CN108970944A - 铝电解工业中玻璃防氟化氢腐蚀的方法 - Google Patents

铝电解工业中玻璃防氟化氢腐蚀的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝电解工业中玻璃防氟化氢腐蚀的方法，属于玻璃防腐领域，依次对玻璃进行碱洗、清洗、表面活化、涂覆及干燥的步骤。本发明能够使得涂层与玻璃结合得更好，能够提升玻璃涂层的机械性能，但并不降低玻璃的物理化学性能和透光率。同时按照本方法，能够有效防氟化氢的腐蚀，同时能够提高玻璃的耐酸性、耐碱性，大大降低灰尘在玻璃表面的吸附力，大大提高了玻璃的透光率。本发明能够从整体上增加涂覆精度，增加了机器批量处理的适用性，在提高效率的同时保障了玻璃的防腐性能达标，并且由于整个涂覆环节都适用于设备自动化完成，相较现有技术更加易于控制。

Description

铝电解工业中玻璃防氟化氢腐蚀的方法
技术领域
本发明属于玻璃防腐领域，特别是涉及一种应用在铝电解工业中玻璃防氟化氢腐蚀的方法。
背景技术
铝电解生产的污染物可分为四类：烟气、粉尘、余热和磁场。其中烟气、粉尘和磁场造成环境污染，危害人们的健康，余热则造成车间高温，恶化操作条件。在烟气中，又分为气体和固体两种成分，气态物质的主要成分是氟化氢(HF)及阳极效应时生成的CF4与C2F6。
目前铝电解车间设备很多，特别是铝电解天车等大型设备较多，其中很多设备都设置有玻璃，在铝电解生产过程中这些玻璃非常容易受到氟化氢的腐蚀，造成铝电解多功能天车玻璃部件损坏，使铝电解天车工作的可靠性降低，特别是铝电解车间各种设备上的精密光电传感器和各种显示器因受到氟化氢的腐蚀而导致各精密器件失灵，最终使得铝电解车间各种设备无法正常工作。因此，要想长期稳定的使用铝电解多功能天车，必需克服铝电解工作环境中玻璃易被腐蚀这一问题，而目前市面上并没有有效的防止玻璃受氟化氢腐蚀的方法和技术。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效防止玻璃被氟化氢腐蚀的方法和技术。
为实现上述目的，本发明提供了一种应用在铝电解工业中玻璃防氟化氢腐蚀的方法，依次对玻璃进行碱洗、清洗、表面活化、涂覆及干燥的步骤；所述涂覆按以下步骤进行：
步骤一、建立玻璃厚度数据库；所述玻璃厚度数据库包括温度值、喷枪端压值、喷洒时间和涂覆后玻璃的厚度值；
步骤二、在待涂覆的玻璃一面设置n个加热元件，并设置n个对应的喷枪；加热元件温度保持在150～200℃，n个所述的喷枪向玻璃的另一面喷洒第一防腐蚀涂料，所述n为正整数；喷洒时间根据设定的玻璃厚度值从所述步骤一所述的玻璃厚度数据库得到；
步骤三、用滚轮在喷洒第一防腐蚀涂料后的玻璃表面涂抹，所述加热元件温度保持在150～200℃；
步骤四、向滚轮涂抹后的玻璃表面喷水，水温≤0℃，喷洒1～5秒，所述加热元件温度保持在150～200℃，喷洒完后等待时间3～6h；
步骤五、喷洒第二防腐蚀涂料到喷水后的玻璃表面，喷洒时间根据设定的玻璃厚度值从所述步骤一所述的玻璃厚度数据库得到。
较佳的，步骤二所第一防腐蚀涂料为酚醛树脂溶液。
较佳的，步骤五所述第二防腐蚀涂料由酚醛树脂、硫酸钡、聚酰胺、石墨粉、纳米铬粉和丙酮组成，所述酚醛树脂、硫酸钡、聚酰胺、石墨粉、纳米铬粉和丙酮的重量比为20:3:3:1:5:6:130。
较佳的，所述步骤一按以下步骤进行：在待涂覆的玻璃一面设置n个加热元件，采集各加热元件的温度值，并记录对应的喷洒时间、喷枪端压值和涂覆后玻璃的厚度值，判断是否存在相同的玻璃厚度值；
