CN110204943B - 一种多层结构球粒和制备方法及含多层结构球粒的轻质传热涂料 - Google Patents

一种多层结构球粒和制备方法及含多层结构球粒的轻质传热涂料 Download PDF

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Abstract

一种多层结构球粒，其组成结构：从内至外依次为：传热层、过渡层、防腐蚀层、耐高温层；且层与层之间是紧密相粘结的；其制备方法：由内向外依层制备。含有多层结构球粒的传热涂料，其原料组成及wt%为：粒度不超过6mm多层结构球粒：40%~65%，粒度在0.074~1mm的电熔白刚玉：10%~30%，粒度≤0.074mm的碳化硅：18%~55%，粒度≤0.074mm的铝粉：0.1%~0.5%，渤姆石溶胶5%~18%；涂料制备步骤：多层结构球粒、电熔白刚玉、碳化硅、铝粉混合搅拌至均匀，再将渤姆石溶胶加入并搅拌；备用。本发明所制备的含多层结构球粒的轻质传热涂料，耐高温在1500℃以上，使用8个月时，整个涂层表面腐蚀率不超过1%，涂层表面结垢率不超过2.6%，且无明显裂纹，传热性能不低于1.80w/m.k。

Description

一种多层结构球粒和制备方法及含多层结构球粒的轻质传热 涂料
技术领域
本发明属于耐火材料技术领域，具体涉及一种多层结构球粒和制备方法，以及含多层结构球粒的传热涂料，其适用于热交换装置使用。
背景技术
冶金及化工生产中为了降低能耗，通常会使用换热装置进行余热循环回收利用，通常称为预热器或是传热器，但是由于换热装置与热源的接触面温度高，腐蚀性强，易结垢等问题，需要在换热装置与热源接触面上覆盖保护层，即采用防腐涂料进行保护。其在使用中，虽能起到保护换热装置的作用，但对传热有阻碍，不能实现快速传热换热，因而使换热装置的传热效率降低，余热回收效果差。
经检索：中国专利申请号为CN201810410981.5的文献，其公开了《一种无铅多层焊料球及制备方法和应用》。其是针对基板、芯片等发生变形问题而提出的技术方案。中国专利申请号为CN201810318069.7的文献，其公开了《一种多层耐磨材料及其制备方法与应用》。其是针对现有技术中多层聚氨酯轴承材料耐湿热性能差，不耐强极性和强酸碱性介质，容易附着污染物并滋生细菌的技术问题提出的技术方案。中国专利申请号为CN201811223300.0的文献，其公开了《一种多层复合式隔热罩面及其制备方法》。其是提供了一种隔热降温效果显著，并可提高路面抗滑耐磨耗性能的功能复合型铺装技术。中国专利申请号为CN201610946040.4的文献，其公开了《一种多层纳米金秋的液相开管柱及其制作方法和应用》。其是在毛细管内壁上修饰氨基；将纳米金溶胶置入气瓶，利用钢瓶内的气体将金溶胶压入毛细管，金溶胶中的纳米金球在毛细管内壁自组装，运用此方法分别形成多层纳米金秋。其均与本发明所要解决的问题的客体、方法、技术措施不同。也均无法解决本发明所要解决的问题。
本发明针对焦化加氢反应器的高温传热器表面易腐蚀，易结垢，传热效率降低等难题，针对传热器与热源接触面的高温、侵蚀性强等问题，提出了一种多层结构球粒及含有多层结构球粒的传热涂料。该涂料具有耐高温，传热快，体积密度可控，耐侵蚀，抗污垢等优良性能。
发明内容
本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种多层结构球粒和制备方法，及具有耐1500℃高温，传热性能不低于1.80w/m﹒k，耐侵蚀，抗污垢的含有多层结构球粒的传热涂料及制备方法。
实现上述目的的措施：
一种多层结构球粒，其组成结构及各层所占多层结构球粒总重量的百分比为：
结构：从内至外依次为：传热层、过渡层、防腐蚀层、耐高温层；且层与层之间是紧密相粘结的；
各层所占多层结构球粒总重量的百分比：从内至外，依次为：20％～60％，11％～40％，不超过25％，5％～35％；
其性能：耐高温在不低于1500℃，使用到8个月时，涂层表面腐蚀率不超过1％，涂层表面结垢率不超过2.6％，且无明显裂纹，传热性能不低于1.80w/m﹒k；
说明：腐蚀率、结垢率是指占整个涂层面积的百分比。
其在于：所述各层的原料组成为：
所述传热层的原料组成及重量百分比含量为：粒度≤1mm的焦粉：25％～63％，粒度≤0.088mm的石墨粉或废旧电极粉：24％～58％，焦油、重质洗油中任意一种或两种以任意比例的混合：2％～19％；
所述过渡层的原料组成及重量百分比含量为：软化点温度不低于95℃的沥青：32％～75％，有机硅树脂：15％～55％，柴油与二甲苯或正戊烷以任意比例混合的混合物：1～13％；
所述防腐蚀层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的高铝硅酸盐玻璃粉：45％～70％、粒度<0.088mm的刚玉粉：15％～30％，有机硅树脂：3％～25％；
所述耐高温层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的Al2O3粉：50％～70％，粒度<0.088mm的铝粉：0.01％～1％，粒度<0.074mm碳化硅粉：10％～35％，，硅溶胶：5％～15％。
制备一种多层结构球粒的方法，其步骤：
1)首先制备传热层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的20％～60％执行；
B、进行热处理，热处理温度为30～80℃，处理时间不低于30min；
