CN109163334A - 一种具有防腐热反射涂层的耐火砖及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有防腐热反射涂层的耐火砖及其制备方法，包括耐火砖本体，所述耐火砖本体外壁涂覆有两层涂层，其中由外到内第一层涂层为氧化钛涂层，第二层涂层为氧化锡涂层。本发明对垃圾焚烧炉所使用的耐火砖进行表面镀层处理，由外到内具有两层镀层，外部镀氧化钛涂层，内部镀氧化锡涂层，氧化钛与氧化锡的结合不仅熔点高，并在大多数高温酸碱性环境中稳定，使用两种涂层可以在酸、碱性化学环境中保护耐火砖，这样使垃圾焚烧炉的内炉壁不仅具有抗酸碱能力，提高炉体使用寿命，还可对炉内的红外线进行反射，实现保护炉体内的热量、提高炉子加热速度，提高了通用性。

Description

一种具有防腐热反射涂层的耐火砖及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，尤其涉及一种具有防腐热反射涂层的耐火砖及其制备方法。

背景技术

目前增加垃圾焚烧炉壁的耐腐蚀性的方法是通过采用耐腐蚀的耐火砖改善，这些耐腐蚀的耐火砖是通过调制内部成分方式实现耐火砖的耐腐蚀性的，采用耐腐蚀的耐火砖改善内炉壁的方法虽然较好的效果，但其通用性较差，使炉体制造及维护较为复杂。

目前常见用于内炉壁镀红外反射涂层的方法是，将具有红外反射性能的粉末（涂料）与水混合，再加入交联剂制备成浆料涂于目标基体上，干燥后成为红外反射涂层，这种方法制备的红外反射涂层在干燥后容易开裂，不利于涂层的整体性。此外，这些热反射涂层的化学稳定也并未明确给出，而在垃圾焚烧炉中，化学成分复杂，酸碱性不可准确确定，对红外反射涂层化学稳定性要求较高。可见，焚烧炉内壁需要一种即抗腐蚀又具有红外反射能力的内壁，这样不仅可提高炉体的使用寿命，也可以提高焚烧炉的加热速度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种具有防腐热反射涂层的耐火砖及其制备方法，有效解决了耐火砖通用性较差、维护复杂、耐火砖的红外反射涂层容易开裂，稳定性差等问题。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，包括耐火砖本体，所述耐火砖本体外壁涂覆有两层涂层，其中由外到内第一层涂层为氧化钛涂层，第二层涂层为氧化锡涂层。

优选的，所述氧化钛涂层的厚度为300~600nm，所述氧化锡涂层的厚度为300~600nm。

优选的，所述耐火砖本体上端面设有第一凹槽，所述耐火砖本体下端面设有第一凸起，所述耐火砖本体一侧面设有第二凹槽，其中耐火砖本体相对一侧面设有第二凸起。

优选的，所述第二凹槽设置于耐火砖本体长度方向的一侧面，其中第二凸起设置于耐火砖本体长度方向的相对一侧面。

优选的，所述第一凹槽的竖截面为梯形结构，其中第一凹槽的竖截面梯形结构上宽下窄，所述第一凸起的竖截面为梯形结构，其中第一凸起的竖截面梯形结构上宽下窄。

优选的，所述第二凹槽的横截面为梯形结构，其中第二凹槽的横截面梯形结构左宽右窄，所述第二凸起的横截面为梯形结构，其中第二凸起的横截面梯形结构左宽右窄。

优选的，所述耐火砖本体上端面和下端面之间贯通设置有第一通孔，所述耐火砖本体设有第二凹槽和第二凸起的相对两侧面贯通设置有第二通孔。

优选的，所述耐火砖本体的长为100~200cm，宽为50~100cm，高为宽为50~100cm。

优选的，所述第一凹槽和第二凹槽的深度为5~15cm，所述第一凸起和第二凸起的高度为5~15cm，所述第一通孔的直径为1~3cm，所述第二通孔的直径为1~2cm。

优选的，一种如上任一项所述的一种具有防腐热反射涂层的耐火砖的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：氧化钛前驱体溶胶制备，将正丁醇钛与乙酰丙酮和乙醇混合，并在40℃下搅拌，搅拌时间≥0.5h，冷却到室温，再加入水配置成氧化钛前驱体溶胶；

