CN116023828B - 生物质锅炉内壁防腐涂层及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涂层加工技术领域，具体涉及生物质锅炉内壁防腐涂层及其制备工艺，所述涂层使用的涂料包括如下重量份组分：乙醇80‑120份、磷酸二氢铝5‑10份、氧化镁2‑5份、磷酸5‑10份、聚乙烯醇缩丁醛3‑8份、负热膨胀粉末5‑10份、双导热复合微粉30‑40份、铅掺杂纳米片复合纤维10‑20份、消泡剂1‑3份、流平剂2‑5份、玻璃微珠5‑10份、滑石粉2‑7份。本发明中，将配制的涂料喷涂在生物质锅炉内壁上，形成的涂层在高温下相界稳定，具有稳定的致密结构，可以有效的阻隔氧化物质、酸碱以及有机溶剂的侵入，具有很好的防腐蚀的作用效果，从而使得形成的涂层可以长久的对生物质锅炉内壁起到保护作用。

Description

生物质锅炉内壁防腐涂层及其制备工艺

技术领域

本发明涉及涂层加工技术领域，具体为生物质锅炉内壁防腐涂层及其制备工艺。

背景技术

生物质锅炉是锅炉的一种，以生物质能源作为燃料的锅炉叫生物质锅炉。在生物质锅炉正常工作时，除了会产生炉渣外，还会产生大量的烟气，烟气中会携带大量的硫化物等腐蚀性物质，对锅炉内壁具有极强的腐蚀作用，因此，为了不影响生物质锅炉的正常使用，需要对锅炉的内壁进行防腐处理。

例如，申请号为CN201911304525.3的发明专利公开了一种城市垃圾燃烧用锅炉防腐处理方法，该技术方案中，通过利用超音速电弧喷涂机，将由氟硅溶液、钇系稀土高纯微粉、复合α-陶瓷微粒、碳化硅、空心微珠、消泡剂、流平剂、蒙脱土、滑石粉和抗结皮剂组成的防腐涂料快速喷涂到燃烧锅炉内表面，形成的涂层坚硬致密，并且硬度高，具有很好的耐高温和耐腐蚀性能，可以长时间耐酸耐碱腐蚀，也能耐住有机溶剂的腐蚀，从而可以对锅炉内表面起到保护作用。但是，该类型的涂料普遍存在高温下传热效率不高以及抗热冲击性能不足的缺陷，导致涂层的受热面升温时间过长，从而导致涂层会出现局部温差较大的现象，造成涂层因受热不均而出现裂隙，从而造成涂层防腐性能的降低。

可见，涂层的传热效率不高以及抗热冲击性能不足对涂层的耐腐蚀性能有着很大的影响，如何有效的提高涂层的在高温下相界稳定，使其具有稳定的致密结构是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供生物质锅炉内壁防腐涂层及其制备工艺，将配制的涂料喷涂在生物质锅炉内壁上，形成的涂层在高温下相界稳定，具有稳定的致密结构，可以有效的阻隔氧化物质、酸碱以及有机溶剂的侵入，具有很好的防腐蚀的作用效果，从而使得形成的涂层可以长久的对生物质锅炉内壁起到保护作用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

生物质锅炉内壁防腐涂层，所述涂层使用的涂料包括如下重量份组分：乙醇80-120份、磷酸二氢铝5-10份、氧化镁2-5份、磷酸5-10份、聚乙烯醇缩丁醛3-8份、负热膨胀粉末5-10份、双导热复合微粉30-40份、铅掺杂纳米片复合纤维10-20份、消泡剂1-3份、流平剂2-5份、玻璃微珠5-10份、滑石粉2-7份。

作为本发明的进一步优选方案，所述负热膨胀粉末的制备方法如下：

（1）分别配制硝酸氧锆溶液以及钨酸铵溶液，将二者依次缓慢滴加到蒸馏水中，在滴加的同时用磁力搅拌器搅拌，得到混合溶液；

（2）向混合溶液中加入适量的聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌10-15h后，加入盐酸回流45-50h，待回流结束后，静置20-25d，洗涤干燥后经610-650℃热处理5-8h，得到负热膨胀粉末。

更进一步，所述硝酸氧锆溶液以及钨酸铵溶液的浓度分别为0.2-0.4mol/L和0.15-0.35mol/L；

所述硝酸氧锆溶液、钨酸铵溶液以及蒸馏水的体积比为（50-80）：（100-160）：（15-24）；

所述聚乙烯吡咯烷酮的添加量为混合溶液重量的0.2-0.8%；

所述盐酸的浓度为0.05-0.08mol/L，用量占混合液体积的18-23%。

作为本发明的进一步优选方案，所述双导热复合微粉的制备方法如下：

（1）将氮化硼加入到异丙醇中，超声搅拌后得到分散液，静置1-5h后离心，将上层清液真空抽滤后烘干，将得到的产物加入到pH为8-9的Tris缓冲液中继续超声搅拌，再加入盐酸多巴胺于60-70℃水浴条件下搅拌5-8h，待搅拌结束后冷却至室温，用去离子水反复冲洗后烘干，得到改性氮化硼纳米片；