当存在相同的玻璃厚度值时，判断相同玻璃厚度的条件下是否存在相同的温度值；当相同玻璃厚度的条件下存在相同的温度值时，判断相同玻璃厚度及相同温度情况下是否存在相同喷枪端压值；当相同玻璃厚度及相同温度情况下喷枪端压值相同时，判断相同玻璃厚度、相同温度及相同喷枪端压值情况下，是否存在相同的喷洒时间；当相同玻璃厚度、相同温度及相同喷枪端压值情况下喷洒时间相同时，保存所述玻璃厚度数据库；
当相同玻璃厚度、相同温度及相同喷枪端压值情况下，存在不相同的喷洒时间时，对不同的喷洒时间计算其平均值，将该不相同的喷洒时间替换为得到的喷洒时间平均值后保存所述玻璃厚度数据库；
当相同玻璃厚度及相同温度情况下存在不相同的喷枪端压值时，对所述不同喷枪端压值对应的喷洒时间求平均值，并将该平均值替换到各不同喷枪端压值对应的喷洒时间后保存所述玻璃厚度数据库；
当相同玻璃厚度的条件下存在不相同的温度值时，保存所述玻璃厚度数据库；
当没有相同的玻璃厚度值时，保存所述玻璃厚度数据库。
进一步的，所述步骤五后还包括用滚轮在喷洒第二防腐蚀涂料后的玻璃表面涂抹的步骤。
本发明的有益效果是：本发明能够使得涂层与玻璃结合得更好，能够提升玻璃涂层的机械性能，但并不降低玻璃的物理化学性能和透光率。由于在铝电解过程中，这些设备上的玻璃特别是铝电解多功能天车的玻璃，经常处于运动状态，因此提高其稳定性耐摩擦性等有助于增加玻璃的使用寿命。同时按照本方法，能够有效防氟化氢的腐蚀，同时能够提高玻璃的耐酸性、耐碱性，大大降低灰尘在玻璃表面的吸附力，大大提高了玻璃的透光率。本发明能够从整体上增加涂覆精度，增加了机器批量处理的适用性，在提高效率的同时保障了玻璃的防腐性能达标，并且由于整个涂覆环节都适用于设备自动化完成，相较现有技术更加易于控制。
本发明方法除了能彻底解决了铝电解工业中玻璃的防氟化氢腐蚀问题，该发明方法同样用于铝电解工业中大规模集成电路、电子元器件等器件的防氟化氢腐蚀，解决了铝电解工业因氟化氢腐蚀而导致电路、元器件、光电传感器和玻璃等器件被损坏，提高了铝电解设备的可靠性和寿命。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种应用在铝电解工业中玻璃防氟化氢腐蚀的方法，依次对玻璃进行碱洗、清洗、表面活化、涂覆及干燥的步骤；碱洗、清洗、表面活化及干燥为常规技术，在此不再赘述。其中所述涂覆按以下步骤进行：
步骤一、建立玻璃厚度数据库；所述玻璃厚度数据库包括温度值、喷枪端压值、喷洒时间和涂覆后玻璃的厚度值；所述温度值、喷洒时间、喷枪端压值及涂覆后玻璃的厚度值检测为现有成熟技术，在此不再赘述。
步骤二、在待涂覆的玻璃一面设置n个加热元件，并设置n个对应的喷枪；加热元件温度保持在150～200℃，n个所述的喷枪向玻璃的另一面喷洒第一防腐蚀涂料，所述n为正整数；喷洒时间根据设定的玻璃厚度值从所述步骤一所述的玻璃厚度数据库得到；例如设定厚度为300um，则根据该厚度值匹配数据库中对应的喷洒时间。
步骤三、用滚轮在喷洒第一防腐蚀涂料后的玻璃表面涂抹，所述加热元件温度保持在150～200℃。
步骤四、向滚轮涂抹后的玻璃表面喷水，水温≤0℃，喷洒1～5秒，所述加热元件温度保持在150～200℃，喷洒完后等待时间3～6h。
步骤五、喷洒第二防腐蚀涂料到喷水后的玻璃表面，喷洒时间根据设定的玻璃厚度值从所述步骤一所述的玻璃厚度数据库得到。
本实施例中，步骤二所第一防腐蚀涂料为酚醛树脂溶液。其制备方法为：将酚醛树脂用丙酮进行稀释，其为现有技术，在此不再赘述。本实施例中，步骤五所述第二防腐蚀涂料由酚醛树脂、硫酸钡、聚酰胺、石墨粉、纳米铬粉和丙酮组成，所述酚醛树脂、硫酸钡、聚酰胺、石墨粉、纳米铬粉和丙酮的重量比为20:3:3:1:5:6:130，其混合搅拌制得。
