CN114163883B - 一种铝电解槽盖板的新型保温涂层及其涂料和制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及一种铝电解槽盖板的新型保温涂层及其涂料和制备方法，属于保温涂料技术领域，涂料包括隔热涂层涂料和热反射涂层涂料；隔热涂层涂料包括：第一干混合料和第一湿混合料；第一干混合料的成分包括：骨料和填充微粉；第一湿混合料的成分包括：粘结剂、高温粘结剂、成膜助剂和溶剂；热反射涂层涂料的成分包括：第二干混合料和第二湿混合料，第二干混合料包括：金红石二氧化钛粉、三氧化二钇粉、铝镁尖晶石粉和氧化铝粉；第二湿混合料的成分包括：粘结剂、高温粘结剂、成膜助剂、流平剂和溶剂；粘结剂包括丙烯酸树脂，高温粘接剂包括硅溶胶；该槽盖板用高性能保温隔热涂层使电解槽的烟气温度和槽温明显提高。
Description
技术领域
本发明属于保温涂料技术领域，特别涉及一种铝电解槽盖板的新型保温涂层及其涂料和制备方法。
背景技术
铝电解行业采用二次能源电能作为能源且能耗较高，因此电解过程中能量利用水平显得至关重要。近些年围绕电解槽“节能降耗”的主题，电解铝行业频频出台相关产业结构优化和节能技术的政策，为的是持续开展铝电解节能技术研究，以实现电解槽能耗的持续降低为目的。现场测试表明，电解过程中形成的热量，通过槽盖板散失热量约为300mV，占电解槽散热1.85V的15％以上。因此，非常有必要采取保温隔热、结构优化等措施，降低槽盖板持续散热的能力，从而降低电解槽侧部热量的消耗，实现电解槽节能降耗的目标。目前常用做法主要有：(1)优化槽罩板结构设计，增强密闭性，减少散热；(2)使用双层槽罩板，增加槽罩板的保温性能。虽然这些技术能够在一定程度上能够降低电解槽散热损失，但都存在结构设计相对复杂、用料和施工成本偏高、现场工人操作不便等问题，难以大规模复制及推广。
在不改变槽盖板形状条件下，涂层是提高其保温性能最重要最经济的手段，是降低槽盖板持续散热的有效方法。铝电解槽中热量传递有对流、热辐射和导热三种形式。其中，槽盖板向外界热量传输主要受到其自身热反射效率和其自身导热系数控制。因此必须同时提高槽盖板热反射能力，且降低其导热系数，才能显著降低槽盖板的散热。这就需要针对电解槽环境，从热辐射和隔热两种散热机制出发，在槽盖板内侧先后涂覆与电解环境相匹配的隔热涂层和热反射涂层双涂层，以提高槽盖板的保温效果。
现有技术虽然均具有隔热保温功效，但由于选用粘结剂体系、涂层厚度、隔热和热反射涂层成分与电解环境并不匹配，因此涂层对槽盖板保温隔热效果并不明确，需开发出针对电解环境条件下槽盖板专用耐蚀保温隔热涂层材料。
发明内容
本申请的目的在于提供一种铝电解槽盖板的新型保温涂层及其涂料和制备方法，以解决现有的保温隔热涂层材料不适用电解环境条件的问题。
本发明实施例提供了一种铝电解槽盖板的新型保温涂层的涂料，所述涂料包括隔热涂层涂料和热反射涂层涂料；
所述隔热涂层涂料的成分包括：第一干混合料和第一湿混合料；所述第一干混合料的成分包括：骨料和填充微粉；所述第一湿混合料的成分包括：粘结剂、高温粘结剂、成膜助剂和溶剂；
所述热反射涂层涂料的成分包括：第二干混合料和第二湿混合料，所述第二干混合料的成分包括：金红石二氧化钛粉、三氧化二钇粉、铝镁尖晶石粉和氧化铝粉；所述第二湿混合料的成分包括：粘结剂、高温粘结剂、成膜助剂、流平剂和溶剂；
其中，所述粘结剂包括丙烯酸树脂，所述高温粘接剂包括硅溶胶。
可选的，以质量分数计，所述隔热涂层涂料的成分包括：第一干混合料45％-55％和第一湿混合料45％-55％；所述第一干混合料的成分包括：骨料40％-50％和填充微粉25％-60％；所述第一湿混合料的成分包括：粘结剂20％-40％、高温粘结剂10％-25％、成膜助剂5％-15％和溶剂30％-40％；