C、进行造粒，得到该层球粒,并控制其重量百分比含量在20％～60％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的该层球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
2)制备过渡层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的11％～40％执行；
B、进行热处理，处理温度为40～120℃，处理时间不低于20min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成过渡层，并控制该层重量百分比含量在11％～40％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成二层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
3)制备防腐蚀层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的5％～25％执行；
B、进行热处理，处理温度为80～200℃，处理时间不低于35min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成防腐蚀层，并控制该层重量百分比含量在5％～25％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成三层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
4)制备耐高温层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的5％～35％执行；
B、进行热处理，处理温度为100～500℃，处理时间不低于40min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成耐高温层，并控制该层重量百分比含量在5％～35％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成四层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理，多层球粒制备结束。
含有多层结构球粒的轻质传热涂料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度≤6mm多层结构球粒：40％～65％，粒度在0.074～1mm的电熔白刚玉粉：10％～30％，粒度≤0.074mm的碳化硅粉：18％～55％，粒度≤0.074mm的铝粉：0.1％～1％，勃姆石溶胶5％～18％。
制备含有多层结构球粒的轻质传热涂料的方法，其步骤：
1)先将粒度≤6mm多层结构球粒：40％～65％，粒度在0.074～1mm的电熔白刚玉粉：10％～30％，粒度≤0.074mm的碳化硅粉：18％～55％，粒度≤0.074mm的铝粉：0.1％～1％混合搅拌直至均匀，搅拌时间不少于30min；
2)再将5％～18％的勃姆石溶胶加入后进行搅拌，搅拌时间不少于45min；
3)备用。
本发明之所以将球粒制备成由传热层、过渡层、防腐蚀层、耐高温层组成的多层结构，是由于该球粒通过分层造粒及多次热处理形成规则的球粒，该球粒从内到外，高温性能逐次增强；传热层为轻质含碳材料，耐高温层与涂料的成分一致，导热性好，耐高温，抗侵蚀性好，抗结垢，解决了换热装置表面易腐蚀、结垢严重和导热性差的难题。
并且在整个涂层中，多层球粒能均匀分布，保证了整个涂层在厚度维度上的传热性能，比整个涂层按多层涂抹的传热效率更高。同时多层球粒中相邻两层的成分有近似组分，通过热处理后保证了多层球粒各层更好地结合。
所述传热层采用的原料组成及重量百分比含量为：粒度≤1mm的焦粉：25％～63％，粒度≤0.088mm的石墨粉或废旧电极粉：24％～58％，焦油、重质洗油中任意一种或两种以任意比例的混合：2％～19％，是由于焦粉、石墨粉、废旧电极粉等都是碳质材料，在焦油、重质洗油等碳质结合剂的结合下，作为整个导热层，具有较高的传热性能
所述过渡层采用的原料组成及重量百分比含量为：软化点温度不低于95℃的沥青：32％～75％，有机硅树脂：15％～55％，柴油与二甲苯或正戊烷以任意比例混合的混合物：1～13％，是由于高温沥青也是碳质材料，在柴油与二甲苯或正戊烷的结合下与内层传热层很好地结合，且保证了整个过渡层的传热效果。
所述防腐蚀层采用的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的高铝硅酸盐玻璃粉：45％～70％、粒度<0.088mm的刚玉粉：15％～30％，有机硅树脂：3％～25％，由于高铝硅酸盐玻璃粉具有较强的耐腐蚀性，特别对加氢中换热器的酸性环境有很好的抵抗性，有机硅树脂与过渡层的有机硅树脂是相同成分，结合性更好。
所述耐高温层采用的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的Al2O3粉：50％～70％，粒度<0.088mm的铝粉：0.01％～1％，粒度<0.074mm碳化硅粉：10％～35％，，硅溶胶：5％～15％，是由于Al2O3粉、碳化硅耐高温性强，抗腐蚀性好，且碳化硅导热性强，耐磨性好，原料与硅溶胶结合热处理后，致密性好，耐高温气体的冲刷。