采用以上方法，步骤二、三、四能够使得涂层与玻璃结合得更好，能够提升玻璃涂层的机械性能，但并不降低玻璃的物理化学性能和透光率。由于在铝电解过程中，这些设备上的玻璃特别是铝电解多功能天车的玻璃，经常处于运动状态，因此提高其稳定性耐摩擦性等有助于增加玻璃的使用寿命。同时按照本方法，能够有效防止氟化氢的腐蚀，大大降低灰尘在玻璃表面的吸附力，大大提高了玻璃的透光率。在本实施例中，膜后达到500um，耐HF性能为：10％HF，144小时无变化；纯HF，96小时无变化。同时本发明能够提升玻璃的耐酸性和耐碱性：20％H2SO4,96小时无变化；20％HCl，96小时无变化；20％NaOH，96小时无变化，本发明相较普通的防腐涂层，还能够提高使用温度，本发明的方法处理后的玻璃涂层，能够在250℃以下使用，适用于中高温环境工作范围。
本实施例中，所述步骤一按以下步骤进行：在待涂覆的玻璃一面设置n个加热元件，采集各加热元件的温度值，并记录对应的喷洒时间、喷枪端压值和涂覆后玻璃的厚度值，判断是否存在相同的玻璃厚度值；
当存在相同的玻璃厚度值时，判断相同玻璃厚度的条件下是否存在相同的温度值；当相同玻璃厚度的条件下存在相同的温度值时，判断相同玻璃厚度及相同温度情况下是否存在相同喷枪端压值；当相同玻璃厚度及相同温度情况下喷枪端压值相同时，判断相同玻璃厚度、相同温度及相同喷枪端压值情况下，是否存在相同的喷洒时间；当相同玻璃厚度、相同温度及相同喷枪端压值情况下喷洒时间相同时，保存所述玻璃厚度数据库；
当相同玻璃厚度、相同温度及相同喷枪端压值情况下，存在不相同的喷洒时间时，对不同的喷洒时间计算其平均值，将该不相同的喷洒时间替换为得到的喷洒时间平均值后保存所述玻璃厚度数据库；
当相同玻璃厚度及相同温度情况下存在不相同的喷枪端压值时，对所述不同喷枪端压值对应的喷洒时间求平均值，并将该平均值替换到各不同喷枪端压值对应的喷洒时间后保存所述玻璃厚度数据库；
当相同玻璃厚度的条件下存在不相同的温度值时，保存所述玻璃厚度数据库；
当没有相同的玻璃厚度值时，保存所述玻璃厚度数据库。
以2cm的玻璃为例，实际测得的玻璃厚度数据库如表1所示：
温度值 喷枪端压值 喷洒时间 玻璃厚度值
165℃ 6pa 17s 2.13cm
170℃ 6pa 20s 2.20cm
163℃ 6pa 19s 2.18cm
170℃ 6pa 18s 2.20cm
165℃ 6pa 18s 2.16cm
165℃ 7pa 16s 2.16cm
表1实际测得的数据库
调整后的玻璃厚度数据库如表2所示：
温度值 喷枪端压值 喷洒时间 玻璃厚度值
165℃ 6pa 17s 2.13cm
170℃ 6pa 19s 2.20cm
163℃ 6pa 19s 2.18cm
170℃ 6pa 19s 2.20cm
165℃ 6pa 17s 2.16cm
165℃ 7pa 17s 2.16cm
表2调整后的玻璃厚度数据库
目前市面上对玻璃防腐材料大多采用机械滚轮自动滑滚，在这种情况下本发明的以上技术方案能够从整体上增加涂覆精度，增加了机器批量处理的适用性，在提高效率的同时保障了玻璃的防腐性能达标，并且由于整个涂覆环节都适用于设备自动化完成，相较现有更加易于控制。