步骤二：氧化锡前驱体溶胶制备，采用SnCl₂·2H₂O或者SnCl₄·4H₂O溶于水或醇类溶液中，制成氧化锡前驱体溶胶；

步骤三：将耐火砖浸没于氧化锡前驱体溶胶中，待耐火砖砖体所有表面都渍过溶胶后，再把耐火砖砖体拉出溶胶完成镀膜过程，在镀膜完成后，将镀过膜的耐火砖置于200℃下热处理形成非晶氧化锡膜；

步骤四：将步骤3中烘干的耐火砖浸没于氧化钛前驱体溶胶中，待耐火砖砖体所有表面都渍过溶胶后，再把耐火砖砖体拉出溶胶完成镀膜过程，在镀膜完成后，将镀过膜的耐火砖置于200℃下热处理形成非晶氧化钛膜，得到具有防腐热反射涂层的耐火砖成品。

相对于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本发明对垃圾焚烧炉所使用的耐火砖进行表面镀层处理，由外到内具有两层镀层，外部镀氧化钛涂层，内部镀氧化锡涂层，氧化钛与氧化锡的结合不仅熔点高，并在大多数高温酸碱性环境中稳定，使用两种涂层可以在酸、碱性化学环境中保护耐火砖，这样使垃圾焚烧炉的内炉壁不仅具有抗酸碱能力，提高炉体使用寿命，还可对炉内的红外线进行反射，实现保护炉体内的热量、提高炉子加热速度，提高了通用性，并且维护简单；

（2）本发明氧化钛涂层红外总反射率最大值、最小值分别为2.0%、29.6%，氧化锡涂层红外总反射率最大值、最小值分别为7.7%、15.3%，即它们具有红外反射特性且其特性可互补，因此使用两种涂层也使耐火砖具有红外反射能力；

（3）本发明采用溶胶凝胶工艺进行涂层制备，该工艺制备出的薄膜与基板以化学键结合，从而使制备出的涂层与耐火砖结合力非常好，且不易开裂，对耐火砖进行表面改性；

（4）本发明耐火砖上表面和一侧面设有凹槽，下边面和另一侧面设有凸起，这样可以使多个耐火砖在铺设成墙面时，上下左右可以更好的契合，提高墙面的整体性，设有通孔可以减轻耐火砖的重量，减少了各配合设施的配重需求。

附图说明

图1、本发明耐火砖的结构示意图。

附图标记说明：

1-耐火砖本体，2-第一凹槽，3-第一凸起，4-第二凹槽，5-第二凸起，6-第一通孔，7-第二通孔。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1所示，本发明公开了一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，包括耐火砖本体1，所述耐火砖本体1外壁涂覆有两层涂层，其中由外到内第一层涂层为氧化钛涂层，第二层涂层为氧化锡涂层。

实施例2

如图1所示，本发明公开了一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，包括耐火砖本体1，所述耐火砖本体1外壁涂覆有两层涂层，其中由外到内第一层涂层为氧化钛涂层，第二层涂层为氧化锡涂层。

优选的，所述氧化钛涂层的厚度为300~600nm，所述氧化锡涂层的厚度为300~600nm。

实施例3

如图1所示，本发明公开了一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，包括耐火砖本体1，所述耐火砖本体1外壁涂覆有两层涂层，其中由外到内第一层涂层为氧化钛涂层，第二层涂层为氧化锡涂层。

