CN113045302A - 一种抗腐蚀高强度陶瓷辊棒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗腐蚀高强度陶瓷辊棒及其制备方法，所述抗辐射高强度陶瓷辊棒由内至外包括陶瓷辊辊棒本体、抗腐蚀可剥离涂层，所述陶瓷辊棒本体包括以下重量份的原料：莫来石30～50份、刚玉10～30份、堇青石10～20份、耐火粘土20～40份、火山石灰10～20份、氧化铝细粉5～10份、氧化锆3～10份、矿化剂2～8份、碳纤维10～15份、助熔剂1～5份、胶粘剂3～8份、分散剂2～6份；所述抗腐蚀可剥离涂层包括以下重量份的原料：氧化铝40～60份、三氧化二铬15～30份、碳酸钙10～25份、稀土氧化物10～20份、硅酸钙15～30份、粘结剂2～10份、聚乙烯醇溶液1～5份、可剥离助剂0.5～3份。制得的陶瓷辊棒抗腐蚀性能好，具有优异的耐高温性、抗热冲击性，此外还具有高强度，力学性能佳，致密性高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷辊技术领域，具体涉及一种抗腐蚀高强度陶瓷辊棒及其制备方法。
背景技术
陶瓷棍棒是一种特殊耐火窑具，主要是由粘土和天然矿物经过精选、粉碎、混合、成型、煅烧等工艺制成，在窑炉中主要起着承载和传送产品的作用，是辊道窑的核心部件，在建筑卫生陶瓷、日用瓷、特种陶瓷的生产，以及玻璃和金属退火等行业得到广泛应用。
在辊道窑烧制陶瓷地砖过程中，高温烧成中会产生大量的腐蚀性气体，这些腐蚀性气体侵蚀陶瓷辊棒，降低陶瓷辊棒的使用寿命，尤其是碱性气体与陶瓷辊棒接触时会破坏陶瓷棍棒坯体内的硅铝键；其中以刚玉和莫来石为主要原料的陶瓷棍棒胚体，在接触到碱性气体时，碱元素与刚玉结合反应使辊棒胚体体积增加，与莫来石结合反应使棍棒胚体间晶格扩大，从而引起辊棒胚体中玻璃体的增加和胚体体积的增大，改变原有辊棒胚体的膨胀系数，在温度变化时，由于胚体之间膨胀系数的不同，进而还会导致辊棒的断裂。此外，由于辊道窑采用明火烧成，还要求陶瓷辊棒具有较高的抗热腐蚀性。
中国专利CN110002859A公开了一种耐腐蚀陶瓷辊棒，其主要由以下重量份的原料制成：高岭土20-30份，耐火粘土5-10份，氧化铝60-70份，助烧剂1-5份，矿化剂1-3份；所述高岭土、耐火粘土、氧化铝、助烧剂、矿化剂的重量份总和为100份。上述公开发明提供的陶瓷辊棒的选用氧化钾含量较高的耐火粘土，促使一次莫来石针状化，进而提高了烧成后辊棒中柱状二次莫来石的含量，有效提高了辊棒的耐腐蚀性能，选用碳酸钙与滑石作为助烧剂，降低陶瓷辊棒的总气孔率。但在生产釉面砖、玻璃砖的窑炉中，胚底粉、釉滴粘等表面杂质会粘结在陶瓷辊棒表面，随着陶瓷辊棒的使用，需要采用打磨方式清理陶瓷辊棒，会对陶瓷辊棒棒体造成直接损害，进而降低陶瓷辊棒的抗腐蚀性，并且上述耐腐蚀陶瓷辊棒的强度和耐高温还需要进一步提高。
因此，为减少明火烧成造成的热腐蚀，保护陶瓷辊棒表面不受窑炉内腐蚀性废气和瓷釉等杂质的污染和腐蚀，并降低陶瓷辊棒的损耗率，本发明提供一种抗腐蚀高强度陶瓷辊棒及其制备方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种抗腐蚀高强度陶瓷辊棒及其制备方法，以解决上述技术问题。
本发明提供如下技术方案：
一种抗腐蚀高强度陶瓷辊棒，所述抗腐蚀高强度陶瓷辊棒由内至外包括陶瓷辊棒本体、抗腐蚀可剥离涂层；所述陶瓷辊棒本体包括以下重量份的原料：莫来石30～50份、刚玉10～30份、堇青石10～20份、耐火粘土20～40份、火山石灰10～20份、氧化铝细粉5～10份、氧化锆3～10份、矿化剂2～8份、碳纤维10～15份、助熔剂1～5份、胶粘剂3～8份、分散剂2～6份；所述抗腐蚀可剥离涂层包括以下重量份的原料：氧化铝40～60份、三氧化二铬15～30份、碳酸钙10～25份、稀土氧化物10～20份、硅酸钙15～30份、粘结剂2～10份、聚乙烯醇溶液1～5份、可剥离助剂0.5～3份；所述矿化剂为五氧化二钒。
优选地，所述陶瓷辊棒本体包括以下重量份的原料：莫来石35～45份、刚玉15～25份、堇青石12～18份、耐火粘土25～35份、火山石灰12～18份、氧化铝细粉7～9份、氧化锆4～8份、矿化剂3～6份、碳纤维12～14份、助熔剂2～4份、胶粘剂4～7份、分散剂3～5份；所述抗腐蚀可剥离涂层包括以下重量份的原料：氧化铝45～55份、三氧化二铬20～25份、碳酸钙15～20份、稀土氧化物12～18份、硅酸钙20～30份、粘结剂5～8份、聚乙烯醇溶液2～4份、可剥离助剂1～2.5份。