本发明之所以在制备多层结构球粒时，控制：
传热层的热处理温度在30～80℃，处理时间不低于30min，是由于通过热处理，让整个传热层中的各相充分结合，形成均一稳定的碳质传热层。温度太高会让碳质结合剂挥发变质，温度太低，不能保证碳质材料充分融合。
过渡层热处理温度在40～120℃，处理时间不低于20min，是由于通过热处理后让整个过渡层中的各相充分结合，形成均一稳定的过渡层，温度太低不能保证高温沥青的充分熔融，也不能保证有机硅树脂的软化，不利于过渡层各相的充分结合，温度太高造成各组分挥发，不利于形成均一稳定的过渡层。
防腐蚀层热处理温度在80～200℃，处理时间不低于35min，是由于通过一定时间和一定温度的热处理后，让整个防腐蚀层各组分更充分结合，形成一定强度的防腐蚀层。
耐高温层热处理温度在100～500℃，处理时间不低于40min，是由于通过一定时间和一定温度的热处理后，形成均一稳定致密具有较高强度的耐高温层。
本发明的含有多层结构球粒的轻质传热涂料中：之所以添加：
粒度不超过6mm多层结构球粒，是由于如果多层结构球粒粒度太大，不利于整个涂料的均一性和致密性，粒度太小，不利于球粒的造粒制备。
粒度在0.074～1mm的电熔白刚玉粉，是由于电熔白刚玉作为骨料，保证一定的粒度大小，保证涂料的粒度级配。
粒度≤0.074mm的碳化硅粉，是由于碳化硅作为涂料中的细粉加入，保证保证一定的粒度大小，保证涂料的粒度级配。
粒度≤0.074mm的铝粉，是由于铝粉作为防爆添加剂，控制粒度有利于铝粉在涂料中的分散，保证涂料爆裂。
勃姆石溶胶，是由于勃姆石溶胶作为结合剂，高温处理后其主要成分氧化铝，与原料结合性好，高温性能好。
对涂料中个组分的粒度进行限定，是为了保证涂料满足一定的粒度级配，保证涂料的强度和致密性。
与现有技术相比，本发明所制备的含多层结构球粒的轻质传热涂料，由于其添加有含多层结构球粒，耐高温在1500℃及以上，使用到8个月时，整个涂层表面腐蚀率不超过1％，涂层表面结垢率不超过2.6％，且无明显裂纹，传热性能不低于1.80W/m﹒K。
附图说明
图1为本发明的多层结构球粒的结构示意图；
图中：1—传热层，2—过渡层，3—防腐蚀层，4—耐高温层。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
实施例1
一种多层结构球粒，其组成结构及各层所占多层结构球粒总重量的百分比为：
结构：从内至外依次为：传热层1、过渡层2、防腐蚀层3、耐高温层4；且层与层之间
是紧密相粘结的；
各层所占多层结构球粒总重量的百分比：从内至外，依次为：传热层1：26％，过渡层2：22％，防腐蚀层3：28％，耐高温层4：24％；
所述传热层的原料组成及重量百分比含量为：粒度≤1mm的焦粉：42％，粒度≤0.088mm废旧电极粉：41％，焦油与重质洗油以任意比例的混合：17％；
所述过渡层的原料组成及重量百分比含量为：软化点温度不低于95℃的沥青：49％，有机硅树脂：41％，柴油与二甲苯以任意比例混合的混合物：10％；
所述防腐蚀层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的高铝硅酸盐玻璃粉：57％、粒度<0.088mm刚玉粉：28％，有机硅树脂：15％；
所述耐高温层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的Al2O3粉：65％，粒度<0.088mm的铝粉：0.6％，粒度<0.074mm碳化硅粉：21.4％，硅溶胶：13％。
制备一种多层结构球粒的方法，其步骤：
1)首先制备传热层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的26％执行；
B、进行热处理，热处理温度为35℃，处理时间为35min；
C、进行造粒，得到该层球粒,并控制其重量百分比含量在26％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的该层球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
2)制备过渡层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的22％执行；
B、进行热处理，处理温度为75℃，处理时间为24min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成过渡层，并控制该层重量百分比含量在22％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成二层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
3)制备防腐蚀层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的28％执行；
B、进行热处理，处理温度为94℃，处理时间为32min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成防腐蚀层，并控制该层重量百分比含量在28％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成三层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
