CN105086803A - 耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料及制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明目的是提供一种可在高温下耐强酸腐蚀，耐磨损性能好，导热性好，喷涂成本低，可非常牢固的附着在相关设备的壁上，使用寿命长的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料及制备工艺。本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，包括纳米陶瓷粉45—50重量份、粉末状的石英10—15重量份、聚氨酯树脂10—15重量份、十二碳醇酯5—8重量份、粉末状的碳酸钙3—4.5重量份、钴粉3—5重量份、粉末状的紫砂土2—3重量份、粉末状的二氧化硅1—2重量份、石蜡0.5—1重量份、乙酸乙酯5—8重量份、正丁醇5—8重量份、粉末状的蛭石1—5重量份。

Description

耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料及制备工艺

技术领域

本发明涉及一种耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料及制备工艺。

背景技术

各类工业锅炉、燃烧炉均存在冷凝壁严重磨损和腐蚀的状况，而目前还没有有效的办法来进行防护，少量的锅炉采用喷涂镍基涂层或其他金属涂层的进行解决，虽有一定效果，但成本高昂。

陶瓷涂层是迄今为止公认一种稳定的抗氧化、抗腐蚀、抗磨损的材料，但目前国内外使用的高温耐磨蚀陶瓷涂层虽各有优势，但往往顾此失彼，不能同时满足耐高温磨损、腐蚀、氧化和良好的导热性、低廉的成本等各项要求。

部分高温耐磨蚀涂层的性能虽好，但喷涂成本太高，不适合推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种可在高温下耐强酸腐蚀，耐磨损性能好，导热性好，喷涂成本低，可非常牢固的附着在相关设备的壁上，使用寿命长的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料及制备工艺。

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，包括纳米陶瓷粉45—50重量份、粉末状的石英10—15重量份、聚氨酯树脂10—15重量份、十二碳醇酯5—8重量份、粉末状的碳酸钙3—4.5重量份、钴粉3—5重量份、粉末状的紫砂土2—3重量份、粉末状的二氧化硅1—2重量份、石蜡0.5—1重量份、乙酸乙酯5—8重量份、正丁醇5—8重量份、粉末状的蛭石1—5重量份。

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，其中所述纳米陶瓷粉46—49重量份、粉末状的石英11—14重量份、聚氨酯树脂11—14重量份、十二碳醇酯6—7重量份、粉末状的碳酸钙3.5—4重量份、钴粉3.5—4.5重量份、粉末状的紫砂土2.5—3重量份、粉末状的二氧化硅1.5—2重量份、石蜡0.6—1重量份、乙酸乙酯6—7重量份、正丁醇6—7重量份、粉末状的蛭石2—4重量份。

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，其中所述纳米陶瓷粉47—48重量份、粉末状的石英12—13重量份、聚氨酯树脂12—13重量份、十二碳醇酯6.5重量份、粉末状的碳酸钙3.8重量份、钴粉4重量份、粉末状的紫砂土2.8重量份、粉末状的二氧化硅1.8重量份、石蜡0.8重量份、乙酸乙酯6.5重量份、正丁醇6.5重量份、粉末状的蛭石3重量份；所述纳米陶瓷粉的粒径为20—28纳米。

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，其中所述纳米陶瓷粉中含有碳化钛和氮化硅。

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料的制备工艺，包括如下步骤：

(1)将钴粉3—5重量份、蛭石1—5重量份、乙酸乙酯5—8重量份和正丁醇5—8重量份加入容器中进行搅拌，再对搅拌后的物料进行粉碎至细度小于1um，得到混合浆；

(2)向反应釜中加入粉末状的碳酸钙3—4.5重量份、粉末状的紫砂土2—3重量份、粉末状的二氧化硅1—2重量份、石蜡0.5—1重量份和步骤(1)制得的混合浆，搅拌后再加入聚氨酯树脂10—15重量份，得到混合溶液；

