△t:温度差
按照大约1.8吨氧化铝可以冶炼1吨铝来计算，则：
70.57×1.8=127度
即每生产一吨铝可以节省约127度电，相当于每吨铝可节省标准煤0.0455吨。
若某公司每年公司年产80万吨电解铝，共有电解槽1100台，在电解槽内侧底部钢板喷覆0.5mm隔热保温涂料，将正常生产中附着在涂层上的热量辐射回电解槽，减少热量损失，降低电耗，按照每台电解槽投资4万元，1100台共计需要投资4400万，依照前面所介绍的每吨铝可节能0.0455吨标准煤，标准煤价格每吨1000元，则年产80万吨电解铝可节约3640万元。
目前国内电解铝的产能在1600万吨左右，还有一些在建的项目，潜在市场很大，所述涂料如果在电解铝行业得到广泛的应用，预计到2015年，该涂料技术推广比例达到20%时，可形成年节能14.56万吨标煤的能力。
实施例2：
一种用于电解槽表面的耐高温隔热保温涂料，包括29%重量百分比的环氧树脂，12%重量百分比的由硅酸铝、膨润土和滑石粉组成的混合物，46%重量百分比的甲苯，3%重量百分比的400目空心玻璃微珠，10%重量百分比的氧化铝。
采用以上比例制备耐高温隔热保温涂料，具体方法如下：
将有机硅树脂、由硅酸铝、膨润土和滑石粉组成的混合物、氧化铝在搅拌条件下按照800r/min分散30min；
再加入甲苯在搅拌条件下按照800r/min搅拌分散20min；
最后再加入400目空心玻璃微珠在搅拌条件下按照120r/min分散40-60min，分散均匀后即得成品涂料。
将所述涂料直接涂刷或喷涂0.3mm-0.5mm厚度于电解槽内表面，使电解槽槽底売温度下降了12℃～18℃，最高可下降高达25℃，且电解槽电压下降速度较快，电解槽内部空间形成稳定，产量得到一定的提高，在冶金行业电解槽的实际应用达到了良好的效果。
实施例3：
一种用于电解槽表面的耐高温隔热保温涂料，包括26%重量百分比的酚醛树脂，21%重量百分比的由高岭土、重钙、云母粉、氧化锆、氧化锌组成的混合物，42%重量百分比的二甲苯，3%重量百分比的400目空心玻璃微珠，8%重量百分比的钛白粉。
采用以上比例制备耐高温隔热保温涂料，具体方法如下：
将有机硅树脂、由高岭土、重钙、云母粉、氧化锆、氧化锌组成的混合物在搅拌条件下按照800r/min分散30min；
再加入二甲苯在搅拌条件下按照800r/min搅拌分散20min；
最后再加入300目空心玻璃微珠在搅拌条件下按照120r/min分散40min，分散均匀后即得成品涂料。
性能测试结论为附着力2.4MPa,硬度3H，耐高温850℃，半球发射率84%，耐人工老化500h，耐化学介质10%硫酸15d，10%氯化钠30d，10%氢氧化钠7d，隔热温差经过实际检验为8℃。
实施例4：
一种用于电解槽表面的耐高温隔热保温涂料，包括28%重量百分比的酚醛树脂，13%重量百分比的硅藻土、膨胀珍珠岩、蛭石粉组成的混合物，42%重量百分比的二甲苯，9%重量百分比的400目空心玻璃微珠，8%重量百分比的钛白粉。
采用以上比例制备耐高温隔热保温涂料，具体方法如下：
将有机硅树脂、碳化硅在搅拌条件下按照800r/min分散30min；
再加入二甲苯在搅拌条件下按照800r/min搅拌分散20min；
最后再加入300目空心玻璃微珠在搅拌条件下按照120r/min分散60min，分散均匀后即得成品涂料。
性能测试结论为附着力2.6MPa,硬度3H，耐高温850℃，半球发射率84%，耐人工老化500h，耐化学介质10%硫酸15d，10%氯化钠30d，10%氢氧化钠7d，隔热温差经过实际检验为15℃。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于电解槽表面的耐高温隔热保温涂料，包括25%～29%重量百分比的成膜物质，12%～22%重量百分比的耐高温填料，42%～46%重量百分比的溶剂，3%～9%重量百分比的空心微珠，其特征在于，还包括0～10%重量百分比的反射材料。
2.如权利要求1所述的耐高温隔热保温涂料，其特征在于，所述成膜物质选自环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂中的至少一种。
3.如权利要求2所述的耐高温隔热保温涂料，其特征在于，所述成膜物质为有机硅树脂。
4.如权利要求1所述的耐高温隔热保温涂料，其特征在于，所述耐高温填料选自硅酸铝、膨润土、滑石粉、碳化硅、高岭土、重钙、云母粉、氧化锆、氧化锌、硅藻土、膨胀珍珠岩、蛭石粉中的至少一种。
5.如权利要求1所述的耐高温隔热保温涂料，其特征在于，所述耐高温填料为碳化硅。
6.如权利要求1所述的耐高温隔热保温涂料，其特征在于，所述溶剂为甲苯或二甲苯。
7.如权利要求1所述的耐高温隔热保温涂料，其特征在于，所述空心微珠为300～400目的空心玻璃微珠。
8.如权利要求1所述的耐高温隔热保温涂料，其特征在于，所述反射材料选自碳化硅、氧化铝、钛白粉中的至少一种。
9.如权利要求1所述的耐高温隔热保温涂料，其特征在于，所述反射材料为碳化硅。
10.制备如权利要求1所述的耐高温隔热保温涂料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将成膜物质、耐高温填料、反射材料在搅拌条件下按照800r/min分散30min；
再加入溶剂在搅拌条件下按照800r/min搅拌分散20min；
最后再加入空心微珠在搅拌条件下按照120r/min分散40-60min，分散均匀后即得成品涂料。
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