4)制备耐高温层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的24％执行；
B、进行热处理，处理温度为115℃，处理时间为43min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成耐高温层，并控制该层重量百分比含量在24％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成四层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；多层球粒制备结束。
含有多层结构球粒的传热涂料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度不超过6mm多层结构球粒：51％，粒度在0.074～1mm的电熔白刚玉粉：16％，粒度≤0.074mm的碳化硅粉：22％，粒度≤0.074mm的铝粉：0.8％％，勃姆石溶胶10.2％。
制备含有多层结构球粒的传热涂料的方法，其步骤：
1)先将粒度不超过6mm多层结构球粒：51％，粒度在0.074～1mm的电熔白刚玉粉：16％，粒度≤0.074mm的碳化硅粉：22％，粒度≤0.074mm的铝粉：0.8％％混合搅拌直至均匀，搅拌时间为30min；
2)再将10.2％的勃姆石溶胶加入后进行搅拌，搅拌时间为45min；
3)备用。
经检测：本实施例所制备的含有多层结构球粒的传热涂料，其耐1530℃高温，传热性能为1.87W/m﹒K；使用到8个月时，涂层表面腐蚀率为0.6％，涂层表面结垢率为1.2％，且无明显裂纹。
实施例2
一种多层结构球粒，其组成结构及各层所占多层结构球粒总重量的百分比为：
结构：从内至外依次为：传热层1、过渡层2、防腐蚀层3、耐高温层4；且层与层之间是紧密相粘结的；
各层所占多层结构球粒总重量的百分比：从内至外，依次为：传热层1：31％，过渡层2：16％，防腐蚀层3：23％，耐高温层4：30％；
所述传热层的原料组成及重量百分比含量为：粒度≤1mm的焦粉：46％，粒度≤0.088mm废旧电极粉：41％，焦油：13％；
所述过渡层的原料组成及重量百分比含量为：软化点温度不低于95℃的沥青：48％，有机硅树脂：43％，柴油与正戊烷以任意比例混合的混合物：9％；
所述防腐蚀层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的高铝硅酸盐玻璃粉：60％、粒度<0.088mm刚玉粉：28％，有机硅树脂：12％；
所述耐高温层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的Al2O3粉：56％，粒度<0.088mm的铝粉：0.4％，粒度<0.074mm碳化硅粉：28.6％，硅溶胶：15％。
制备一种多层结构球粒的方法，其步骤：
1)首先制备传热层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的31％执行；
B、进行热处理，热处理温度为33℃，处理时间为36min；
C、进行造粒，得到该层球粒,并控制其重量百分比含量在31％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的该层球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
2)制备过渡层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的16％执行；
B、进行热处理，处理温度为70℃，处理时间为25min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成过渡层，并控制该层重量百分比含量在16％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成二层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
3)制备防腐蚀层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的23％执行；
B、进行热处理，处理温度为93℃，处理时间为37min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成防腐蚀层，并控制该层重量百分比含量在23％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成三层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
4)制备耐高温层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的30％执行；
B、进行热处理，处理温度为118℃，处理时间为42min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成耐高温层，并控制该层重量百分比含量在30％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成四层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理，多层球粒制备结束。
