CN105271946B - 一种自清洁陶瓷涂料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种自清洁陶瓷涂料的制备方法，属于一种涂料技术领域。本发明针对目前陶瓷材料在锅炉应用中，虽然能够耐高温，但是不能解决高沾污的问题，而且在使用过程中不同程度存在涂层龟裂、脱落、粉化的情况，严重影响涂层的使用寿命，本发明提供了通过使用陶瓷粉末与二氧化钛粉末，脂肪酸甘油酯等在高压下混合反应，然后加入二乙基二烯丙基氯化铵、聚丙烯酸胺等物质混合均匀，制得一种可自清洁陶瓷涂料。通过实例证明本发明所制得的涂料无涂层龟裂、脱落、粉化的情况，以及涂层无结垢，使用寿命比普通陶瓷涂料相比增加了10～20％。
Description
技术领域
本发明涉及一种自清洁陶瓷涂料的制备方法，属于一种涂料技术领域。
背景技术
陶瓷涂料是一种新型的水性无机涂料。它是以纳米无机化合物为主要成分，并且以水为分散质，涂装后通常经过低温加热方式固化，形成性能和陶瓷相似的涂膜。具有耐高温、高硬度、不燃无烟、超耐候、环保无毒、色彩丰富、涂装简便等诸多优势。
工厂锅炉的生产运行中，煤粉锅炉(包括燃油气加热炉炉管)沾污给锅炉的安全运行造成极大隐患，同时影响锅炉以及加热炉效率，高温烟气作用下，粘结在水冷壁或高温过热器上以及加热炉炉管的灰渣会与管壁发生复杂的化学反应，形成高温腐蚀。沾污、结渣一般被认为是高温腐蚀的前奏，高温腐蚀原因包括硫酸盐腐蚀、硫化物腐蚀、氯化物腐蚀以及还原性气氛腐蚀等，其中高温硫酸盐腐蚀又包括焦硫酸盐腐蚀、硫酸盐腐蚀等。高温换热表面沾污结渣直接导致锅炉以及加热炉换热能力下降，炉效和出力降低，进而换热表面受热不匀导致炉管热应力不均和被加热工质受热不匀，同时炉膛温度升高导致炉管超温运行、氮氧化物生成及排放加剧和排烟温度过高，沾污结渣加剧换热表面腐蚀，这些问题直接影响企业的安全生产、节能减排、产品质量与产能，降低设备使用寿命，给企业带来重大损失。
针对沾污结渣，传统的解决方法是加强吹灰、调整燃料、投运除焦剂、机械打焦等，这给企业带来持续性的经济损失，安全隐患仍然存在。
但现有技术的陶瓷涂料无法解决高沾污的问题，因此不能综合实现上述功能，且使用过程中不同程度存在涂层龟裂、脱落、粉化的情况，严重影响涂层的使用寿命，目前这些问题仍无法有效解决。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前陶瓷材料在锅炉应用中，虽然能够耐高温，但是不能解决高沾污的问题，而且在使用过程中不同程度存在涂层龟裂、脱落、粉化的情况，严重影响涂层的使用寿命，本发明提供了通过使用陶瓷粉末与二氧化钛粉末，脂肪酸甘油酯等在高压下混合反应，然后加入二乙基二烯丙基氯化铵、聚丙烯酸胺等物质混合均匀，制得一种可自清洁陶瓷涂料。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：
（1）取3～5kg陶瓷片用清水洗净，放入马弗炉中30～40min，温度设定为450～550℃，然后取出冷却至28～35℃，放入超细磨粉机中，过筛得200～250目粉末；
（2）将上述所得的粉末放入容器中，向其中加入质量分数50％的盐酸溶液淹没粉末6～8cm，再向其中加入800～900g二氧化钛粉末，80～100g脂肪酸甘油酯搅拌20～30min，温度设定为80～90℃；
（3）待上述搅拌结束后，静置10～15min，再向其中加入250～300g丙烯酸树脂搅拌均匀，将其已入反应釜中，向其中冲入氮气使其内部压力为4～5MPa，温度设定为110～150℃，搅拌3～5h，然后缓慢降温至28～35℃，降温速度为4℃/min，出料；