更优选地，所述陶瓷辊棒本体包括以下重量份的原料：莫来石40份、刚玉20份、堇青石15份、耐火粘土30份、火山石灰16份、氧化铝细粉8份、氧化锆7份、矿化剂5份、碳纤维13份、助熔剂3份、胶粘剂5份、分散剂4份；所述抗腐蚀可剥离涂层包括以下重量份的原料：氧化铝50份、三氧化二铬20份、碳酸钙18份、稀土氧化物16份、硅酸钙25份、粘结剂6份、聚乙烯醇溶液3.5份、可剥离助剂1.8份。
优选地，所述助熔剂为滑石粉、碳酸钙按质量比1～2:2～3组成。
优选地，所述稀土氧化物为稀土元素镧、钇、镨、镱、铕、镨组成的单元素或双元素的稀土氧化物。
优选地，所述粘结剂为羟甲基纤维素、改性淀粉按质量比1～3:5～7组成。
更优选地，所述改性淀粉的制备步骤为：
A、将可溶性淀粉加入水中分散均匀后制得浓度为35％的淀粉乳液，将浓度为5％的氢氧化钠溶液加入到35％的淀粉乳液中，当pH至8～9停止添加，搅拌至分散均匀后得到混合溶液；将混合溶液水浴加热至45～55℃，以300L/h的速度将次氯酸钠溶液滴加到混合溶液中，恒温搅拌反应1～2h后，冷却至室温，得到混合物；
B、将步骤A得到的混合物加入亚硫酸钠溶液中，加热至40～45℃搅拌0.5h，用冰醋酸调节pH至5～6后继续恒温搅拌反应1～1.5h，用氨水调节pH至7～8，继续恒温反应0.5h，将得到的产物抽滤，用无水乙醇反复洗涤，置于烘箱中50℃下干燥4h，得到改性淀粉。
优选地，所述可剥离助剂为硬脂酸、有机硅乳液中的任意一种或两种的组合。
通过采用上述技术方案，莫来石能够在高温条件下相互之间交错穿插，形成更加紧密镀层堆积和结合程度更高的网状纤维结构；选用刚玉，能够提高陶瓷辊棒的抗蠕变能力，同时刚玉的热膨胀率与莫来石热膨胀率间的差异形成微裂纹结构，提高材料的韧性和抗热震性能；莫来石含量较高，在陶瓷辊棒体系中，莫来石针柱状晶体发育良好可进一步提高陶瓷辊棒的高温抗弯强度剂抗蠕变性能提高；堇青石具有耐火性好、受热膨胀率低的优点，堇青石的线膨胀系数较低，加入一定量的堇青石，可降低陶瓷辊棒的膨胀系数，进而提高陶瓷辊棒的抗热震性；抗腐蚀可剥离涂层中，硅酸钙在冷却过程中因晶型转变而具有体积膨胀效应、冷却后保护层会产生微裂纹，通过轻轻敲打即可将涂层从陶瓷辊棒上剥落，同时添加可剥离助剂，进一步提高了抗腐蚀可剥离涂层的可剥离性；在涂层中添加稀土元素的氧化物，对抗腐蚀可剥离涂层抗腐蚀、抗氧化作用起到积极作用，同时稀土元素也会使涂层具有一定的力学性能；粘结剂为羟甲基纤维素、改性淀粉，改性淀粉能够增强抗腐蚀可剥离涂层的成膜性，分子中含有的羟基也可与辊道窑产生的污染物结合，增加了抗腐蚀可剥离涂层的抗腐蚀性能。
本发明另一目的在于提供一种上述抗腐蚀高强度陶瓷辊棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)，将所述重量份的莫来石、刚玉、堇青石、耐火粘土、火山石灰放入球磨机中进行一次球磨；将所述重量份的氧化铝细粉、氧化锆、矿化剂、碳纤维、助熔剂加入到球磨机中进行二次球磨，得到混合物A；将所述重量份的胶粘剂、分散剂溶于去离子水中，搅拌均匀加入到混合物A中，在300～500r/min下机械搅拌2～4h，得到陶瓷辊棒本体的浆料；将得到的陶瓷辊棒本体的浆料送入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理，得到喷雾料；将喷雾料进行均化处理得混合料；向混合料A中加入水，进行湿混20～30min，得到浆料；
(2)，将步骤(1)得到的浆料超声振动后，送入陶瓷辊模具中，浇铸成型，得到坯管；将坯管干燥处理后，进行等静压处理，静压力为2～3MPa；将经等静压处理后的胚管微波烧结，得到陶瓷辊棒本体；
(3)，将所述重量份的聚乙烯醇溶液水浴加热至90℃，加入所述重量份的粘结剂，恒温搅拌0.8～1.5h，得到混合物B；将所述重量份的氧化铝、三氧化二铬、碳酸钙、稀土氧化物、硅酸钙化物、硅酸钙在500～800r/min的转速下分散研磨混合均匀，得混合料B；向混合料B中依次加入混合物B、所述重量份的可剥离助剂，在800～1000r/min的转速下搅拌0.5～1.2h，得到抗腐蚀可剥离涂层；
(4)，将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.05～0.08mm，然后加热至110℃，保温4h，冷却至室温，再次将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.4～0.8mm，加热至150℃，保温2h，冷却至室温，室温下放置2～4h，得到抗腐蚀高强度陶瓷辊棒。
优选地，步骤(1)中，所述一次球磨时间为1～2h；二次球磨时间为0.8～2h；所述混合料与水的重量比为1:0.5～0.8。