含有多层结构球粒的传热涂料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度不超过6mm多层结构球粒：54％，粒度在0.074～1mm的电熔白刚玉粉：14％，粒度≤0.074mm的碳化硅粉：24％，粒度≤0.074mm的铝粉：0.4％％，勃姆石溶胶7.6％。
制备含有多层结构球粒的传热涂料的方法，其步骤：
1)先将粒度不超过6mm多层结构球粒：54％，粒度在0.074～1mm的电熔白刚玉粉：14％，粒度≤0.074mm的碳化硅粉：24％，粒度≤0.074mm的铝粉：0.4％％混合搅拌直至均匀，搅拌时间为32min；
2)再将7.6％的勃姆石溶胶加入后进行搅拌，搅拌时间为43min；
3)备用。
经检测：本实施例所制备的含有多层结构球粒的传热涂料，其耐1525℃高温，传热性能为1.89W/m﹒K；使用到8个月时，涂层表面腐蚀率为0.41％，涂层表面结垢率为1.32％，且无明显裂纹。
实施例3
一种多层结构球粒，其组成结构及各层所占多层结构球粒总重量的百分比为：
结构：从内至外依次为：传热层1、过渡层2、防腐蚀层3、耐高温层4；且层与层之间
是紧密相粘结的；
各层所占多层结构球粒总重量的百分比：从内至外，依次为：传热层1：35％，过渡层2：
14％，防腐蚀层3：20％，耐高温层4：31％；
所述传热层的原料组成及重量百分比含量为：粒度≤1mm的焦粉：49％，粒度≤0.088mm石墨粉：42％，重质洗油：9％；
所述过渡层的原料组成及重量百分比含量为：软化点温度不低于95℃的沥青：52％，有机硅树脂：41％，柴油与二甲苯以任意比例混合的混合物：7％；
所述防腐蚀层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的高铝硅酸盐玻璃粉：63％、粒度<0.088mm刚玉粉：27％，有机硅树脂：10％；
所述耐高温层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的Al2O3粉：59％，粒度<0.088mm的铝粉：0.3％，粒度<0.074mm碳化硅粉：32.7％，硅溶胶：8％。
制备一种多层结构球粒的方法，其步骤：
1)首先制备传热层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的35％执行；
B、进行热处理，热处理温度为34℃，处理时间为35min；
C、进行造粒，得到该层球粒,并控制其重量百分比含量在35％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的该层球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
2)制备过渡层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的14％执行；
B、进行热处理，处理温度为73℃，处理时间为24min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成过渡层，并控制该层重量百分比含量在14％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成二层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
3)制备防腐蚀层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的20％执行；
B、进行热处理，处理温度为95℃，处理时间为36min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成防腐蚀层，并控制该层重量百分比含量在20％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成三层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
4)制备耐高温层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的31％执行；
B、进行热处理，处理温度为122℃，处理时间为41min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成耐高温层，并控制该层重量百分比含量在31％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成四层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理，多层球粒制备结束。
含有多层结构球粒的传热涂料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度不超过6mm多层结构球粒：56％，粒度在0.074～1mm的电熔白刚玉粉：17％，粒度≤0.074mm的碳化硅粉：16％，粒度≤0.074mm的铝粉：0.6％％，勃姆石溶胶10.4％。
制备含有多层结构球粒的传热涂料的方法，其步骤：
1)先将粒度不超过6mm多层结构球粒：56％，粒度在0.074～1mm的电熔白刚玉粉：17％，粒度≤0.074mm的碳化硅粉：16％，粒度≤0.074mm的铝粉：0.6％％混合搅拌直至均匀，搅拌时间为35min；
2)再将10.4％的勃姆石溶胶加入后进行搅拌，搅拌时间为41min；