（4）将上述的的出料物放入容器中，向其中加入50～70g二乙基二烯丙基氯化铵，加入质量分数为40％的柠檬酸溶液淹没混合物，再加入柠檬酸溶液体积10～15％的乙酰乙酸乙酯，搅拌均匀，将其放入反应器中，使用混合气去除反应器内部的空气，搅拌加热1～2h，温度设定为90～100℃，转速设定为300～500r/min，反应结束后，真空置换混合气，冷却至室温；
（5）向上述反应器中加入80～100g聚丙烯酸胺，搅拌均匀，然后使用聚醋酸乙烯调节粘度至5～15Pa·s，即可得到自清洁陶瓷涂料。
本发明的应用：将所得的陶瓷涂料涂在锅炉及锅炉管内侧，涂层厚度为90～120mm，每1～2个月检测一次，可得涂料无涂层龟裂、脱落、粉化的情况，以及涂层无结垢，使用寿命比普通陶瓷涂料相比增加了10～20％。
本发明的有益效果是：
（1）本发明所制得的涂料可自清洁表面结垢，消除了生产隐患；
（2）本发明所制得的涂料对环境无污染，对人体无伤害；
（3）制备成本低，易于操作。
具体实施方式
取3～5kg陶瓷片用清水洗净，放入马弗炉中30～40min，温度设定为450～550℃，然后取出冷却至28～35℃，放入超细磨粉机中，过筛得200～250目粉末；将上述所得的粉末放入容器中，向其中加入质量分数50％的盐酸溶液淹没粉末6～8cm，再向其中加入800～900g二氧化钛粉末，80～100g脂肪酸甘油酯搅拌20～30min，温度设定为80～90℃；待上述搅拌结束后，静置10～15min，再向其中加入250～300g丙烯酸树脂搅拌均匀，将其已入反应釜中，向其中冲入氮气使其内部压力为4～5MPa，温度设定为110～150℃，搅拌3～5h，然后缓慢降温至28～35℃，降温速度为4℃/min，出料；将上述的的出料物放入容器中，向其中加入50～70g二乙基二烯丙基氯化铵，加入质量分数为40％的柠檬酸溶液淹没混合物，再加入柠檬酸溶液体积10～15％的乙酰乙酸乙酯，搅拌均匀，将其放入反应器中，使用混合气去除反应器内部的空气，搅拌加热1～2h，温度设定为90～100℃，转速设定为300～500r/min，反应结束后，真空置换混合气，冷却至室温；向上述反应器中加入80～100g聚丙烯酸胺，搅拌均匀，然后使用聚醋酸乙烯调节粘度至5～15Pa·s，即可得到自清洁陶瓷涂料。
实例1
取3kg陶瓷片用清水洗净，放入马弗炉中30min，温度设定为450℃，然后取出冷却至28℃，放入超细磨粉机中，过筛得200目粉末；将上述所得的粉末放入容器中，向其中加入质量分数50％的盐酸溶液淹没粉末6cm，再向其中加入800g二氧化钛粉末，80g脂肪酸甘油酯搅拌20min，温度设定为80℃；待上述搅拌结束后，静置10min，再向其中加入250g丙烯酸树脂搅拌均匀，将其已入反应釜中，向其中冲入氮气使其内部压力为4MPa，温度设定为110℃，搅拌3h，然后缓慢降温至28℃，降温速度为4℃/min，出料；将上述的的出料物放入容器中，向其中加入50g二乙基二烯丙基氯化铵，加入质量分数为40％的柠檬酸溶液淹没混合物，再加入柠檬酸溶液体积10％的乙酰乙酸乙酯，搅拌均匀，将其放入反应器中，使用混合气去除反应器内部的空气，搅拌加热1h，温度设定为90℃，转速设定为300r/min，反应结束后，真空置换混合气，冷却至室温；向上述反应器中加入80g聚丙烯酸胺，搅拌均匀，然后使用聚醋酸乙烯调节粘度至5Pa·s，即可得到自清洁陶瓷涂料。
将所得的陶瓷涂料涂在锅炉及锅炉管内侧，涂层厚度为90mm，每1个月检测一次，可得涂料无涂层龟裂、脱落、粉化的情况，以及涂层无结垢，使用寿命比普通陶瓷涂料相比增加了10％。
实例2