优选地，步骤(2)中，所述微波烧结工作参数为：温度800～950℃，升温速率10～12℃/min，保温时间30～50min。
从上述的技术方案可以看出，本发明的有益效果是：
(1)本发明制备的陶瓷辊棒结构设置合理，由内至外包括陶瓷辊棒本体、抗腐蚀可剥离涂层，抗腐蚀性能好，使用寿命长；制得的陶瓷辊棒本体具有优异的耐高温性、抗热冲击性，此外还具有高强度，力学性能佳，致密性高等优点。
(2)本发明抗腐蚀可剥离涂层可在陶瓷辊棒起抗腐蚀的保护作用，具有优异的耐高温性和在清洁过程中涂层表面易剥离，后续进行陶瓷辊清洗时，避免了因打磨而造成的辊棒口径磨小，结构损失增大，延长了辊棒的使用寿命。
(3)本发明的提供的抗腐蚀陶瓷辊棒的制备方法，制备方法简单，操作方便，安全环保，适用于工业化生产。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种抗腐蚀高强度陶瓷辊棒及其制备方法
抗腐蚀高强度陶瓷辊棒，由内至外包括陶瓷辊棒本体、抗腐蚀可剥离涂层；上述陶瓷辊棒本体包括以下重量份的原料：莫来石30kg、刚玉10kg、堇青石10kg、耐火粘土20kg、火山石灰10kg、氧化铝细粉5kg、氧化锆3kg、矿化剂2kg、碳纤维10kg、助熔剂1kg、胶粘剂3kg、分散剂2kg；上述抗腐蚀可剥离涂层包括以下重量份的原料：氧化铝40kg、三氧化二铬15kg、碳酸钙10kg、稀土氧化物10kg、硅酸钙15kg、粘结剂2kg、聚乙烯醇溶液1kg、可剥离助剂0.5kg；上述矿化剂为五氧化二钒。
本实施例中，上述助熔剂为滑石粉、碳酸钙按质量比1:2组成；上述稀土氧化物为稀土元素镧、钇、镨、镱、铕、镨组成的单元素或双元素的稀土氧化物；上述粘结剂为羟甲基纤维素、改性淀粉按质量比1:5组成；上述可剥离助剂为硬脂酸。
本实施例，上述改性淀粉的制备步骤为：
A、将可溶性淀粉加入水中分散均匀后制得浓度为35％的淀粉乳液，将浓度为5％的氢氧化钠溶液加入到35％的淀粉乳液中，当pH至8停止添加，搅拌至分散均匀后得到混合溶液；将混合溶液水浴加热至45℃，以300L/h的速度将次氯酸钠溶液滴加到混合溶液中，恒温搅拌反应1h后，冷却至室温，得到混合物；
B、将步骤A得到的混合物加入亚硫酸钠溶液中，加热至40℃搅拌0.5h，用冰醋酸调节pH至5后继续恒温搅拌反应1h，用氨水调节pH至7，继续恒温反应0.5h，将得到的产物抽滤，用无水乙醇反复洗涤，置于烘箱中50℃下干燥4h，得到改性淀粉。
上述抗腐蚀高强度陶瓷辊棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)，将上述重量份的莫来石、刚玉、堇青石、耐火粘土、火山石灰放入球磨机中进行一次球磨1h；将上述重量份的氧化铝细粉、氧化锆、矿化剂、碳纤维、助熔剂加入到球磨机中进行二次球磨0.8h，得到混合物A；将上述重量份的胶粘剂、分散剂溶于去离子水中，搅拌均匀加入到混合物A中，在300r/min下机械搅拌2h，得到陶瓷辊棒本体的浆料；将得到的陶瓷辊棒本体的浆料送入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理，得到喷雾料；将喷雾料进行均化处理得混合料；按混合料与水的重量比1:0.5向混合料A中加入水，进行湿混20min，得到浆料；
(2)，将步骤(1)得到的浆料超声振动后，送入陶瓷辊模具中，浇铸成型，得到坯管；将坯管干燥处理后，进行等静压处理，静压力为2MPa；将经等静压处理后的胚管微波烧结，得到陶瓷辊棒本体；
(3)，将上述重量份的聚乙烯醇溶液水浴加热至90℃，加入上述重量份的粘结剂，恒温搅拌0.8h，得到混合物B；将上述重量份的氧化铝、三氧化二铬、碳酸钙、稀土氧化物、硅酸钙在500r/min的转速下分散研磨混合均匀，得混合料B；向混合料B中依次加入混合物B、上述重量份的可剥离助剂，在800r/min的转速下搅拌0.5h，得到抗腐蚀可剥离涂层；
(4)，将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.05mm，然后加热至110℃，保温4h，冷却至室温，再次将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.4mm，加热至150℃，保温2h，冷却至室温，室温下放置2h，得到抗腐蚀高强度陶瓷辊棒。
本实施例，步骤(2)中，上述微波烧结工作参数为：温度800℃，升温速率10℃/min，保温时间30min。
实施例2
一种抗腐蚀高强度陶瓷辊棒及其制备方法