以质量分数计，所述热反射涂层涂料的成分包括：第二干混合料35％-45％和第二湿混合料55％-65％，所述第二干混合料的成分包括：金红石二氧化钛粉50％-70％、三氧化二钇粉10％-15％、铝镁尖晶石粉10％-15％和氧化铝粉10％-20％；所述第二湿混合料的成分包括：粘结剂20％-40％、高温粘结剂10％-25％、成膜助剂5％-15％、流平剂5％-15％和溶剂30％-40％。
可选的，所述骨料包括陶瓷空心微珠，所述填充微粉包括硅酸铝粉料、方解石粉料、金红石二氧化钛粉料和三氧化二钇粉料，所述第一干混合料的成分包括：陶瓷空心微珠40％-50％、硅酸铝粉料10％-20％、方解石粉料5％-10％、金红石二氧化钛粉料5％-15％和三氧化二钇粉料5％-15％。
可选的，所述骨料的粒度为60μm-80μm，所述填充微粉的粒度D50为1μm-20μm。
可选的，所述第二干混合料的粒度D50为1μm-10μm。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种铝电解槽盖板的新型保温涂层，所述涂层包括隔热涂层和热反射涂层；所述隔热涂层采用的涂料的成分包括：第一干混合料和第一湿混合料；所述第一干混合料的成分包括：骨料和填充微粉；所述第一湿混合料的成分包括：粘结剂、高温粘结剂、成膜助剂和溶剂；所述热反射涂层采用的涂料的成分包括：第二干混合料和第二湿混合料，所述第二干混合料的成分包括：金红石二氧化钛粉、三氧化二钇粉、铝镁尖晶石粉和氧化铝粉；所述第二湿混合料的成分包括：粘结剂、高温粘结剂、成膜助剂、流平剂和溶剂；其中，所述粘结剂包括丙烯酸树脂，所述高温粘接剂包括硅溶胶。
可选的，所述隔热涂层的厚度为4mm-7mm，所述热反射涂层的厚度小于1mm。
可选的，所述隔热涂层还包括高温网格布。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种铝电解槽盖板的新型保温涂层的制备方法，所述方法包括：
得到隔热涂层涂料，所述隔热涂层涂料的成分包括：第一干混合料和第一湿混合料；所述第一干混合料的成分包括：骨料和填充微粉；所述第一湿混合料的成分包括：粘结剂、高温粘结剂、成膜助剂和溶剂；
得到热反射涂层涂料，所述热反射涂层涂料的成分包括：第二干混合料和第二湿混合料，所述第二干混合料的成分包括：金红石二氧化钛粉、三氧化二钇粉、铝镁尖晶石粉和氧化铝粉；所述第二湿混合料的成分包括：粘结剂、高温粘结剂、成膜助剂、流平剂和溶剂；
将所述隔热涂层涂料涂覆或喷涂于槽盖板本体内侧，得到半成品；
将所述热反射涂层涂料涂覆于所述半成品的隔热涂层，得到铝电解槽盖板；
其中，所述粘结剂包括丙烯酸树脂，所述高温粘接剂包括硅溶胶。
可选的，所述将所述隔热涂层涂料涂覆或喷涂于槽盖板本体内侧过程中，铺设高温网格布。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的铝电解槽盖板的新型保温涂层的涂料，所述涂料包括隔热涂层涂料和热反射涂层涂料；所述隔热涂层涂料的成分包括：第一干混合料和第一湿混合料；所述第一干混合料的成分包括：骨料和填充微粉；所述第一湿混合料的成分包括：粘结剂、高温粘结剂、成膜助剂和溶剂；所述热反射涂层涂料的成分包括：第二干混合料和第二湿混合料，所述第二干混合料的成分包括：金红石二氧化钛粉、三氧化二钇粉、铝镁尖晶石粉和氧化铝粉；所述第二湿混合料的成分包括：粘结剂、高温粘结剂、成膜助剂、流平剂和溶剂；其中，所述粘结剂包括丙烯酸树脂，所述高温粘接剂包括硅溶胶；从粘结剂、热反射物质和保温成分的选用，达到了耐高温(920℃-950℃)、耐电解质气氛腐蚀、良好的热反射性和隔热性能的目的，解决现有的保温隔热涂层材料不适用电解环境条件的问题，开发出槽盖板专用高性能保温隔热涂层，使电解槽的烟气温度和槽温得到明显提高，为企业提质降耗带来实质效益。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例提供的方法的流程图；
图2是本发明的实施例涂层的结构示意图；
附图标记：1-热反射涂层，2-隔热涂层，3-槽盖板本体。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