（2）将改性氮化硼纳米片分散于去离子水中，配置成分散液，将PU开孔泡沫逐次在分散液中浸涂并干燥，重复3-5次，将得到的复合泡沫置于模具中热压10-30min，然后将其破碎后置于管式炉中，在氮气气氛下加热处理3-5h，随炉冷却至室温，研磨后得到双导热复合微粉。

更进一步，步骤（1）中，所述氮化硼与异丙醇的用量比例为（2-6）g：（200-500）mL；

所述产物与Tris缓冲液的用量比例为1g：（800-1200）mL；

所述产物与盐酸多巴胺的质量比为1：3-4。

更进一步，步骤（2）中，所述分散液的浓度为2-5mg/mL；

所述热压在170-190℃和10-15MPa条件下进行；

所述加热处理的温度为1300-1450℃。

作为本发明的进一步优选方案，所述铅掺杂纳米片复合纤维的制备方法如下：

（1）将钛酸四丁酯和氢氟酸混合后搅拌混匀，然后向混合液中加入适量的氯化铅溶液，混匀后转移至反应釜中，在180-200℃下加热24-30h，将得到的产物经离心、去离子水和乙醇反复洗涤后，烘干后得到铅掺杂纳米片；

（2）用去离子水，将质量分数为2-3%的纳米纤维素凝胶稀释至0.2-0.5wt%，剪切搅拌后得到分散液，将铅掺杂纳米片加入到分散液中，超声处理10-20min，经抽滤后用去离子水进行反复冲洗，烘干后置于管式炉中，在氮气气氛下热处理2-3h，随炉冷却至室温，即可得到铅掺杂纳米片复合纤维。

更进一步，步骤（1）中，所述钛酸四丁酯、氢氟酸以及氯化铅溶液的体积比为（50-80）mL：（8-13）mL：（50-80）μL；

所述氯化铅溶液的浓度为10-30g/L。

更进一步，步骤（2）中，所述铅掺杂纳米片与分散液的用量比例为1g：（80-120）mL；

所述热处理的温度为700-800℃。

生物质锅炉内壁防腐涂层的制备工艺，具体包括如下步骤：

（1）按重量份计，分别称取原料，将负热膨胀粉末与铅掺杂纳米片复合纤维混合后倒入球磨罐中，控制球料比为3-5：1，球磨3-5h，待球磨结束后，得到混合料，备用；

（2）将双导热复合微粉、玻璃微珠、滑石粉与混合料混匀，加入乙醇、磷酸二氢铝、氧化镁、磷酸、聚乙烯醇缩丁醛、消泡剂和流平剂，制成防腐涂料，然后将防腐涂料均匀喷涂在生物质锅炉内壁上，喷涂3-5次，控制涂层的厚度在0.3-0.8mm，干燥后对表面进行修整，即可在生物质锅炉内壁形成防腐涂层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，通过多巴胺对氮化硼纳米片进行表面功能化处理，使得改性处理后的氮化硼纳米片可以更好的负载于聚氨酯开孔泡沫的三维骨架表面，然后以聚氨酯开孔泡沫为模板，采用浸涂的方式，将改性氮化硼纳米片负载于聚氨酯开孔泡沫的三维骨架表面，并通过高温碳化处理，从而获得表面负载有改性氮化硼纳米片的多孔碳材料，其中，多孔碳作为载体，其具有的骨架结构为主要的导热网络，以多孔碳骨架表面包覆的改性氮化硼纳米片为次级导热网络，从而形成具有高效双重三维导热网络结构的双导热复合物质，通过将其研磨成微粉后添加到涂层中，利用其具有的高导热性能，可以提高涂层中的传热效率，缩短了涂层受热面的升温时间，使得涂层受热均匀，从而可以避免涂层受热面局部高温导致的开裂，从而有助于提高涂层表面结构的致密性，保证了涂层具有长久高效的防腐效果。