(3)向高速搅拌机中加入步骤(2)制备的混合溶液，再加入纳米陶瓷粉45—50重量份、粉末状的石英10—15重量份和十二碳醇酯5—8重量份，搅拌至充分混合后，即得耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料。

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料的制备工艺，其中所述步骤(1)中将钴粉3.5—4.5重量份、蛭石2—4重量份、乙酸乙酯6—7重量份和正丁醇6—7重量份加入容器中进行搅拌，再用砂磨机对搅拌后的物料进行砂磨粉碎至细度小于1um，得到混合浆；

所述(2)中向反应釜中加入粉末状的碳酸钙3.5—4重量份、粉末状的紫砂土2.5—3重量份、粉末状的二氧化硅1.5—2重量份、石蜡0.6—1重量份和步骤(1)制得的混合浆，搅拌后再加入聚氨酯树脂11—14重量份，得到混合溶液；

所述(3)中向高速搅拌机中加入步骤(2)制备的混合溶液，再加入纳米陶瓷粉46—49重量份、粉末状的石英11—14重量份和十二碳醇酯6—7重量份，搅拌25—35分钟。

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料的制备工艺，其中所述步骤(1)中将钴粉4重量份、蛭石3重量份、乙酸乙酯6.5重量份和正丁醇6.5重量份加入容器中进行搅拌，再用砂磨机对搅拌后的物料进行砂磨粉碎至细度小于1um，得到混合浆；

所述(2)中向反应釜中加入粉末状的碳酸钙3.8重量份、粉末状的紫砂土2.8重量份、粉末状的二氧化硅1.8重量份、石蜡0.8重量份和步骤(1)制得的混合浆，搅拌后再加入聚氨酯树脂12—13重量份，得到混合溶液；

所述(3)中向高速搅拌机中加入步骤(2)制备的混合溶液，再加入纳米陶瓷粉47—48重量份、粉末状的石英12—13重量份和十二碳醇酯6.5重量份，搅拌28—32分钟。

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料的制备工艺，其中所述纳米陶瓷粉中含有碳化钛和氮化硅。

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料及制备工艺的有益效果如下：

本发明耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料及制备工艺，以纳米陶瓷粉为主要原料，并添加各种助剂，进而制得复合涂料，该涂料能够在金属表面形成一层致密而坚硬的涂层，其致密性可保证涂料各分子之间孔隙很小，让强酸等腐蚀性成分无法进入，使其具有较强的耐腐蚀性；其抗氧化成分和坚硬成分使其具有很好的抗氧化性和耐磨性；其各分子之间的适当的孔隙还可保证热应力的释放，使得该涂层与金属之间贴合紧密。因此，本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，可在高温下耐强酸腐蚀，耐磨损性能好，导热性好，喷涂成本低，可非常牢固的附着在相关设备的壁上，本发明耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料具有工作温度范围大，其使用环境的温度可高达1500℃以上，最高使用温度可达2200℃，使用寿命在3年以上，涂层与灰渣不粘结，加热至1000℃冷水淬火30次不脱落，耐磨性是20G的4-7倍，并适用于各种基质，对基质的附着力强，适用于反应气氛，长期耐用性好，抗热冲击承受能力强，可提高使用设备的热效率，降低其基质温度，且耐磨及耐腐蚀性尤其突出，无污染，对环境影响小等优点。

本发明耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料可广泛用于高效燃煤锅炉、燃煤热风炉、沸腾煅烧炉、石油化工及冶金行业余热锅炉、火力电力及煤炭焦化脱硫除尘装置等设备的耐高温耐磨损部分，能有效延长这些部位金属的使用寿命。

具体实施方式

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，其包括纳米陶瓷粉45—50重量份、粉末状的石英10—15重量份、聚氨酯树脂10—15重量份、十二碳醇酯5—8重量份、粉末状的碳酸钙3—4.5重量份、钴粉3—5重量份、粉末状的紫砂土2—3重量份、粉末状的二氧化硅1—2重量份、石蜡0.5—1重量份、乙酸乙酯5—8重量份、正丁醇5—8重量份、粉末状的蛭石1—5重量份。