抗腐蚀高强度陶瓷辊棒，由内至外包括陶瓷辊棒本体、抗腐蚀可剥离涂层；上述陶瓷辊棒本体包括以下重量份的原料：莫来石35kg、刚玉15kg、堇青石12kg、耐火粘土25kg、火山石灰12kg、氧化铝细粉7kg、氧化锆4kg、矿化剂3kg、碳纤维12kg、助熔剂2kg、胶粘剂4kg、分散剂3kg；上述抗腐蚀可剥离涂层包括以下重量份的原料：氧化铝45kg、三氧化二铬20kg、碳酸钙15kg、稀土氧化物12kg、硅酸钙20kg、粘结剂5kg、聚乙烯醇溶液2kg、可剥离助剂1kg。
本实施例中，上述助熔剂为滑石粉、碳酸钙按质量比1.2:2.3组成；上述稀土氧化物为稀土元素镧、钇、镨、镱、铕、镨组成的单元素或双元素的稀土氧化物；上述粘结剂为羟甲基纤维素、改性淀粉按质量比1.2:5.5组成；上述可剥离助剂为硬脂酸、有机硅乳液中的任意一种或两种的组合。
本实施例，上述改性淀粉的制备步骤为：
A、将可溶性淀粉加入水中分散均匀后制得浓度为35％的淀粉乳液，将浓度为5％的氢氧化钠溶液加入到35％的淀粉乳液中，当pH至8停止添加，搅拌至分散均匀后得到混合溶液；将混合溶液水浴加热至48℃，以300L/h的速度将次氯酸钠溶液滴加到混合溶液中，恒温搅拌反应1.5h后，冷却至室温，得到混合物；
B、将步骤A得到的混合物加入亚硫酸钠溶液中，加热至45℃搅拌0.5h，用冰醋酸调节pH至5后继续恒温搅拌反应1.2h，用氨水调节pH至7，继续恒温反应0.5h，将得到的产物抽滤，用无水乙醇反复洗涤，置于烘箱中50℃下干燥4h，得到改性淀粉。
上述抗腐蚀高强度陶瓷辊棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)，将上述重量份的莫来石、刚玉、堇青石、耐火粘土、火山石灰放入球磨机中进行一次球磨1.5h；将上述重量份的氧化铝细粉、氧化锆、矿化剂、碳纤维、助熔剂加入到球磨机中进行二次球磨1h，得到混合物A；将上述重量份的胶粘剂、分散剂溶于去离子水中，搅拌均匀加入到混合物A中，在350r/min下机械搅拌2.5h，得到陶瓷辊棒本体的浆料；将得到的陶瓷辊棒本体的浆料送入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理，得到喷雾料；将喷雾料进行均化处理得混合料；按混合料与水的重量比1:0.6向混合料A中加入水，进行湿混25min，得到浆料；
(2)，将步骤(1)得到的浆料超声振动后，送入陶瓷辊模具中，浇铸成型，得到坯管；将坯管干燥处理后，进行等静压处理，静压力为2MPa；将经等静压处理后的胚管微波烧结，得到陶瓷辊棒本体；
(3)，将上述重量份的聚乙烯醇溶液水浴加热至90℃，加入上述重量份的粘结剂，恒温搅拌1h，得到混合物B；将上述重量份的氧化铝、三氧化二铬、碳酸钙、稀土氧化物、硅酸钙在600r/min的转速下分散研磨混合均匀，得混合料B；向混合料B中依次加入混合物B、上述重量份的可剥离助剂，在800r/min的转速下搅拌0.6h，得到抗腐蚀可剥离涂层；
(4)，将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.06mm，然后加热至110℃，保温4h，冷却至室温，再次将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.5mm，加热至150℃，保温2h，冷却至室温，室温下放置2.5h，得到抗腐蚀高强度陶瓷辊棒。
本实施例，步骤(2)中，上述微波烧结工作参数为：温度850℃，升温速率10℃/min，保温时间35min。
实施例3
一种抗腐蚀高强度陶瓷辊棒及其制备方法
抗腐蚀高强度陶瓷辊棒，由内至外包括陶瓷辊棒本体、抗腐蚀可剥离涂层；上述陶瓷辊棒本体包括以下重量份的原料：莫来石40kg、刚玉20kg、堇青石15kg、耐火粘土30kg、火山石灰16kg、氧化铝细粉8kg、氧化锆7kg、矿化剂5kg、碳纤维13kg、助熔剂3kg、胶粘剂5kg、分散剂4kg；上述抗腐蚀可剥离涂层包括以下重量份的原料：氧化铝50kg、三氧化二铬20kg、碳酸钙18kg、稀土氧化物16kg、硅酸钙25kg、粘结剂6kg、聚乙烯醇溶液3.5kg、可剥离助剂1.8kg。
本实施例中，上述助熔剂为滑石粉、碳酸钙按质量比1.5:2.5组成；上述稀土氧化物为稀土元素镧、钇、镨、镱、铕、镨组成的单元素或双元素的稀土氧化物；上述粘结剂为羟甲基纤维素、改性淀粉按质量比1.5:6组成；上述可剥离助剂为硬脂酸、有机硅乳液的组合。
本实施例，上述改性淀粉的制备步骤为：
A、将可溶性淀粉加入水中分散均匀后制得浓度为35％的淀粉乳液，将浓度为5％的氢氧化钠溶液加入到35％的淀粉乳液中，当pH至9停止添加，搅拌至分散均匀后得到混合溶液；将混合溶液水浴加热至50℃，以300L/h的速度将次氯酸钠溶液滴加到混合溶液中，恒温搅拌反应1.5h后，冷却至室温，得到混合物；