申请人在发明过程中发现：目前为止，针对铝电解应用环境用隔热保温涂料的技术报道较少，特别是对铝电解槽盖板用保温隔热涂料鲜有报道。考虑到现有槽盖板侧部散热较多，采用高性能保温隔热涂层是实现其节能降耗的最经济有效手段。粘结剂、热反射物质和保温成分的选用、涂层厚度和结构设计需要槽盖板的应用环境进行结合，从耐高温(920℃-950℃)、耐电解质气氛腐蚀、热反射性和隔热性能四方面出发，开发出槽盖板专用高性能保温隔热涂层，使电解槽的烟气温度和槽温得到明显提高，为企业提质降耗带来实质效益。本发明提供一种槽盖板专用涂层设计和制备方法，不仅使涂层的保温隔热性能和寿命得到保障，而且能显著提高电解槽烟气温度和槽温。
根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种铝电解槽盖板的新型保温涂层的涂料，所述涂料包括隔热涂层涂料和热反射涂层涂料；
以质量分数计，所述隔热涂层涂料的成分包括：第一干混合料45％-55％和第一湿混合料45％-55％；所述第一干混合料的成分包括：骨料40％-50％和填充微粉25％-60％；所述第一湿混合料的成分包括：粘结剂20％-40％、高温粘结剂10％-25％、成膜助剂5％-15％和溶剂30％-40％；一般而言，溶剂可以选用水。
在一些实施例中，骨料包括陶瓷空心微珠，所述填充微粉包括硅酸铝粉料、方解石粉料、金红石二氧化钛粉料和三氧化二钇粉料，具体的，第一干混合料的成分包括：陶瓷空心微珠40％-50％、硅酸铝粉料10％-20％、方解石粉料5％-10％、金红石二氧化钛粉料5％-15％和三氧化二钇粉料5％-15％。
陶瓷空心微珠在涂层中作骨料起到良好的保温隔热效果，控制陶瓷空心微珠的质量分数为40％-50％的原因是使涂层兼具良好的保温隔热性能和成型性能，该分数取值过大的不利影响是成型性能较差，涂层呈现出疏松多孔的结构，过小的不利影响是起不到良好的保温隔热性能，对电解槽的烟气温度和槽温提升作用不明显。
硅酸铝粉料和方解石粉料作保温隔热粉料填充骨料周围孔隙，形成较为致密的组织结构，控制其质量分数区间的原因是由于硅酸铝和方解石粉吸水量较大，成型干燥时容易造成涂层开裂，影响成型性能，该分数取值过大的不利影响是涂层容易开裂，过小的不利影响是起不到良好的填充作用。
金红石二氧化钛粉料和三氧化二钇粉料作热反射粉料填充骨料周围孔隙，控制其质量分数区间的原因是进一步提升涂层的致密度，该分数取值过大的不利影响是降低涂层的保温隔热效果，过小的不利影响是无法起到致密填充作用。
控制粘接剂的质量分数为20％-40％的原因是使涂层具有良好的粘附性和寿命，该分数取值过大的不利影响是涂层的成本较高，过小的不利影响是涂层的寿命下降。本实施例中，粘接剂选用丙烯酸树脂，选用丙烯酸树脂的原因是在高温下具有良好的热塑性，防止涂层开裂。
控制高温粘结剂的质量分数为10％-25％的原因是使涂层进一步具有耐高温性能，该分数取值过大的不利影响是降低涂层的塑性，进而影响涂层的寿命，过小的不利影响是无法提升涂层的耐高温性能。本实施例中，高温粘接剂选用硅溶胶，选用硅溶胶的原因是作热固剂提升涂层的耐高温性能。
控制成膜助剂的质量分数为5％-15％的原因是使涂层具有良好的成型性能，该分数取值过大的不利影响是由于成膜助剂(高温下会挥)会挥发，导致涂层产生孔洞、裂纹等缺陷，过小的不利影响是无法保证涂层的成型性能，施工过程中常出现裂纹等缺陷。本实施例中，成膜助剂选用醇酯十二。
在一些实施例中，骨料的粒度为60μm-80μm，所述填充微粉的粒度D50为1μm-20μm。
控制骨料的粒度为60μm-80μm的原因是保证涂层具有良好的保温隔热性能和施工性能，该粒度取值过大的不利影响是无法采用喷涂工艺施工，过小的不利影响是保温隔热性能不足。
控制填充微粉的粒度D50为1μm-20μm的原因是能够填充骨料周围孔隙，该粒度取值过大的不利影响是无法保证微粉具有良好的填充性能，过小的不利影响是原材料成本偏高。