作为本发明的进一步改进，上述纳米陶瓷粉46—49重量份、粉末状的石英11—14重量份、聚氨酯树脂11—14重量份、十二碳醇酯6—7重量份、粉末状的碳酸钙3.5—4重量份、钴粉3.5—4.5重量份、粉末状的紫砂土2.5—3重量份、粉末状的二氧化硅1.5—2重量份、石蜡0.6—1重量份、乙酸乙酯6—7重量份、正丁醇6—7重量份、粉末状的蛭石2—4重量份。

作为本发明的进一步改进，上述纳米陶瓷粉47—48重量份、粉末状的石英12—13重量份、聚氨酯树脂12—13重量份、十二碳醇酯6.5重量份、粉末状的碳酸钙3.8重量份、钴粉4重量份、粉末状的紫砂土2.8重量份、粉末状的二氧化硅1.8重量份、石蜡0.8重量份、乙酸乙酯6.5重量份、正丁醇6.5重量份、粉末状的蛭石3重量份；所述纳米陶瓷粉的粒径为20—28纳米。

作为本发明的进一步改进，上述纳米陶瓷粉中含有碳化钛和氮化硅。

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料的制备工艺，包括如下步骤：

(1)将钴粉3—5重量份、蛭石1—5重量份、乙酸乙酯5—8重量份和正丁醇5—8重量份加入容器中进行搅拌，再对搅拌后的物料进行粉碎至细度小于1um，得到混合浆；

(2)向反应釜中加入粉末状的碳酸钙3—4.5重量份、粉末状的紫砂土2—3重量份、粉末状的二氧化硅1—2重量份、石蜡0.5—1重量份和步骤(1)制得的混合浆，搅拌后再加入聚氨酯树脂10—15重量份，得到混合溶液；

(3)向高速搅拌机中加入步骤(2)制备的混合溶液，再加入纳米陶瓷粉45—50重量份、粉末状的石英10—15重量份和十二碳醇酯5—8重量份，搅拌至充分混合后，即得耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料。

作为本发明的进一步改进，上述步骤(1)中将钴粉3.5—4.5重量份、蛭石2—4重量份、乙酸乙酯6—7重量份和正丁醇6—7重量份加入容器中进行搅拌，再用砂磨机对搅拌后的物料进行砂磨粉碎至细度小于1um，得到混合浆；

所述(2)中向反应釜中加入粉末状的碳酸钙3.5—4重量份、粉末状的紫砂土2.5—3重量份、粉末状的二氧化硅1.5—2重量份、石蜡0.6—1重量份和步骤(1)制得的混合浆，搅拌后再加入聚氨酯树脂11—14重量份，得到混合溶液；

所述(3)中向高速搅拌机中加入步骤(2)制备的混合溶液，再加入纳米陶瓷粉46—49重量份、粉末状的石英11—14重量份和十二碳醇酯6—7重量份，搅拌25—35分钟。

作为本发明的进一步改进，上述步骤(1)中将钴粉4重量份、蛭石3重量份、乙酸乙酯6.5重量份和正丁醇6.5重量份加入容器中进行搅拌，再用砂磨机对搅拌后的物料进行砂磨粉碎至细度小于1um，得到混合浆；

所述(2)中向反应釜中加入粉末状的碳酸钙3.8重量份、粉末状的紫砂土2.8重量份、粉末状的二氧化硅1.8重量份、石蜡0.8重量份和步骤(1)制得的混合浆，搅拌后再加入聚氨酯树脂12—13重量份，得到混合溶液；

所述(3)中向高速搅拌机中加入步骤(2)制备的混合溶液，再加入纳米陶瓷粉47—48重量份、粉末状的石英12—13重量份和十二碳醇酯6.5重量份，搅拌28—32分钟。