B、将步骤A得到的混合物加入亚硫酸钠溶液中，加热至45℃搅拌0.5h，用冰醋酸调节pH至6后继续恒温搅拌反应1h，用氨水调节pH至7，继续恒温反应0.5h，将得到的产物抽滤，用无水乙醇反复洗涤，置于烘箱中50℃下干燥4h，得到改性淀粉。
上述抗腐蚀高强度陶瓷辊棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)，将上述重量份的莫来石、刚玉、堇青石、耐火粘土、火山石灰放入球磨机中进行一次球磨1.8h；将上述重量份的氧化铝细粉、氧化锆、矿化剂、碳纤维、助熔剂加入到球磨机中进行二次球磨1.5h，得到混合物A；将上述重量份的胶粘剂、分散剂溶于去离子水中，搅拌均匀加入到混合物A中，在400r/min下机械搅拌3h，得到陶瓷辊棒本体的浆料；将得到的陶瓷辊棒本体的浆料送入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理，得到喷雾料；将喷雾料进行均化处理得混合料；按混合料与水的重量比1:0.6向混合料A中加入水，进行湿混25min，得到浆料；
(2)，将步骤(1)得到的浆料超声振动后，送入陶瓷辊模具中，浇铸成型，得到坯管；将坯管干燥处理后，进行等静压处理，静压力为3MPa；将经等静压处理后的胚管微波烧结，得到陶瓷辊棒本体；
(3)，将上述重量份的聚乙烯醇溶液水浴加热至90℃，加入上述重量份的粘结剂，恒温搅拌1.2h，得到混合物B；将上述重量份的氧化铝、三氧化二铬、碳酸钙、稀土氧化物、硅酸钙在700r/min的转速下分散研磨混合均匀，得混合料B；向混合料B中依次加入混合物B、上述重量份的可剥离助剂，在900r/min的转速下搅拌1h，得到抗腐蚀可剥离涂层；
(4)，将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.06mm，然后加热至110℃，保温4h，冷却至室温，再次将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.6mm，加热至150℃，保温2h，冷却至室温，室温下放置3h，得到抗腐蚀高强度陶瓷辊棒。
本实施例，步骤(2)中，上述微波烧结工作参数为：温度900℃，升温速率12℃/min，保温时间340min。
实施例4
一种抗腐蚀高强度陶瓷辊棒及其制备方法
抗腐蚀高强度陶瓷辊棒，由内至外包括陶瓷辊棒本体、抗腐蚀可剥离涂层；上述陶瓷辊棒本体包括以下重量份的原料：莫来石45kg、刚玉25kg、堇青石18kg、耐火粘土35kg、火山石灰18kg、氧化铝细粉9kg、氧化锆8kg、矿化剂6kg、碳纤维14kg、助熔剂4kg、胶粘剂7kg、分散剂5kg；上述抗腐蚀可剥离涂层包括以下重量份的原料：氧化铝55kg、三氧化二铬25kg、碳酸钙20kg、稀土氧化物18kg、硅酸钙30kg、粘结剂8kg、聚乙烯醇溶液4kg、可剥离助剂2.5kg。
本实施例中，上述助熔剂为滑石粉、碳酸钙按质量比1.6:2.6组成；上述稀土氧化物为稀土元素镧、钇、镨、镱、铕、镨组成的单元素或双元素的稀土氧化物；上述粘结剂为羟甲基纤维素、改性淀粉按质量比1.6:6组成；上述可剥离助剂为硬脂酸、有机硅乳液中的任意一种或两种的组合。
本实施例，上述改性淀粉的制备步骤为：
A、将可溶性淀粉加入水中分散均匀后制得浓度为35％的淀粉乳液，将浓度为5％的氢氧化钠溶液加入到35％的淀粉乳液中，当pH至8停止添加，搅拌至分散均匀后得到混合溶液；将混合溶液水浴加热至55℃，以300L/h的速度将次氯酸钠溶液滴加到混合溶液中，恒温搅拌反应1.5h后，冷却至室温，得到混合物；
B、将步骤A得到的混合物加入亚硫酸钠溶液中，加热至45℃搅拌0.5h，用冰醋酸调节pH至6后继续恒温搅拌反应1.5h，用氨水调节pH至7，继续恒温反应0.5h，将得到的产物抽滤，用无水乙醇反复洗涤，置于烘箱中50℃下干燥4h，得到改性淀粉。
上述抗腐蚀高强度陶瓷辊棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)，将上述重量份的莫来石、刚玉、堇青石、耐火粘土、火山石灰放入球磨机中进行一次球磨1～2h；将上述重量份的氧化铝细粉、氧化锆、矿化剂、碳纤维、助熔剂加入到球磨机中进行二次球磨1.5h，得到混合物A；将上述重量份的胶粘剂、分散剂溶于去离子水中，搅拌均匀加入到混合物A中，在500r/min下机械搅拌4h，得到陶瓷辊棒本体的浆料；将得到的陶瓷辊棒本体的浆料送入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理，得到喷雾料；将喷雾料进行均化处理得混合料；按混合料与水的重量比1:0.6向混合料A中加入水，进行湿混30min，得到浆料；