3)备用。
经检测：本实施例所制备的含有多层结构球粒的传热涂料，其耐1536℃高温，传热性能为1.84W/m﹒K；使用到8个月时，涂层表面腐蚀率为0.15％，涂层表面结垢率为1.12％，且无明显裂纹。
实施例4
一种多层结构球粒，其组成结构及各层所占多层结构球粒总重量的百分比为：
结构：从内至外依次为：传热层1、过渡层2、防腐蚀层3、耐高温层4；且层与层之间是紧密相粘结的；
各层所占多层结构球粒总重量的百分比：从内至外，依次为：传热层1：37％，过渡层2：18％，防腐蚀层3：17％，耐高温层4：28％；
所述传热层的原料组成及重量百分比含量为：粒度≤1mm的焦粉：51％，粒度≤0.088mm废旧电极粉：39％，焦油：5％、重质洗油：5％；；
所述过渡层的原料组成及重量百分比含量为：软化点温度不低于95℃的沥青：54％，有机硅树脂：42％，柴油与正戊烷以任意比例混合的混合物：4％；
所述防腐蚀层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的高铝硅酸盐玻璃粉：65％、粒度<0.088mm刚玉粉：24％，有机硅树脂：11％；
所述耐高温层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的Al2O3粉：61％，粒度<0.088mm的铝粉：0.2％，粒度<0.074mm碳化硅粉：28.8％，硅溶胶：10％。
制备一种多层结构球粒的方法，其步骤：
1)首先制备传热层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的37％执行；
B、进行热处理，热处理温度为37℃，处理时间为33min；
C、进行造粒，得到该层球粒,并控制其重量百分比含量在37％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的该层球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
2)制备过渡层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的18％执行；
B、进行热处理，处理温度为75℃，处理时间为23min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成过渡层，并控制该层重量百分比含量在18％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成二层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
3)制备防腐蚀层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的17％执行；
B、进行热处理，处理温度为98℃，处理时间为38min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成防腐蚀层，并控制该层重量百分比含量在17％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成三层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
4)制备耐高温层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的28％执行；
B、进行热处理，处理温度为125℃，处理时间为42min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成耐高温层，并控制该层重量百分比含量在28％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成四层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理，多层球粒制备结束。
含有多层结构球粒的传热涂料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度不超过6mm多层结构球粒：58％，粒度在0.074～1mm的电熔白刚玉粉：8％，粒度≤0.074mm的碳化硅粉：26％，粒度≤0.074mm的铝粉：0.7％％，勃姆石溶胶7.3％。
制备含有多层结构球粒的传热涂料的方法，其步骤：
1)先将粒度不超过6mm多层结构球粒：58％，粒度在0.074～1mm的电熔白刚玉粉：8％，粒度≤0.074mm的碳化硅粉：26％，粒度≤0.074mm的铝粉：0.7％％混合搅拌直至均匀，搅拌时间为38min；
2)再将7.3％的勃姆石溶胶加入后进行搅拌，搅拌时间为46min；
3)备用。
经检测：本实施例所制备的含有多层结构球粒的传热涂料，其耐1532℃高温，传热性能为1.86W/m﹒K；使用到8个月时，涂层表面腐蚀率为0.23％，涂层表面结垢率为1.2％，且无明显裂纹。
实施例5
一种多层结构球粒，其组成结构及各层所占多层结构球粒总重量的百分比为：
结构：从内至外依次为：传热层1、过渡层2、防腐蚀层3、耐高温层4；且层与层之间是紧密相粘结的；
各层所占多层结构球粒总重量的百分比：从内至外，依次为：传热层1：52％，过渡层2：11％，防腐蚀层3：8％，耐高温层4：29％；
所述传热层的原料组成及重量百分比含量为：粒度≤1mm的焦粉：55％，粒度≤0.088mm石墨粉：37％，焦油：8％；