取5kg陶瓷片用清水洗净，放入马弗炉中40min，温度设定为550℃，然后取出冷却至35℃，放入超细磨粉机中，过筛得250目粉末；将上述所得的粉末放入容器中，向其中加入质量分数50％的盐酸溶液淹没粉末8cm，再向其中加入900g二氧化钛粉末，100g脂肪酸甘油酯搅拌30min，温度设定为90℃；待上述搅拌结束后，静置15min，再向其中加入300g丙烯酸树脂搅拌均匀，将其已入反应釜中，向其中冲入氮气使其内部压力为5MPa，温度设定为150℃，搅拌5h，然后缓慢降温至35℃，降温速度为4℃/min，出料；将上述的的出料物放入容器中，向其中加入70g二乙基二烯丙基氯化铵，加入质量分数为40％的柠檬酸溶液淹没混合物，再加入柠檬酸溶液体积15％的乙酰乙酸乙酯，搅拌均匀，将其放入反应器中，使用混合气去除反应器内部的空气，搅拌加热2h，温度设定为100℃，转速设定为500r/min，反应结束后，真空置换混合气，冷却至室温；向上述反应器中加入100g聚丙烯酸胺，搅拌均匀，然后使用聚醋酸乙烯调节粘度至15Pa·s，即可得到自清洁陶瓷涂料。
将所得的陶瓷涂料涂在锅炉及锅炉管内侧，涂层厚度为120mm，每2个月检测一次，可得涂料无涂层龟裂、脱落、粉化的情况，以及涂层无结垢，使用寿命比普通陶瓷涂料相比增加了20％。
实例3
取4kg陶瓷片用清水洗净，放入马弗炉中35min，温度设定为480℃，然后取出冷却至30℃，放入超细磨粉机中，过筛得220目粉末；将上述所得的粉末放入容器中，向其中加入质量分数50％的盐酸溶液淹没粉末7cm，再向其中加入850g二氧化钛粉末，90g脂肪酸甘油酯搅拌25min，温度设定为85℃；待上述搅拌结束后，静置12min，再向其中加入270g丙烯酸树脂搅拌均匀，将其已入反应釜中，向其中冲入氮气使其内部压力为4MPa，温度设定为120℃，搅拌4h，然后缓慢降温至30℃，降温速度为4℃/min，出料；将上述的的出料物放入容器中，向其中加入60g二乙基二烯丙基氯化铵，加入质量分数为40％的柠檬酸溶液淹没混合物，再加入柠檬酸溶液体积12％的乙酰乙酸乙酯，搅拌均匀，将其放入反应器中，使用混合气去除反应器内部的空气，搅拌加热1h，温度设定为95℃，转速设定为400r/min，反应结束后，真空置换混合气，冷却至室温；向上述反应器中加入90g聚丙烯酸胺，搅拌均匀，然后使用聚醋酸乙烯调节粘度至10Pa·s，即可得到自清洁陶瓷涂料。
将所得的陶瓷涂料涂在锅炉及锅炉管内侧，涂层厚度为110mm，每1个月检测一次，可得涂料无涂层龟裂、脱落、粉化的情况，以及涂层无结垢，使用寿命比普通陶瓷涂料相比增加了15％。
Claims (1)
1.一种自清洁陶瓷涂料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取3～5kg陶瓷片用清水洗净，放入马弗炉中30～40min，温度设定为450～550℃，然后取出冷却至28～35℃，放入超细磨粉机中，过筛得200～250目粉末；
（2）将上述所得的粉末放入容器中，向其中加入质量分数50％的盐酸溶液浸没粉末6～8cm，再向其中加入800～900g二氧化钛粉末，80～100g脂肪酸甘油酯搅拌20～30min，温度设定为80～90℃；
（3）待上述搅拌结束后，静置10～15min，再向其中加入250～300g丙烯酸树脂搅拌均匀，将其已入反应釜中，向其中冲入氮气使其内部压力为4～5MPa，温度设定为110～150℃，搅拌3～5h，然后缓慢降温至28～35℃，降温速度为4℃/min，出料；
（4）将上述的出料物放入容器中，向其中加入50～70g二乙基二烯丙基氯化铵，加入质量分数为40％的柠檬酸溶液浸没混合物，再加入柠檬酸溶液体积10～15％的乙酰乙酸乙酯，搅拌均匀，将其放入反应器中，使用混合气去除反应器内部的空气，搅拌加热1～2h，温度设定为90～100℃，转速设定为300～500r/min，反应结束后，真空置换混合气，冷却至室温；
（5）向上述反应器中加入80～100g聚丙烯酸胺，搅拌均匀，然后使用聚醋酸乙烯调节粘度至5～15Pa·s，即可得到自清洁陶瓷涂料。
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