(2)，将步骤(1)得到的浆料超声振动后，送入陶瓷辊模具中，浇铸成型，得到坯管；将坯管干燥处理后，进行等静压处理，静压力为3MPa；将经等静压处理后的胚管微波烧结，得到陶瓷辊棒本体；
(3)，将上述重量份的聚乙烯醇溶液水浴加热至90℃，加入上述重量份的粘结剂，恒温搅拌1.3h，得到混合物B；将上述重量份的氧化铝、三氧化二铬、碳酸钙、稀土氧化物、硅酸钙在700r/min的转速下分散研磨混合均匀，得混合料B；向混合料B中依次加入混合物B、上述重量份的可剥离助剂，在900r/min的转速下搅拌1h，得到抗腐蚀可剥离涂层；
(4)，将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.06mm，然后加热至110℃，保温4h，冷却至室温，再次将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.6mm，加热至150℃，保温2h，冷却至室温，室温下放置2～4h，得到抗腐蚀高强度陶瓷辊棒。
本实施例，步骤(2)中，上述微波烧结工作参数为：温度880℃，升温速率11℃/min，保温时间45min。
实施例5
一种抗腐蚀高强度陶瓷辊棒及其制备方法
抗腐蚀高强度陶瓷辊棒，由内至外包括陶瓷辊棒本体、抗腐蚀可剥离涂层；上述陶瓷辊棒本体包括以下重量份的原料：莫来石48kg、刚玉28kg、堇青石17kg、耐火粘土35kg、火山石灰18kg、氧化铝细粉9kg、氧化锆8kg、矿化剂7.5kg、碳纤维13kg、助熔剂4kg、胶粘剂7kg、分散剂4kg；上述抗腐蚀可剥离涂层包括以下重量份的原料：氧化铝55kg、三氧化二铬28kg、碳酸钙22kg、稀土氧化物17kg、硅酸钙25kg、粘结剂8kg、聚乙烯醇溶液4kg、可剥离助剂2.5kg；上述矿化剂为五氧化二钒。
本实施例中，上述助熔剂为滑石粉、碳酸钙按质量比1.8:2.8组成；上述稀土氧化物为稀土元素镧、钇、镨、镱、铕、镨组成的单元素或双元素的稀土氧化物；上述粘结剂为羟甲基纤维素、改性淀粉按质量比2.5:6.5组成；上述可剥离助剂为硬脂酸、有机硅乳液中的任意一种或两种的组合。
本实施例，上述改性淀粉的制备步骤为：
A、将可溶性淀粉加入水中分散均匀后制得浓度为35％的淀粉乳液，将浓度为5％的氢氧化钠溶液加入到35％的淀粉乳液中，当pH至9停止添加，搅拌至分散均匀后得到混合溶液；将混合溶液水浴加热至52℃，以300L/h的速度将次氯酸钠溶液滴加到混合溶液中，恒温搅拌反应1.8h后，冷却至室温，得到混合物；
B、将步骤A得到的混合物加入亚硫酸钠溶液中，加热至45℃搅拌0.5h，用冰醋酸调节pH至6后继续恒温搅拌反应1.5h，用氨水调节pH至7，继续恒温反应0.5h，将得到的产物抽滤，用无水乙醇反复洗涤，置于烘箱中50℃下干燥4h，得到改性淀粉。
上述抗腐蚀高强度陶瓷辊棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)，将上述重量份的莫来石、刚玉、堇青石、耐火粘土、火山石灰放入球磨机中进行一次球磨1.8h；将上述重量份的氧化铝细粉、氧化锆、矿化剂、碳纤维、助熔剂加入到球磨机中进行二次球磨1.8h，得到混合物A；将上述重量份的胶粘剂、分散剂溶于去离子水中，搅拌均匀加入到混合物A中，在500r/min下机械搅拌3h，得到陶瓷辊棒本体的浆料；将得到的陶瓷辊棒本体的浆料送入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理，得到喷雾料；将喷雾料进行均化处理得混合料；按混合料与水的重量比1:0.6向混合料A中加入水，进行湿混25min，得到浆料；
(2)，将步骤(1)得到的浆料超声振动后，送入陶瓷辊模具中，浇铸成型，得到坯管；将坯管干燥处理后，进行等静压处理，静压力为3MPa；将经等静压处理后的胚管微波烧结，得到陶瓷辊棒本体；
(3)，将上述重量份的聚乙烯醇溶液水浴加热至90℃，加入上述重量份的粘结剂，恒温搅拌1.2h，得到混合物B；将上述重量份的氧化铝、三氧化二铬、碳酸钙、稀土氧化物、硅酸钙在700r/min的转速下分散研磨混合均匀，得混合料B；向混合料B中依次加入混合物B、上述重量份的可剥离助剂，在1000r/min的转速下搅拌1h，得到抗腐蚀可剥离涂层；
(4)，将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.07mm，然后加热至110℃，保温4h，冷却至室温，再次将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.7mm，加热至150℃，保温2h，冷却至室温，室温下放置4h，得到抗腐蚀高强度陶瓷辊棒。