优选的，所述氧化钛涂层的厚度为300~600nm，所述氧化锡涂层的厚度为300~600nm。

如图1所示，优选的，所述耐火砖本体1上端面设有第一凹槽2，所述耐火砖本体1下端面设有第一凸起3，所述耐火砖本体1一侧面设有第二凹槽4，其中耐火砖本体1相对一侧面设有第二凸起5。

如图1所示，优选的，所述第二凹槽4设置于耐火砖本体1长度方向的一侧面，其中第二凸起5设置于耐火砖本体1长度方向的相对一侧面。

如图1所示，优选的，所述第一凹槽2的竖截面为梯形结构，其中第一凹槽2的竖截面梯形结构上宽下窄，所述第一凸起3的竖截面为梯形结构，其中第一凸起3的竖截面梯形结构上宽下窄。

如图1所示，优选的，所述第二凹槽4的横截面为梯形结构，其中第二凹槽4的横截面梯形结构左宽右窄，所述第二凸起5的横截面为梯形结构，其中第二凸起5的横截面梯形结构左宽右窄。

实施例4

如图1所示，本发明公开了一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，包括耐火砖本体1，所述耐火砖本体1外壁涂覆有两层涂层，其中由外到内第一层涂层为氧化钛涂层，第二层涂层为氧化锡涂层。

优选的，所述氧化钛涂层的厚度为300~600nm，所述氧化锡涂层的厚度为300~600nm。

如图1所示，优选的，所述耐火砖本体1上端面设有第一凹槽2，所述耐火砖本体1下端面设有第一凸起3，所述耐火砖本体1一侧面设有第二凹槽4，其中耐火砖本体1相对一侧面设有第二凸起5。

如图1所示，优选的，所述第二凹槽4设置于耐火砖本体1长度方向的一侧面，其中第二凸起5设置于耐火砖本体1长度方向的相对一侧面。

如图1所示，优选的，所述第一凹槽2的竖截面为梯形结构，其中第一凹槽2的竖截面梯形结构上宽下窄，所述第一凸起3的竖截面为梯形结构，其中第一凸起3的竖截面梯形结构上宽下窄。

如图1所示，优选的，所述第二凹槽4的横截面为梯形结构，其中第二凹槽4的横截面梯形结构左宽右窄，所述第二凸起5的横截面为梯形结构，其中第二凸起5的横截面梯形结构左宽右窄。

如图1所示，优选的，所述耐火砖本体1上端面和下端面之间贯通设置有第一通孔6，所述耐火砖本体1设有第二凹4槽和第二凸起5的相对两侧面贯通设置有第二通孔7。

优选的，所述耐火砖本体1的长为100~200cm，宽为50~100cm，高为宽为50~100cm。

优选的，所述第一凹槽2和第二凹槽4的深度为5~15cm，所述第一凸起3和第二凸起5的高度为5~15cm，所述第一通孔6的直径为1~3cm，所述第二通孔7的直径为1~2cm。

实施例5

如图1所示，本发明公开了一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，包括耐火砖本体1，所述耐火砖本体1外壁涂覆有两层涂层，其中由外到内第一层涂层为氧化钛涂层，第二层涂层为氧化锡涂层。

优选的，所述氧化钛涂层的厚度为300~600nm，所述氧化锡涂层的厚度为300~600nm。

如图1所示，优选的，所述耐火砖本体1上端面设有第一凹槽2，所述耐火砖本体1下端面设有第一凸起3，所述耐火砖本体1一侧面设有第二凹槽4，其中耐火砖本体1相对一侧面设有第二凸起5。

如图1所示，优选的，所述第二凹槽4设置于耐火砖本体1长度方向的一侧面，其中第二凸起5设置于耐火砖本体1长度方向的相对一侧面。

如图1所示，优选的，所述第一凹槽2的竖截面为梯形结构，其中第一凹槽2的竖截面梯形结构上宽下窄，所述第一凸起3的竖截面为梯形结构，其中第一凸起3的竖截面梯形结构上宽下窄。