以质量分数计，所述热反射涂层涂料的成分包括：第二干混合料35％-45％和第二湿混合料55％-65％，所述第二干混合料的成分包括：金红石二氧化钛粉50％-70％、三氧化二钇粉10％-15％、铝镁尖晶石粉10％-15％和氧化铝粉10％-20％；所述第二湿混合料的成分包括：粘结剂20％-40％、高温粘结剂10％-25％、成膜助剂5％-15％、流平剂5％-15％和溶剂30％-40％；
金红石二氧化钛粉、三氧化二钇粉、铝镁尖晶石粉的作用是提高对电解槽中红外线的热反射能力，其热反射效率为金红石二氧化钛粉＞三氧化二钇粉＞铝镁尖晶石粉。考虑到原料的使用成本和热反射效率，故以金红石二氧化钛粉为主成分，三氧化二钇粉和铝镁尖晶石粉为辅助成分，并通过实验结果得知，需保持三种成分合理配比。在其各自含量区间，高于和低于上下限含量，涂层的热反射性能均达不到理想效果。
氧化铝粉的作用是提高热反射涂层的耐磨性，控制氧化铝粉的质量分数为10％-20％的原因是增强涂层的耐磨性能和寿命，该分数取值过大的不利影响是降低涂层的热反射性能，过小的不利影响是起不到良好的耐磨性。
控制流平剂的质量分数为5％-15％是为了提高热反射涂层的平整度和光洁度，以保证其具有良好的热反射性能，该分数取值过大的不利影响是高温下自挥发(有机物在电解槽温度下会挥发)导致涂层致密度下降，过小的不利影响是不利于涂层的成型性能。
在一些实施例中，第二干混合料的粒度D50为1μm-10μm。
控制第二干混合料的粒度D50为1μm-10μm的原因是提高热反射涂层的反射效率，该粒度取值过大的不利影响是热反射性能较差，过小的不利影响是原材料的使用成本偏高。
根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种铝电解槽盖板的新型保温涂层，所述涂层包括隔热涂层和热反射涂层；以质量分数计，所述隔热涂层采用的涂料的成分包括：第一干混合料45％-55％和第一湿混合料45％-55％；所述第一干混合料的成分包括：骨料40％-50％和填充微粉25％-60％；所述第一湿混合料的成分包括：粘结剂20％-40％、高温粘结剂10％-25％、成膜助剂5％-15％和溶剂30％-40％；以质量分数计，所述热反射涂层采用的涂料的成分包括：第二干混合料35％-45％和第二湿混合料55％-65％，所述第二干混合料的成分包括：金红石二氧化钛粉50％-70％、三氧化二钇粉10％-15％、铝镁尖晶石粉10％-15％和氧化铝粉10％-20％；所述第二湿混合料的成分包括：粘结剂20％-40％、高温粘结剂10％-25％、成膜助剂5％-15％、流平剂5％-15％和溶剂30％-40％；所述粘结剂包括丙烯酸树脂，所述高温粘接剂包括硅溶胶。
在一些实施例中，隔热涂层的厚度为4mm-7mm，所述热反射涂层的厚度小于1mm。
控制隔热涂层的厚度为4mm-7mm的原因是使烟气温度及电解槽温度得到明显提升，该厚度取值过大的不利影响是制备工序时常增加、成本升高，过小的不利影响是保温隔热效果不明显。
控制热反射涂层的厚度小于1mm的原因是利于控制涂层的平整度，该厚度取值过大的不利影响是不仅增加了材料成本，而且热反射效果并未得到明显提升。
在一些实施例中，隔热涂层还包括高温网格布。
根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种铝电解槽盖板用新型保温涂料的制备方法，该涂层结构为具有不同厚度的双涂层，即底层厚度4-7mm的隔热涂层和表层厚度0-1mm的热反射涂层组成；隔热涂层的制备方法为手工涂覆或者喷涂，而热反射涂层的制备方法为喷涂；所述双涂层制备工序为先在槽盖板内侧涂覆隔热涂层，待每层充分干燥后再继续涂覆下一层，直到达到目标厚度终止，或涂层中铺设孔径为1*1mm高温网格布，一方面可强化涂层间结合力，另一方面可减少涂覆次数，缩短工序。在隔热涂层施工完成后，在其基础上喷涂热反射涂层，达到目标厚度完成最终制备工序；