作为本发明的进一步改进，上述纳米陶瓷粉中含有碳化钛和氮化硅。

实施例1

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，包括含碳化钛和氮化硅的纳米陶瓷粉45wt％、石英10wt％、聚氨酯树脂10wt％、十二碳醇酯8wt％、碳酸钙4.5wt％、钴粉4wt％、紫砂土2wt％、二氧化硅1wt％、石蜡0.5wt％、乙酸乙酯5wt％、正丁醇5wt％、蛭石5wt％。

所述含碳化钛和氮化硅的纳米陶瓷粉的粒径为20纳米。

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料的制备工艺，包括如下步骤：

(1)向容器中加入钴粉、蛭石、乙酸乙酯和正丁醇，混合物高速搅拌后再用砂磨机砂磨至细度小于1um，即得混合浆；

(2)向反应釜中加入碳酸钙、紫砂土、二氧化硅、石蜡和步骤(1)制得的混合浆，搅拌后再加入聚氨酯树脂得到混合溶液；

(3)向高速搅拌机中加入步骤(2)制备的混合溶液，再加入含碳化钛和氮化硅的纳米陶瓷粉、石英和十二碳醇酯，搅拌30分钟，至充分溶合后出料即可。

实施例2

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，包括含碳化钛和氮化硅的纳米陶瓷粉48wt％、石英11wt％、聚氨酯树脂11wt％、十二碳醇酯5wt％、碳酸钙3wt％、钴粉3wt％、紫砂土2wt％、二氧化硅1wt％、石蜡0.5wt％、乙酸乙酯5.5wt％、正丁醇5wt％、蛭石5wt％。

所述含碳化钛和氮化硅的纳米陶瓷粉的粒径为28纳米。

实施例3

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，包括含碳化钛和氮化硅的纳米陶瓷粉50wt％、石英10wt％、聚氨酯树脂10wt％、十二碳醇酯8wt％、碳酸钙3wt％、钴粉3wt％、紫砂土3wt％、二氧化硅1wt％、石蜡1wt％、乙酸乙酯5wt％、正丁醇5wt％、蛭石1wt％。

所述含碳化钛和氮化硅的纳米陶瓷粉的粒径为25纳米。

实施例4

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，包括含碳化钛和氮化硅的纳米陶瓷粉45wt％、石英10wt％、聚氨酯树脂10wt％、十二碳醇酯7wt％、碳酸钙4wt％、钴粉4wt％、紫砂土2.5wt％、二氧化硅1.5wt％、石蜡1wt％、乙酸乙酯8wt％、正丁醇6wt％、蛭石1wt％。

所述含碳化钛和氮化硅的纳米陶瓷粉的粒径为26纳米。

实施例5

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，包括含碳化钛和氮化硅的纳米陶瓷粉45wt％、石英14wt％、聚氨酯树脂11wt％、十二碳醇酯5wt％、碳酸钙3wt％、钴粉3wt％、紫砂土2wt％、二氧化硅1wt％、石蜡1wt％、乙酸乙酯5wt％、正丁醇8wt％、蛭石2wt％。

所述含碳化钛和氮化硅的纳米陶瓷粉的粒径为27纳米。

实施例6

本发明的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，包括含碳化钛和氮化硅的纳米陶瓷粉46wt％、石英11wt％、聚氨酯树脂12wt％、十二碳醇酯7wt％、碳酸钙4wt％、钴粉3.5wt％、紫砂土2wt％、二氧化硅1wt％、石蜡0.5wt％、乙酸乙酯5wt％、正丁醇5wt％、蛭石3wt％。

所述含碳化钛和氮化硅的纳米陶瓷粉的粒径为21纳米。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，其特征在于：包括纳米陶瓷粉45—50重量份、粉末状的石英10—15重量份、聚氨酯树脂10—15重量份、十二碳醇酯5—8重量份、粉末状的碳酸钙3—4.5重量份、钴粉3—5重量份、粉末状的紫砂土2—3重量份、粉末状的二氧化硅1—2重量份、石蜡0.5—1重量份、乙酸乙酯5—8重量份、正丁醇5—8重量份、粉末状的蛭石1—5重量份。