如图1所示，优选的，所述第二凹槽4的横截面为梯形结构，其中第二凹槽4的横截面梯形结构左宽右窄，所述第二凸起5的横截面为梯形结构，其中第二凸起5的横截面梯形结构左宽右窄。

如图1所示，优选的，所述耐火砖本体1上端面和下端面之间贯通设置有第一通孔6，所述耐火砖本体1设有第二凹4槽和第二凸起5的相对两侧面贯通设置有第二通孔7。

优选的，所述耐火砖本体1的长为100~200cm，宽为50~100cm，高为宽为50~100cm。

优选的，所述第一凹槽2和第二凹槽4的深度为5~15cm，所述第一凸起3和第二凸起5的高度为5~15cm，所述第一通孔6的直径为1~3cm，所述第二通孔7的直径为1~2cm。

优选的，所述的一种具有防腐热反射涂层的耐火砖的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：氧化钛前驱体溶胶制备，将正丁醇钛与乙酰丙酮和乙醇混合，并在40℃下搅拌，搅拌时间≥0.5h，冷却到室温，再加入水配置成氧化钛前驱体溶胶；

步骤二：氧化锡前驱体溶胶制备，采用SnCl₂·2H₂O或者SnCl₄·4H₂O溶于水或醇类溶液中，制成氧化锡前驱体溶胶；

步骤三：将耐火砖浸没于氧化锡前驱体溶胶中，待耐火砖砖体所有表面都渍过溶胶后，再把耐火砖砖体拉出溶胶完成镀膜过程，在镀膜完成后，将镀过膜的耐火砖置于200℃下热处理形成非晶氧化锡膜；

步骤四：将步骤3中烘干的耐火砖浸没于氧化钛前驱体溶胶中，待耐火砖砖体所有表面都渍过溶胶后，再把耐火砖砖体拉出溶胶完成镀膜过程，在镀膜完成后，将镀过膜的耐火砖置于200℃下热处理形成非晶氧化钛膜，得到具有防腐热反射涂层的耐火砖成品。

此外，也可将溶胶喷涂于耐火砖的表面完成镀膜过程。

本发明所述溶胶凝胶工艺是将原料制备成溶胶液（即，按配方混合，按制备工艺制备形成所需的溶胶液），再使用浸渍提拉法或喷涂法将该溶胶镀于目标物体表面，接着热处理，在热处理时目标物体表面的溶胶膜会发生水解反应形成无机膜。由于本申请耐火砖都会使用在800℃之上，所以这些耐火砖在使用时其表面的非晶态无机膜会自行结晶，并形成热反射能力较强的金红石相，并能稳定的保持。

本发明也可使用无水SnCl4、SnCl2、TiCl4作为前驱体材料，醇类溶液为乙醇、工业酒精、丙醇及其他醇类。

本发明的工作原理如下：

本发明耐火砖外壁涂覆有两层涂层，其中由外到内第一层涂层为氧化钛涂层，第二层涂层为氧化锡涂层，由于氧化钛在550℃～800℃下会由锐钛矿相转变为金红石相，其中金红石相氧化钛在空气中的熔点为1830±15℃，富氧中熔点为1879℃，氧化锡的熔点为1630℃，因此两层涂层具有很高的熔点，在大多数高温酸碱性环境下稳定，具有防腐效果，这样使垃圾焚烧炉的内炉壁不仅具有抗酸碱能力，提高炉体使用寿命，还可对炉内的红外线进行反射，实现保护炉体内的热量、提高炉子加热速度，提高了通用性。

本发明氧化钛涂层红外总反射率最大值、最小值分别为2.0%、29.6%，氧化锡涂层红外总反射率最大值、最小值分别为7.7%、15.3%，即它们具有红外反射特性且其特性可互补，因此使用两种涂层也使耐火砖具有红外反射能力，即热反射能力。