所述隔热涂层成分由45-55wt.％的干混合料和45-55wt.％的湿混合料组成；所述干混合料由40-50wt.％耐高温陶瓷空心微珠(粒度为60μm-80μm)作骨料，10-20wt.％硅酸铝粉料、5-10wt.％方解石粉料、5-15wt.％金红石二氧化钛、5-15wt.％三氧化二钇作填充微粉而组成。除骨料外，填充微粉混合后粒度控制D50在1-20μm之间；所述湿混合料由20-40wt.％的粘结剂丙烯酸树脂、10-25wt.％高温粘结剂硅溶胶、5-15wt.％成膜助剂醇酯十二，30-40wt.％水组成；
所述热反射涂层成分由35-45wt.％的干混合料和55-65wt.％的湿混合料组成；所述干混合料由50-70wt.％的金红石二氧化钛粉、10-15wt.％的三氧化二钇粉、10-15wt.％的铝镁尖晶石粉和10-20wt.％的氧化铝粉组成，其混合后粒度D50控制在1-10μm之间；所述湿混合料由20-40wt.％的粘结剂丙烯酸树脂、10-25wt.％高温粘结剂硅溶胶、5-15wt.％成膜助剂醇酯十二、5-15wt.％流平剂聚二甲基硅氧烷、30-40wt.％水组成。
下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的铝电解槽盖板的新型保温涂层及其涂料和制备方法进行详细说明。
实施例1
选择一块槽盖板，在清除表面电解质挥发分和污渍后，选择喷涂为制备工艺，首先在其表面喷涂厚度为4mm的隔热涂层，其配比为45wt.％的干混合料和55wt.％的湿混合料。其中干混合料成分由40wt.％耐高温陶瓷空心微珠、20wt.％硅酸铝粉料、10wt.％方解石粉料、15wt.％金红石二氧化钛和15wt.％三氧化二钇组成。除耐高温空心微珠外，其余混合料粒度D50为20μm；湿混合料成分由40wt.％粘结剂丙烯酸树脂、10wt.％高温粘结剂硅溶胶、15wt.％成膜助剂醇酯十二、35wt.％水组成。待厚度达到4mm时，开始进行热反射涂层制备，其配比为35wt.％干混合料和65wt.％湿混合料。其中干混合料成分由50wt.％的金红石二氧化钛粉、15wt.％的三氧化二钇粉、15wt.％的铝镁尖晶石粉和20wt.％的氧化铝粉组成，混合后粒度D50控制在1μm；湿混合料由20wt.％的粘结剂丙烯酸树脂、25wt.％高温粘结剂硅溶胶、15wt.％成膜助剂醇酯十二、10wt.％流平剂聚二甲基硅氧烷、30wt.％水组成。待厚度达到20μm时，完成双涂层最终制备工作。双涂层内保温槽盖板上槽后，烟气温度上升30℃、槽温提升3℃。
实施例2
选择一块槽盖板，在清除表面电解质挥发分和污渍后，选择手工涂覆为制备工艺，首先在其表面喷涂厚度为7mm的隔热涂层，其配比为55wt.％的干混合料和45wt.％的湿混合料。其中干混合料成分由50wt.％耐高温陶瓷空心微珠、20wt.％硅酸铝粉料、10wt.％方解石粉料、10wt.％金红石二氧化钛和10wt.％三氧化二钇组成。除耐高温空心微珠外，其余混合料粒度D50为1μm；湿混合料成分由40wt.％粘结剂丙烯酸树脂、10wt.％高温粘结剂硅溶胶、15wt.％成膜助剂醇酯十二、35wt.％水组成。待厚度达到7mm时，开始进行热反射涂层制备，其配比为35wt.％干混合料和65wt.％湿混合料。其中干混合料成分由50wt.％的金红石二氧化钛粉、15wt.％的三氧化二钇粉、15wt.％的铝镁尖晶石粉和20wt.％的氧化铝粉组成，混合后粒度D50控制在1μm；湿混合料由20wt.％的粘结剂丙烯酸树脂、25wt.％高温粘结剂硅溶胶、15wt.％成膜助剂醇酯十二、10wt.％流平剂聚二甲基硅氧烷、30wt.％水组成。待厚度达到1mm时，完成双涂层最终制备工作。双涂层内保温槽盖板上槽后，烟气温度上升60℃、槽温提升10℃。
实施例3