本发明中，采用水热法合成二氧化钛纳米片，并通过金属铅离子掺杂的方式对二氧化钛纳米片进行改性，由于铅离子的掺杂位置位于二氧化钛的面内位置，铅离子的面内取代掺杂导致二氧化钛的两个晶面之间的距离减小，抑制了二氧化钛晶体的生长，使得二氧化钛的晶粒尺寸减小，从而形成小粒径的铅掺杂纳米片，然后以铅掺杂纳米片和纳米纤维素为原料，制成复合膜材料，并对其进行碳化处理，从而得到以碳纤维为载体，表面附着大量铅掺杂纳米片的铅掺杂纳米片复合纤维，该铅掺杂纳米片复合纤维添加到涂层中，相互之间缠绕交联形成三维网状的骨架结构，可以在涂层中起到支撑和保护的作用，起到了分散热应力的作用，增大了涂层对热应力的抵抗作用，并且可以阻止涂层中原生裂纹的发生和发展，消除以及减小微裂纹数量以及长度，使的涂层具有良好的致密结构完整性，并且由于铅掺杂纳米片的粒径较小，从而使得碳纤维表面的单位面积上可以附着更多的铅掺杂纳米片，利用铅掺杂纳米片的相互嵌插连接，可以提高铅掺杂纳米片复合纤维之间的交联强度，增强了骨架结构的稳定性，从而可以进一步提高涂层对热应力的抵抗作用。

本发明中，以聚乙烯吡咯烷酮为添加剂，硝酸氧锆和钨酸铵为原料，制得具有负热膨胀特性的粉末，其中，添加的聚乙烯吡咯烷酮使得粉末形貌发生变化，由无规则团聚体转变为小颗粒，然后通过球磨的方式，将其与铅掺杂纳米片复合纤维进行结合，利用负热膨胀粉末的膨胀系数为负值的特性，将其与铅掺杂纳米片复合纤维结合后，可以有效的降低涂层中三维网状的骨架结构的热膨胀系数，使其具有低热膨胀系数，从而可以大大提高骨架结构的抗热冲击性能，从而使其在高温环境下可以保持结构的稳定性，从而有助于涂层长久致密性的维持。

本发明中，将配制的涂料喷涂在生物质锅炉内壁上，形成的涂层在高温下相界稳定，具有致密结构，可以有效的阻隔氧化物质、酸碱以及有机溶剂的侵入，具有很好的防腐蚀的作用效果，从而使得形成的涂层可以长久的对生物质锅炉内壁起到保护作用。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

生物质锅炉内壁防腐涂层，所述涂层使用的涂料包括如下重量份组分：乙醇80份、磷酸二氢铝5份、氧化镁2份、磷酸5份、聚乙烯醇缩丁醛3份、负热膨胀粉末5份、双导热复合微粉30份、铅掺杂纳米片复合纤维10份、有机硅消泡剂1份、有机硅流平剂2份、玻璃微珠5份、滑石粉2份。

其中，负热膨胀粉末的制备方法如下：

（1）以硝酸氧锆和钨酸铵为原料，分别配制50mL浓度为0.2mol/L的硝酸氧锆溶液以及100mL浓度为0.15mol/L的钨酸铵溶液，将二者依次缓慢滴加到15mL蒸馏水中，在滴加的同时用磁力搅拌器搅拌，得到混合溶液；

（2）向混合溶液中加入适量的聚乙烯吡咯烷酮，控制聚乙烯吡咯烷酮的添加量为混合溶液重量的0.2%，继续搅拌10h后，加入浓度为0.05mol/L的盐酸回流45h，盐酸的用量占混合液体积的18%，待回流结束后，静置20d，洗涤干燥后经610℃热处理5h，得到负热膨胀粉末。

其中，双导热复合微粉的制备方法如下：

（1）称取2g氮化硼加入到200mL异丙醇中，在200W下超声搅拌5h，得到分散液，静置1h后以2000r/min离心20min，将上层清液真空抽滤后烘干，将得到的产物加入到pH为8的Tris缓冲液中，控制产物与Tris缓冲液的用量比例为1g：800mL，在200W下超声搅拌1h，再加入盐酸多巴胺于60℃水浴条件下以50r/min搅拌5h，控制产物与盐酸多巴胺的质量比为1：3，待搅拌结束后冷却至室温，用去离子水反复冲洗后烘干，得到改性氮化硼纳米片；

（2）将改性氮化硼纳米片分散于去离子水中，配置成2mg/mL的分散液，将PU开孔泡沫逐次在分散液中浸涂并干燥，重复3次，将得到的复合泡沫置于模具中，在170℃和10MPa条件下热压10min，然后将其破碎后置于管式炉中，在氮气气氛下，以2℃/min的升温速率加热至1300℃，热处理3h，随炉冷却至室温，研磨后得到双导热复合微粉。

其中，铅掺杂纳米片复合纤维的制备方法如下：

（1）将50mL钛酸四丁酯和8mL氢氟酸混合后以100r/min持续搅拌10min，然后向混合液中加入50μL浓度为10g/L的氯化铅溶液，混匀后转移至反应釜中，在180℃下加热24h，将得到的产物经离心、去离子水和乙醇反复洗涤后，在60℃烘箱中干燥5h，得到铅掺杂纳米片；