所述过渡层的原料组成及重量百分比含量为：软化点温度不低于95℃的沥青：71％，有机硅树脂：26％，柴油与正戊烷以任意比例混合的混合物：3％；
所述防腐蚀层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的高铝硅酸盐玻璃粉：68％、粒度<0.088mm刚玉粉：25％，有机硅树脂：7％；
所述耐高温层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的Al2O3粉：66％，粒度<0.088mm的铝粉：0.2％，粒度<0.074mm碳化硅粉：24.8％，硅溶胶：9％。；
制备一种多层结构球粒的方法，其步骤：
1)首先制备传热层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的52％执行；
B、进行热处理，热处理温度为41℃，处理时间为32min；
C、进行造粒，得到该层球粒,并控制其重量百分比含量在52％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的该层球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
2)制备过渡层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的11％执行；
B、进行热处理，处理温度为78℃，处理时间为21min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成过渡层，并控制该层重量百分比含量在11％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成二层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
3)制备防腐蚀层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的8％执行；
B、进行热处理，处理温度为98℃，处理时间为38min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成防腐蚀层，并控制该层重量百分比含量在8％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成三层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
4)制备耐高温层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的29％执行；
B、进行热处理，处理温度为125℃，处理时间为42min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成耐高温层，并控制该层重量百分比含量在29％；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成四层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理，多层球粒制备结束。
含有多层结构球粒的传热涂料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度不超过6mm多层结构球粒：61％，粒度在0.074～1mm的电熔白刚玉粉：18％，粒度≤0.074mm的碳化硅粉：12％，粒度≤0.074mm的铝粉：0.5％％，勃姆石溶胶8.5％。
制备含有多层结构球粒的传热涂料的方法，其步骤：
1)先将粒度不超过6mm多层结构球粒：61％，粒度在0.074～1mm的电熔白刚玉粉：18％，粒度≤0.074mm的碳化硅粉：12％，粒度≤0.074mm的铝粉：0.5％％混合搅拌直至均匀，搅拌时间为36min；
2)再将8.5％的勃姆石溶胶加入后进行搅拌，搅拌时间为45min；
3)备用。
经检测：本实施例所制备的含有多层结构球粒的传热涂料，其耐1535℃高温，传热性能为1.88W/m﹒K；使用到8个月时，涂层表面腐蚀率为0.3％，涂层表面结垢率为1.38％，且无明显裂纹。
在各实施例中，软化点温度不低于95℃的沥青均可。
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。

Claims (4)

1.一种多层结构球粒，其组成结构及各层所占多层结构球粒总重量的百分比为：
结构：从内至外依次为：传热层、过渡层、防腐蚀层、耐高温层；且层与层之间是紧密相粘结的；
各层所占多层结构球粒总重量的百分比：从内至外，传热层：20%~60%，过渡层：11%~40%，防腐蚀层：不超过25%，耐高温层：5%~35%；
所述各层的原料组成为：
所述传热层的原料组成及重量百分比含量为：粒度≤1mm的焦粉：25%~63%，粒度≤0.088mm的石墨粉或废旧电极粉：24%~58%，焦油、重质洗油中任意一种或两种以任意比例的混合：2%~19%；
所述过渡层的原料组成及重量百分比含量为：软化点温度不低于95℃的沥青：32%~75%，有机硅树脂：15%~55%，柴油与二甲苯或正戊烷以任意比例混合的混合物：1~13%；