选择一块槽盖板，在清除表面电解质挥发分和污渍后，选择手工涂覆为制备工艺，首先在其表面喷涂厚度为6mm的隔热涂层，其配比为50wt.％的干混合料和50wt.％的湿混合料。其中干混合料成分由40wt.％耐高温陶瓷空心微珠、20wt.％硅酸铝粉料、10wt.％方解石粉料、15wt.％金红石二氧化钛和15wt.％三氧化二钇组成。除耐高温空心微珠外，其余混合料粒度D50为15μm；湿混合料成分由40wt.％粘结剂丙烯酸树脂、10wt.％高温粘结剂硅溶胶、15wt.％成膜助剂醇酯十二、35wt.％水组成。待厚度达到6mm时，开始进行热反射涂层制备，其配比为45wt.％干混合料和55wt.％湿混合料。其中干混合料成分由70wt.％的金红石二氧化钛粉、10wt.％的三氧化二钇粉、10wt.％的铝镁尖晶石粉和10wt.％的氧化铝粉组成，混合后粒度D50控制在10μm；湿混合料由40wt.％的粘结剂丙烯酸树脂、10wt.％高温粘结剂硅溶胶、5wt.％成膜助剂醇酯十二、15wt.％流平剂聚二甲基硅氧烷、30wt.％水组成。待厚度达到100μm时，完成双涂层最终制备工作。双涂层内保温槽盖板上槽后，烟气温度上升45℃、槽温提升6℃。
实施例4
选择一块槽盖板，在清除表面电解质挥发分和污渍后，选择手工涂覆为制备工艺，首先在其表面喷涂厚度为5mm的隔热涂层，其配比为50wt.％的干混合料和50wt.％的湿混合料。其中干混合料成分由45wt.％耐高温陶瓷空心微珠、20wt.％硅酸铝粉料、10wt.％方解石粉料、10wt.％金红石二氧化钛和15wt.％三氧化二钇组成。除耐高温空心微珠外，其余混合料粒度D50为10μm；湿混合料成分由20wt.％粘结剂丙烯酸树脂、25wt.％高温粘结剂硅溶胶、15wt.％成膜助剂醇酯十二、40wt.％水组成。待厚度达到5mm时，开始进行热反射涂层制备，其配比为40wt.％干混合料和60wt.％湿混合料。其中干混合料成分由56wt.％的金红石二氧化钛粉、12wt.％的三氧化二钇粉、12wt.％的铝镁尖晶石粉和20wt.％的氧化铝粉组成，混合后粒度D50控制在6μm；湿混合料由35wt.％的粘结剂丙烯酸树脂、15wt.％高温粘结剂硅溶胶、15wt.％成膜助剂醇酯十二、5wt.％流平剂聚二甲基硅氧烷、30wt.％水组成。待厚度达到500μm时，完成双涂层最终制备工作。双涂层内保温槽盖板上槽后，烟气温度上升50℃、槽温提升7℃。
实施例5
选择一块槽盖板，在清除表面电解质挥发分和污渍后，选择手工涂覆为制备工艺，首先在其表面喷涂厚度为6mm的隔热涂层，其配比为55wt.％的干混合料和45wt.％的湿混合料。其中干混合料成分由50wt.％耐高温陶瓷空心微珠、15wt.％硅酸铝粉料、10wt.％方解石粉料、10wt.％金红石二氧化钛和15wt.％三氧化二钇组成。除耐高温空心微珠外，其余混合料粒度D50为10μm；湿混合料成分由20wt.％粘结剂丙烯酸树脂、25wt.％高温粘结剂硅溶胶、15wt.％成膜助剂醇酯十二、40wt.％水组成。待厚度达到6mm时，开始进行热反射涂层制备，其配比为40wt.％干混合料和60wt.％湿混合料。其中干混合料成分由70wt.％的金红石二氧化钛粉、10wt.％的三氧化二钇粉、10wt.％的铝镁尖晶石粉和10wt.％的氧化铝粉组成，混合后粒度D50控制在10μm；湿混合料由20wt.％的粘结剂丙烯酸树脂、25wt.％高温粘结剂硅溶胶、15wt.％成膜助剂醇酯十二、10wt.％流平剂聚二甲基硅氧烷、30wt.％水组成。待厚度达到60μm时，完成双涂层最终制备工作。双涂层内保温槽盖板上槽后，烟气温度上升55℃、槽温提升8℃。
对比例1
选择一块槽盖板，在清除表面电解质挥发分和污渍后，选择喷涂为制备工艺，首先在其表面喷涂厚度为3mm的隔热涂层，其配比为45wt.％的干混合料和55wt.％的湿混合料。其中干混合料成分由60wt.％耐高温陶瓷空心微珠、10wt.％硅酸铝粉料、10wt.％方解石粉料、10wt.％金红石二氧化钛和10wt.％三氧化二钇组成。除耐高温空心微珠外，其余混合料粒度D50为30μm；湿混合料成分由40wt.％粘结剂丙烯酸树脂、10wt.％高温粘结剂硅溶胶、15wt.％成膜助剂醇酯十二、35wt.％水组成。待厚度达到3mm时，开始进行热反射涂层制备，其配比为35wt.％干混合料和65wt.％湿混合料。其中干混合料成分由50wt.％的金红石二氧化钛粉、15wt.％的三氧化二钇粉、15wt.％的铝镁尖晶石粉和20wt.％的氧化铝粉组成，混合后粒度D50控制在1μm；湿混合料由20wt.％的粘结剂丙烯酸树脂、25wt.％高温粘结剂硅溶胶、15wt.％成膜助剂醇酯十二、10wt.％流平剂聚二甲基硅氧烷、30wt.％水组成。待厚度达到20μm时，完成双涂层最终制备工作。结果显示保温隔热涂层存在裂纹、孔洞等缺陷，无法有效实现保温隔热效果，并且涂层存在局部脱落的情况，寿命较差，因此双涂层起不到提升烟气温度和槽温的作用。