本实施例中，所述步骤五后还包括用滚轮在喷洒第二防腐蚀涂料后的玻璃表面涂抹的步骤。采用的滚轮可以为自动滚轮设备，采用滚轮进行涂抹为现有常规手段，在此不再赘述。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施案例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。另外，本发明方法除了能彻底解决了铝电解工业中玻璃的防氟化氢腐蚀问题，该发明方法同样用于铝电解工业中大规模集成电路、电子元器件等器件的防氟化氢腐蚀，解决了铝电解工业因氟化氢腐蚀而导致电路、元器件、光电传感器和玻璃等器件被损坏，提高了铝电解设备的可靠性和寿命。同样也在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种铝电解工业中玻璃防氟化氢腐蚀的方法，依次对玻璃进行碱洗、清洗、表面活化、涂覆及干燥的步骤；其特征在于：所述涂覆按以下步骤进行：
步骤一、建立玻璃厚度数据库；所述玻璃厚度数据库包括温度值、喷枪端压值、喷洒时间和涂覆后玻璃的厚度值；
步骤二、在待涂覆的玻璃一面设置n个加热元件，并设置n个对应的喷枪；加热元件温度保持在150～200℃，n个所述的喷枪向玻璃的另一面喷洒第一防腐蚀涂料，所述n为正整数；喷洒时间根据设定的玻璃厚度值从所述步骤一所述的玻璃厚度数据库得到；
步骤三、用滚轮在喷洒第一防腐蚀涂料后的玻璃表面涂抹，所述加热元件温度保持在150～200℃；
步骤四、向滚轮涂抹后的玻璃表面喷水，水温≤0℃，喷洒1～5秒，所述加热元件温度保持在150～200℃，喷洒完后等待时间3～6h；
步骤五、喷洒第二防腐蚀涂料到喷水后的玻璃表面，喷洒时间根据设定的玻璃厚度值从所述步骤一所述的玻璃厚度数据库得到。
2.如权利要求1所述的铝电解工业中玻璃防氟化氢腐蚀的方法，其特征在于：步骤二所第一防腐蚀涂料为酚醛树脂溶液。其制备方法为：将酚醛树脂用丙酮进行稀释。
3.如权利要求1所述的铝电解工业中玻璃防氟化氢腐蚀的方法，其特征在于：步骤五所述第二防腐蚀涂料由酚醛树脂、硫酸钡、聚酰胺、石墨粉、纳米铬粉和丙酮组成，所述酚醛树脂、硫酸钡、聚酰胺、石墨粉、纳米铬粉和丙酮的重量比为20:3:3:1:5:6:130。
4.如权利要求1所述的铝电解工业中玻璃防氟化氢腐蚀的方法，其特征在于：所述步骤一按以下步骤进行：在待涂覆的玻璃一面设置n个加热元件，采集各加热元件的温度值，并记录对应的喷洒时间、喷枪端压值和涂覆后玻璃的厚度值，判断是否存在相同的玻璃厚度值；
当存在相同的玻璃厚度值时，判断相同玻璃厚度的条件下是否存在相同的温度值；当相同玻璃厚度的条件下存在相同的温度值时，判断相同玻璃厚度及相同温度情况下是否存在相同喷枪端压值；当相同玻璃厚度及相同温度情况下喷枪端压值相同时，判断相同玻璃厚度、相同温度及相同喷枪端压值情况下，是否存在相同的喷洒时间；当相同玻璃厚度、相同温度及相同喷枪端压值情况下喷洒时间相同时，保存所述玻璃厚度数据库；
当相同玻璃厚度、相同温度及相同喷枪端压值情况下，存在不相同的喷洒时间时，对不同的喷洒时间计算其平均值，将该不相同的喷洒时间替换为得到的喷洒时间平均值后保存所述玻璃厚度数据库；
当相同玻璃厚度及相同温度情况下存在不相同的喷枪端压值时，对所述不同喷枪端压值对应的喷洒时间求平均值，并将该平均值替换到各不同喷枪端压值对应的喷洒时间后保存所述玻璃厚度数据库；
当相同玻璃厚度的条件下存在不相同的温度值时，保存所述玻璃厚度数据库；
当没有相同的玻璃厚度值时，保存所述玻璃厚度数据库。
5.如权利要求1所述的铝电解工业中玻璃防氟化氢腐蚀的方法，其特征在于：所述步骤五后还包括用滚轮在喷洒第二防腐蚀涂料后的玻璃表面涂抹的步骤。
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