所述防腐蚀层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的高铝硅酸盐玻璃粉：45%~70%、粒度<0.088mm的刚玉粉：15%~30%，有机硅树脂：3%~25%；
所述耐高温层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的Al2O3粉：50%~70%，粒度<0.088mm的铝粉：0.01%~1%，粒度<0.074mm碳化硅粉：10%~35%，硅溶胶：5%~15%。
2.制备如权利要求1所述的一种多层结构球粒的方法，其步骤：
1）首先制备传热层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的20%~60%执行；
B、进行热处理，热处理温度为30~80℃，处理时间不低于30min；
C、进行造粒，得到该层球粒,并控制其重量百分比含量在20%~60%；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的该层球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
2）制备过渡层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的11%~40%执行；
B、进行热处理，处理温度为40~120℃，处理时间不低于20min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成过渡层，并控制该层重量百分比含量在11%~40%；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成二层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
3）制备防腐蚀层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的5%~25%执行；
B、进行热处理，处理温度为80~200℃，处理时间不低于35min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成防腐蚀层，并控制该层重量百分比含量在5%~25%；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成三层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理；
4）制备耐高温层：
A、按该层组成的原料及含量取值并混合均匀后置于造粒机中；置入重量按照总制球总重量的5%~35%执行；
B、进行热处理，处理温度为100~500℃，处理时间不低于40min；
C、将已制备的传热层球粒置入造粒机，并在其外层形成耐高温层，并控制该层重量百分比含量在5%~35%；
D、造粒机冷却至常温，取出已制备的成四层的球粒，并对造粒机中放置原料的部件进行清理，多层球粒制备结束。
3.含有多层结构球粒的轻质传热涂料，其原料组成及重量百分比含量为：粒度≤6mm多层结构球粒：40%~65%，粒度在0.074~1mm的电熔白刚玉粉：10%~30%，粒度≤0.074mm的碳化硅粉：18%~55%，粒度≤0.074mm的铝粉：0.1%~1%，勃姆石溶胶5%~18%；
其性能：耐高温不低于1500℃，使用到8个月时，整个涂层表面腐蚀率不超过1%，涂层表面结垢率不超过2.6%，且无明显裂纹，传热性能不低于1.8W/m﹒K；
说明：腐蚀率、结垢率是指占整个涂层面积的百分比；
所述多层结构球粒，其为权利要求1的多层结构球粒，其组成结构及各层所占多层结构球粒总重量的百分比为：
结构：从内至外依次为：传热层、过渡层、防腐蚀层、耐高温层；且层与层之间是紧密相粘结的；
各层所占多层结构球粒总重量的百分比：从内至外，传热层：20%~60%，过渡层：11%~40%，防腐蚀层：不超过25%，耐高温层：5%~35%；
所述各层的原料组成为：
所述传热层的原料组成及重量百分比含量为：粒度≤1mm的焦粉：25%~63%，粒度≤0.088mm的石墨粉或废旧电极粉：24%~58%，焦油、重质洗油中任意一种或两种以任意比例的混合：2%~19%；
所述过渡层的原料组成及重量百分比含量为：软化点温度不低于95℃的沥青：32%~75%，有机硅树脂：15%~55%，柴油与二甲苯或正戊烷以任意比例混合的混合物：1~13%；
所述防腐蚀层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的高铝硅酸盐玻璃粉：45%~70%、粒度<0.088mm的刚玉粉：15%~30%，有机硅树脂：3%~25%；
所述耐高温层的原料组成及重量百分比含量为：粒度<1mm的Al2O3粉：50%~70%，粒度<0.088mm的铝粉：0.01%~1%，粒度<0.074mm碳化硅粉：10%~35%，硅溶胶：5%~15%。
4.制备如权利要求3所述含有多层结构球粒的轻质传热涂料的方法，其步骤： 1）先将粒度≤6mm多层结构球粒：40%~65%，粒度在0.074~1mm的电熔白刚玉粉：10%~30%，粒度≤0.074mm的碳化硅粉：18%~55%，粒度≤0.074mm的铝粉：0.1%~1%混合搅拌直至均匀，搅拌时间不少于30min；
2）再将5%~18%的勃姆石溶胶加入后进行搅拌，搅拌时间不少于45min；
3）备用。
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