2.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，其特征在于：所述纳米陶瓷粉46—49重量份、粉末状的石英11—14重量份、聚氨酯树脂11—14重量份、十二碳醇酯6—7重量份、粉末状的碳酸钙3.5—4重量份、钴粉3.5—4.5重量份、粉末状的紫砂土2.5—3重量份、粉末状的二氧化硅1.5—2重量份、石蜡0.6—1重量份、乙酸乙酯6—7重量份、正丁醇6—7重量份、粉末状的蛭石2—4重量份。

3.根据权利要求2所述的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，其特征在于：所述纳米陶瓷粉47—48重量份、粉末状的石英12—13重量份、聚氨酯树脂12—13重量份、十二碳醇酯6.5重量份、粉末状的碳酸钙3.8重量份、钴粉4重量份、粉末状的紫砂土2.8重量份、粉末状的二氧化硅1.8重量份、石蜡0.8重量份、乙酸乙酯6.5重量份、正丁醇6.5重量份、粉末状的蛭石3重量份；所述纳米陶瓷粉的粒径为20—28纳米。

4.根据权利要求1或2或3所述的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料，其特征在于：所述纳米陶瓷粉中含有碳化钛和氮化硅。

5.耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：

(1)将钴粉3—5重量份、蛭石1—5重量份、乙酸乙酯5—8重量份和正丁醇5—8重量份加入容器中进行搅拌，再对搅拌后的物料进行粉碎至细度小于1um，得到混合浆；

(2)向反应釜中加入粉末状的碳酸钙3—4.5重量份、粉末状的紫砂土2—3重量份、粉末状的二氧化硅1—2重量份、石蜡0.5—1重量份和步骤(1)制得的混合浆，搅拌后再加入聚氨酯树脂10—15重量份，得到混合溶液；

(3)向高速搅拌机中加入步骤(2)制备的混合溶液，再加入纳米陶瓷粉45—50重量份、粉末状的石英10—15重量份和十二碳醇酯5—8重量份，搅拌至充分混合后，即得耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料。

6.根据权利要求5所述的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料的制备工艺，其特征在于：

所述步骤(1)中将钴粉3.5—4.5重量份、蛭石2—4重量份、乙酸乙酯6—7重量份和正丁醇6—7重量份加入容器中进行搅拌，再用砂磨机对搅拌后的物料进行砂磨粉碎至细度小于1um，得到混合浆；

所述(2)中向反应釜中加入粉末状的碳酸钙3.5—4重量份、粉末状的紫砂土2.5—3重量份、粉末状的二氧化硅1.5—2重量份、石蜡0.6—1重量份和步骤(1)制得的混合浆，搅拌后再加入聚氨酯树脂11—14重量份，得到混合溶液；

所述(3)中向高速搅拌机中加入步骤(2)制备的混合溶液，再加入纳米陶瓷粉46—49重量份、粉末状的石英11—14重量份和十二碳醇酯6—7重量份，搅拌25—35分钟。

7.根据权利要求6所述的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料的制备工艺，其特征在于：

所述步骤(1)中将钴粉4重量份、蛭石3重量份、乙酸乙酯6.5重量份和正丁醇6.5重量份加入容器中进行搅拌，再用砂磨机对搅拌后的物料进行砂磨粉碎至细度小于1um，得到混合浆；

所述(2)中向反应釜中加入粉末状的碳酸钙3.8重量份、粉末状的紫砂土2.8重量份、粉末状的二氧化硅1.8重量份、石蜡0.8重量份和步骤(1)制得的混合浆，搅拌后再加入聚氨酯树脂12—13重量份，得到混合溶液；

所述(3)中向高速搅拌机中加入步骤(2)制备的混合溶液，再加入纳米陶瓷粉47—48重量份、粉末状的石英12—13重量份和十二碳醇酯6.5重量份，搅拌28—32分钟。

8.根据权利要求5或6或7所述的耐高温耐腐蚀新型陶瓷涂料的制备工艺，其特征在于：所述纳米陶瓷粉中含有碳化钛和氮化硅。