本实施例，步骤(2)中，上述微波烧结工作参数为：温度900℃，升温速率12℃/min，保温时间48min。
实施例6
一种抗腐蚀高强度陶瓷辊棒及其制备方法
抗腐蚀高强度陶瓷辊棒，由内至外包括陶瓷辊棒本体、抗腐蚀可剥离涂层；上述陶瓷辊棒本体包括以下重量份的原料：莫来石50kg、刚玉30kg、堇青石20kg、耐火粘土40kg、火山石灰20kg、氧化铝细粉10kg、氧化锆10kg、矿化剂8kg、碳纤维15kg、助熔剂5kg、胶粘剂8kg、分散剂6kg；上述抗腐蚀可剥离涂层包括以下重量份的原料：氧化铝60kg、三氧化二铬30kg、碳酸钙25kg、稀土氧化物20kg、硅酸钙30kg、粘结剂10kg、聚乙烯醇溶液5kg、可剥离助剂3kg；上述矿化剂为五氧化二钒。
本实施例中，上述助熔剂为滑石粉、碳酸钙按质量比2:3组成；上述稀土氧化物为稀土元素镧、钇、镨、镱、铕、镨组成的单元素或双元素的稀土氧化物；上述粘结剂为羟甲基纤维素、改性淀粉按质量比3:7组成；上述可剥离助剂为硬脂酸、有机硅乳液中的任意一种或两种的组合。
本实施例，上述改性淀粉的制备步骤为：
A、将可溶性淀粉加入水中分散均匀后制得浓度为35％的淀粉乳液，将浓度为5％的氢氧化钠溶液加入到35％的淀粉乳液中，当pH至9停止添加，搅拌至分散均匀后得到混合溶液；将混合溶液水浴加热至55℃，以300L/h的速度将次氯酸钠溶液滴加到混合溶液中，恒温搅拌反应2h后，冷却至室温，得到混合物；
B、将步骤A得到的混合物加入亚硫酸钠溶液中，加热至45℃搅拌0.5h，用冰醋酸调节pH至6后继续恒温搅拌反应1.5h，用氨水调节pH至8，继续恒温反应0.5h，将得到的产物抽滤，用无水乙醇反复洗涤，置于烘箱中50℃下干燥4h，得到改性淀粉。
上述抗腐蚀高强度陶瓷辊棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)，将上述重量份的莫来石、刚玉、堇青石、耐火粘土、火山石灰放入球磨机中进行一次球磨2h；将上述重量份的氧化铝细粉、氧化锆、矿化剂、碳纤维、助熔剂加入到球磨机中进行二次球磨2h，得到混合物A；将上述重量份的胶粘剂、分散剂溶于去离子水中，搅拌均匀加入到混合物A中，在500r/min下机械搅拌4h，得到陶瓷辊棒本体的浆料；将得到的陶瓷辊棒本体的浆料送入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理，得到喷雾料；将喷雾料进行均化处理得混合料；按混合料与水的重量比1:0.8向混合料A中加入水，进行湿混30min，得到浆料；
(2)，将步骤(1)得到的浆料超声振动后，送入陶瓷辊模具中，浇铸成型，得到坯管；将坯管干燥处理后，进行等静压处理，静压力为3MPa；将经等静压处理后的胚管微波烧结，得到陶瓷辊棒本体；
(3)，将上述重量份的聚乙烯醇溶液水浴加热至90℃，加入上述重量份的粘结剂，恒温搅拌1.5h，得到混合物B；将上述重量份的氧化铝、三氧化二铬、碳酸钙、稀土氧化物、硅酸钙在800r/min的转速下分散研磨混合均匀，得混合料B；向混合料B中依次加入混合物B、上述重量份的可剥离助剂，在1000r/min的转速下搅拌1.2h，得到抗腐蚀可剥离涂层；
(4)，将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.08mm，然后加热至110℃，保温4h，冷却至室温，再次将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.8mm，加热至150℃，保温2h，冷却至室温，室温下放置4h，得到抗腐蚀高强度陶瓷辊棒。
本实施例，步骤(2)中，上述微波烧结工作参数为：温度950℃，升温速率12℃/min，保温时间50min。
试验例
为了确定本发明制备的抗腐蚀高强度陶瓷辊棒的性能，现对实施例1～6制备的抗腐蚀高强度陶瓷辊棒分别进行性能测试：
测试结果如表1所示：
表1
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抗腐蚀高强度陶瓷辊棒，其特征在于，所述抗腐蚀高强度陶瓷辊棒由内至外包括陶瓷辊棒本体、抗腐蚀可剥离涂层；所述陶瓷辊棒本体包括以下重量份的原料：莫来石30～50份、刚玉10～30份、堇青石10～20份、耐火粘土20～40份、火山石灰10～20份、氧化铝细粉5～10份、氧化锆3～10份、矿化剂2～8份、碳纤维10～15份、助熔剂1～5份、胶粘剂3～8份、分散剂2～6份；所述抗腐蚀可剥离涂层包括以下重量份的原料：氧化铝40～60份、三氧化二铬15～30份、碳酸钙10～25份、稀土氧化物10～20份、硅酸钙15～30份、粘结剂2～10份、聚乙烯醇溶液1～5份、可剥离助剂0.5～3份；所述矿化剂为五氧化二钒。