本发明采用溶胶凝胶工艺进行涂层制备，该工艺制备出的薄膜与基板以化学键结合，从而使制备出的涂层与耐火砖结合力非常好，且不易开裂，对耐火砖进行表面改性。

本发明耐火砖上表面和一侧面设有凹槽，下边面和另一侧面设有凸起，这样可以使多个耐火砖在铺设成墙面时，上下左右可以更好的契合，提高墙面的整体性，设有通孔可以减轻耐火砖的重量，减少了各配合设施的配重需求。

上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，包括耐火砖本体，其特征在于：所述耐火砖本体外壁涂覆有两层涂层，其中由外到内第一层涂层为氧化钛涂层，第二层涂层为氧化锡涂层。

2.根据权利要求1所述的一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，其特征在于：所述氧化钛涂层的厚度为300~600nm，所述氧化锡涂层的厚度为300~600nm。

3.根据权利要求2所述的一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，其特征在于：所述耐火砖本体上端面设有第一凹槽，所述耐火砖本体下端面设有第一凸起，所述耐火砖本体一侧面设有第二凹槽，其中耐火砖本体相对一侧面设有第二凸起。

4.根据权利要求3所述的一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，其特征在于：所述第二凹槽设置于耐火砖本体长度方向的一侧面，其中第二凸起设置于耐火砖本体长度方向的相对一侧面。

5.根据权利要求3所述的一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，其特征在于：所述第一凹槽的竖截面为梯形结构，其中第一凹槽的竖截面梯形结构上宽下窄，所述第一凸起的竖截面为梯形结构，其中第一凸起的竖截面梯形结构上宽下窄。

6.根据权利要求3所述的一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，其特征在于：所述第二凹槽的横截面为梯形结构，其中第二凹槽的横截面梯形结构左宽右窄，所述第二凸起的横截面为梯形结构，其中第二凸起的横截面梯形结构左宽右窄。

7.根据权利要求3所述的一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，其特征在于：所述耐火砖本体上端面和下端面之间贯通设置有第一通孔，所述耐火砖本体设有第二凹槽和第二凸起的相对两侧面贯通设置有第二通孔。

8.根据权利要求7所述的一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，其特征在于：所述耐火砖本体的长为100~200cm，宽为50~100cm，高为宽为50~100cm。

9.根据权利要求7所述的一种具有防腐热反射涂层的耐火砖，其特征在于：所述第一凹槽和第二凹槽的深度为5~15cm，所述第一凸起和第二凸起的高度为5~15cm，所述第一通孔的直径为1~3cm，所述第二通孔的直径为1~2cm。

10.一种如权利要求1~8任一项所述的一种具有防腐热反射涂层的耐火砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：氧化钛前驱体溶胶制备，将正丁醇钛与乙酰丙酮和乙醇混合，并在40℃下搅拌，搅拌时间≥0.5h，冷却到室温，再加入水配置成氧化钛前驱体溶胶；

步骤二：氧化锡前驱体溶胶制备，采用SnCl₂·2H₂O或者SnCl₄·4H₂O溶于水或醇类溶液中，制成氧化锡前驱体溶胶；

步骤三：将耐火砖浸没于氧化锡前驱体溶胶中，待耐火砖砖体所有表面都渍过溶胶后，再把耐火砖砖体拉出溶胶完成镀膜过程，在镀膜完成后，将镀过膜的耐火砖置于200℃下热处理形成非晶氧化锡膜；

步骤四：将步骤3中烘干的耐火砖浸没于氧化钛前驱体溶胶中，待耐火砖砖体所有表面都渍过溶胶后，再把耐火砖砖体拉出溶胶完成镀膜过程，在镀膜完成后，将镀过膜的耐火砖置于200℃下热处理形成非晶氧化钛膜，得到具有防腐热反射涂层的耐火砖成品。