对比例2
选择一块槽盖板，在清除表面电解质挥发分和污渍后，选择手工涂覆为制备工艺，首先在其表面喷涂厚度为1mm的隔热涂层，其配比为55wt.％的干混合料和45wt.％的湿混合料。其中干混合料成分由20wt.％耐高温陶瓷空心微珠、30wt.％硅酸铝粉料、20wt.％方解石粉料、15wt.％金红石二氧化钛和15wt.％三氧化二钇组成。除耐高温空心微珠外，其余混合料粒度D50为1μm；湿混合料成分由40wt.％粘结剂丙烯酸树脂、10wt.％高温粘结剂硅溶胶、15wt.％成膜助剂醇酯十二、35wt.％水组成。待厚度达到1mm时，开始进行热反射涂层制备，其配比为35wt.％干混合料和65wt.％湿混合料。其中干混合料成分由30wt.％的金红石二氧化钛粉、25wt.％的三氧化二钇粉、15wt.％的铝镁尖晶石粉和30wt.％的氧化铝粉组成，混合后粒度D50控制在10μm；湿混合料由20wt.％的粘结剂丙烯酸树脂、25wt.％高温粘结剂硅溶胶、15wt.％成膜助剂醇酯十二、10wt.％流平剂聚二甲基硅氧烷、30wt.％水组成。待厚度达到2mm时，完成双涂层最终制备工作。结果显示，保温隔热涂层厚度较薄，无法实现良好的隔热效果，热反射涂层由于原料粒度较粗、金红石二氧化钛含量不足、且涂层厚度较厚，热反射性能较差，因此双涂层起不到提升烟气温度和槽温的作用。
实验例
将实施例1-5和对比例1-2提供的保温槽盖板进行上槽保温实验，结果如下表所示：
| 烟气温度 | 槽温 | 涂层有效寿命 | |
| 实施例1 | 上升30℃ | 提升3℃ | 2年以上 |
| 实施例2 | 上升60℃ | 提升10℃ | 2年以上 |
| 实施例3 | 上升45℃ | 提升6℃ | 2年以上 |
| 实施例4 | 上升50℃ | 提升7℃ | 2年以上 |
| 实施例5 | 上升55℃ | 提升8℃ | 2年以上 |
| 对比例1 | 作用不明显 | 作用不明显 | 局部脱落即失效 |
| 对比例2 | 作用不明显 | 作用不明显 | 2年以上 |
表中，烟气温度的测试方法为：在电解槽的烟气端打孔，将烟气测温枪伸进孔内读取数据，槽温的测试方法为：用K型热电偶伸进至熔融电解质中读取数据，涂层有效寿命的测试方法为用量程为10mm的涂层厚度计，通过测量涂层上槽前后厚度变化计算得知。
由表可得，采用本发明实施例提供的涂层能够提升电解槽槽温3-10℃之间、提高电解槽烟气温度至少30℃以上，通过对比例和实施例的数据比较可得，当某项参数不在本申请实施例提供的范围内时，会出现保温隔热涂层出现开裂、孔洞等缺陷，寿命降低、性能减退，热反射涂层对电解槽中红外反射性能变差等不利情况。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的涂层与现有保温隔热技术相比，不仅使涂层的保温隔热性能和寿命得到保障，而且能显著提升双涂层对槽盖板的保温效果。即体现在提升电解槽槽温3-10℃之间、提高电解槽烟气温度至少30℃以上。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种铝电解槽盖板的新型保温涂层的涂料，其特征在于，所述涂料包括隔热涂层涂料和热反射涂层涂料；
以质量分数计，所述隔热涂层涂料的成分包括：第一干混合料45％-55％和第一湿混合料45％-55％；所述第一干混合料的成分包括：骨料40％-50％和填充微粉25％-60％；所述第一湿混合料的成分包括：粘结剂20％-40％、高温粘结剂10％-25％、成膜助剂5％-15％和溶剂30％-40％；