2.根据权利要求1所述的抗腐蚀高强度陶瓷辊棒，其特征在于，所述陶瓷辊棒本体包括以下重量份的原料：莫来石35～45份、刚玉15～25份、堇青石12～18份、耐火粘土25～35份、火山石灰12～18份、氧化铝细粉7～9份、氧化锆4～8份、矿化剂3～6份、碳纤维12～14份、助熔剂2～4份、胶粘剂4～7份、分散剂3～5份；所述抗腐蚀可剥离涂层包括以下重量份的原料：氧化铝45～55份、三氧化二铬20～25份、碳酸钙15～20份、稀土氧化物12～18份、硅酸钙20～30份、粘结剂5～8份、聚乙烯醇溶液2～4份、可剥离助剂1～2.5份。
3.根据权利要求1所述的抗腐蚀高强度陶瓷辊棒，其特征在于，所述助熔剂为滑石粉、碳酸钙按质量比1～2:2～3组成。
4.根据权利要求1所述的抗腐蚀高强度陶瓷辊棒，其特征在于，所述稀土氧化物为稀土元素镧、钇、镨、镱、铕、镨组成的单元素或双元素的稀土氧化物。
5.根据权利要求1所述的抗腐蚀高强度陶瓷辊棒，其特征在于，所述粘结剂为羟甲基纤维素、改性淀粉按质量比1～3:5～7组成。
6.根据权利要求5所述的抗腐蚀高强度陶瓷辊棒，其特征在于，所述改性淀粉的制备步骤为：
A、将可溶性淀粉加入水中分散均匀后制得浓度为35％的淀粉乳液，将浓度为5％的氢氧化钠溶液加入到35％的淀粉乳液中，当pH至8～9停止添加，搅拌至分散均匀后得到混合溶液；将混合溶液水浴加热至45～55℃，以300L/h的速度将次氯酸钠溶液滴加到混合溶液中，恒温搅拌反应1～2h后，冷却至室温，得到混合物；
B、将步骤A得到的混合物加入亚硫酸钠溶液中，加热至40～45℃搅拌0.5h，用冰醋酸调节pH至5～6后继续恒温搅拌反应1～1.5h，用氨水调节pH至7～8，继续恒温反应0.5h，将得到的产物抽滤，用无水乙醇反复洗涤，置于烘箱中50℃下干燥4h，得到改性淀粉。
7.根据权利要求1所述的抗腐蚀高强度陶瓷辊棒，其特征在于，所述可剥离助剂为硬脂酸、有机硅乳液中的任意一种或两种的组合。
8.一种根据权利要求1～7任意一项所述的抗腐蚀高强度陶瓷辊棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)，将所述重量份的莫来石、刚玉、堇青石、耐火粘土、火山石灰放入球磨机中进行一次球磨；将所述重量份的氧化铝细粉、氧化锆、矿化剂、碳纤维、助熔剂加入到球磨机中进行二次球磨，得到混合物A；将所述重量份的胶粘剂、分散剂溶于去离子水中，搅拌均匀加入到混合物A中，在300～500r/min下机械搅拌2～4h，得到陶瓷辊棒本体的浆料；将得到的陶瓷辊棒本体的浆料送入喷雾干燥塔中进行喷雾干燥处理，得到喷雾料；将喷雾料进行均化处理得混合料；向混合料A中加入水，进行湿混20～30min，得到浆料；
(2)，将步骤(1)得到的浆料超声振动后，送入陶瓷辊模具中，浇铸成型，得到坯管；将坯管干燥处理后，进行等静压处理，静压力为2～3MPa；将经等静压处理后的胚管微波烧结，得到陶瓷辊棒本体；
(3)，将所述重量份的聚乙烯醇溶液水浴加热至90℃，加入所述重量份的粘结剂，恒温搅拌0.8～1.5h，得到混合物B；将所述重量份的氧化铝、三氧化二铬、碳酸钙、稀土氧化物、硅酸钙化物、硅酸钙在500～800r/min的转速下分散研磨混合均匀，得混合料B；向混合料B中依次加入混合物B、所述重量份的可剥离助剂，在800～1000r/min的转速下搅拌0.5～1.2h，得到抗腐蚀可剥离涂层；
(4)，将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.05～0.08mm，然后加热至110℃，保温4h，冷却至室温，再次将步骤(3)得到的抗腐蚀可剥离涂层利用喷涂设备喷涂在步骤(2)得到的陶瓷辊棒表面，厚底为0.4～0.8mm，加热至150℃，保温2h，冷却至室温，室温下放置2～4h，得到抗腐蚀高强度陶瓷辊棒。
9.根据权利要求8所述的抗腐蚀高强度陶瓷辊棒的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述一次球磨时间为1～2h；二次球磨时间为0.8～2h；所述混合料与水的重量比为1:0.5～0.8。
10.根据权利要求8所述的抗腐蚀高强度陶瓷辊棒的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述微波烧结工作参数为：温度800～950℃，升温速率10～12℃/min，保温时间30～50min。
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