以质量分数计，所述热反射涂层涂料的成分包括：第二干混合料35％-45％和第二湿混合料55％-65％，所述第二干混合料的成分包括：金红石二氧化钛粉50％-70％、三氧化二钇粉10％-15％、铝镁尖晶石粉10％-15％和氧化铝粉10％-20％；所述第二湿混合料的成分包括：粘结剂20％-40％、高温粘结剂10％-25％、成膜助剂5％-15％、流平剂5％-15％和溶剂30％-40％；其中，所述粘结剂包括丙烯酸树脂，所述高温粘结剂 包括硅溶胶；
所述骨料包括陶瓷空心微珠，所述填充微粉包括硅酸铝粉料、方解石粉料、金红石二氧化钛粉料和三氧化二钇粉料，所述第一干混合料的成分包括：陶瓷空心微珠40％-50％、硅酸铝粉料10％-20％、方解石粉料5％-10％、金红石二氧化钛粉料5％-15％和三氧化二钇粉料5％-15％。
2.根据权利要求1所述的铝电解槽盖板的新型保温涂层的涂料，其特征在于，所述骨料的粒度为60μm-80μm，所述填充微粉的粒度D50为1μm-20μm。
3.根据权利要求1所述的铝电解槽盖板的新型保温涂层的涂料，其特征在于，所述第二干混合料的粒度D50为1μm-10μm。
4.一种铝电解槽盖板的新型保温涂层，其特征在于，所述涂层包括隔热涂层和热反射涂层；
以质量分数计，所述隔热涂层涂料的成分包括：第一干混合料45％-55％和第一湿混合料45％-55％；所述第一干混合料的成分包括：骨料40％-50％和填充微粉25％-60％；所述第一湿混合料的成分包括：粘结剂20％-40％、高温粘结剂10％-25％、成膜助剂5％-15％和溶剂30％-40％；
以质量分数计，所述热反射涂层涂料的成分包括：第二干混合料35％-45％和第二湿混合料55％-65％，所述第二干混合料的成分包括：金红石二氧化钛粉50％-70％、三氧化二钇粉10％-15％、铝镁尖晶石粉10％-15％和氧化铝粉10％-20％；所述第二湿混合料的成分包括：粘结剂20％-40％、高温粘结剂10％-25％、成膜助剂5％-15％、流平剂5％-15％和溶剂30％-40％；
其中，所述粘结剂包括丙烯酸树脂，所述高温粘结剂 包括硅溶胶。
5.根据权利要求4所述的铝电解槽盖板的新型保温涂层，其特征在于，所述隔热涂层的厚度为4mm-7mm，所述热反射涂层的厚度小于1mm。
6.根据权利要求4所述的铝电解槽盖板的新型保温涂层，其特征在于，所述隔热涂层还包括高温网格布。
7.一种铝电解槽盖板的新型保温涂层的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
得到隔热涂层涂料，以质量分数计，所述隔热涂层涂料的成分包括：第一干混合料45％-55％和第一湿混合料45％-55％；所述第一干混合料的成分包括：骨料40％-50％和填充微粉25％-60％；所述第一湿混合料的成分包括：粘结剂20％-40％、高温粘结剂10％-25％、成膜助剂5％-15％和溶剂30％-40％；
得到热反射涂层涂料，以质量分数计，所述热反射涂层涂料的成分包括：第二干混合料35％-45％和第二湿混合料55％-65％，所述第二干混合料的成分包括：金红石二氧化钛粉50％-70％、三氧化二钇粉10％-15％、铝镁尖晶石粉10％-15％和氧化铝粉10％-20％；所述第二湿混合料的成分包括：粘结剂20％-40％、高温粘结剂10％-25％、成膜助剂5％-15％、流平剂5％-15％和溶剂30％-40％；
将所述隔热涂层涂料涂覆或喷涂于槽盖板本体内侧，得到半成品；
将所述热反射涂层涂料涂覆于所述半成品的隔热涂层，得到铝电解槽盖板；
其中，所述粘结剂包括丙烯酸树脂，所述高温粘结剂 包括硅溶胶。
8.根据权利要求7所述的铝电解槽盖板的新型保温涂层的制备方法，其特征在于，
所述将所述隔热涂层涂料涂覆或喷涂于槽盖板本体内侧过程中，铺设高温网格布。
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