（2）用去离子水，将质量分数为2%的纳米纤维素凝胶稀释至0.2wt%，然后在10000r/min下剪切搅拌5min，得到分散液，将铅掺杂纳米片加入到分散液中，控制铅掺杂纳米片与分散液的用量比例为1g：80mL，在200W下超声处理10min，经抽滤后用去离子水进行反复冲洗，烘干后置于管式炉中，在氮气气氛下，以1℃/min的升温速率加热至700℃，热处理2h，随炉冷却至室温，即可得到铅掺杂纳米片复合纤维。

生物质锅炉内壁防腐涂层的制备工艺，具体包括如下步骤：

（1）按重量份计，分别称取原料，将负热膨胀粉末与铅掺杂纳米片复合纤维混合后倒入球磨罐中，控制球料比为3：1，在200r/min下球磨3h，待球磨结束后，得到混合料，备用；

（2）将双导热复合微粉、玻璃微珠、滑石粉与混合料混匀，加入乙醇、磷酸二氢铝、氧化镁、磷酸、聚乙烯醇缩丁醛、有机硅消泡剂和有机硅流平剂，制成防腐涂料，然后将防腐涂料均匀喷涂在生物质锅炉内壁上，喷涂3次，控制涂层的厚度在0.3mm，干燥后对表面进行修整，即可在生物质锅炉内壁形成防腐涂层。

实施例2

生物质锅炉内壁防腐涂层，所述涂层使用的涂料包括如下重量份组分：乙醇100份、磷酸二氢铝7份、氧化镁3份、磷酸6份、聚乙烯醇缩丁醛5份、负热膨胀粉末6份、双导热复合微粉35份、铅掺杂纳米片复合纤维15份、有机硅消泡剂2份、有机硅流平剂3份、玻璃微珠7份、滑石粉5份。

其中，负热膨胀粉末的制备方法如下：

（1）以硝酸氧锆和钨酸铵为原料，分别配制60mL浓度为0.3mol/L的硝酸氧锆溶液以及130mL浓度为0.2mol/L的钨酸铵溶液，将二者依次缓慢滴加到20mL蒸馏水中，在滴加的同时用磁力搅拌器搅拌，得到混合溶液；

（2）向混合溶液中加入适量的聚乙烯吡咯烷酮，控制聚乙烯吡咯烷酮的添加量为混合溶液重量的0.5%，继续搅拌12h后，加入浓度为0.07mol/L的盐酸回流48h，盐酸的用量占混合液体积的20%，待回流结束后，静置23d，洗涤干燥后经630℃热处理6h，得到负热膨胀粉末。

其中，双导热复合微粉的制备方法如下：

（1）称取5g氮化硼加入到300mL异丙醇中，在300W下超声搅拌7h，得到分散液，静置3h后以3000r/min离心25min，将上层清液真空抽滤后烘干，将得到的产物加入到pH为8.5的Tris缓冲液中，控制产物与Tris缓冲液的用量比例为1g：1000mL，在300W下超声搅拌2h，再加入盐酸多巴胺于65℃水浴条件下以70r/min搅拌6h，控制产物与盐酸多巴胺的质量比为1：3.5，待搅拌结束后冷却至室温，用去离子水反复冲洗后烘干，得到改性氮化硼纳米片；

（2）将改性氮化硼纳米片分散于去离子水中，配置成3mg/mL的分散液，将PU开孔泡沫逐次在分散液中浸涂并干燥，重复4次，将得到的复合泡沫置于模具中，在180℃和13MPa条件下热压20min，然后将其破碎后置于管式炉中，在氮气气氛下，以3℃/min的升温速率加热至1400℃，热处理4h，随炉冷却至室温，研磨后得到双导热复合微粉。

其中，铅掺杂纳米片复合纤维的制备方法如下：

（1）将70mL钛酸四丁酯和10mL氢氟酸混合后以150r/min持续搅拌20min，然后向混合液中加入70μL浓度为20g/L的氯化铅溶液，混匀后转移至反应釜中，在190℃下加热26h，将得到的产物经离心、去离子水和乙醇反复洗涤后，在70℃烘箱中干燥7h，得到铅掺杂纳米片；

（2）用去离子水，将质量分数为2.5%的纳米纤维素凝胶稀释至0.3wt%，然后在15000r/min下剪切搅拌8min，得到分散液，将铅掺杂纳米片加入到分散液中，控制铅掺杂纳米片与分散液的用量比例为1g：100mL，在300W下超声处理15min，经抽滤后用去离子水进行反复冲洗，烘干后置于管式炉中，在氮气气氛下，以2℃/min的升温速率加热至750℃，热处理2.5h，随炉冷却至室温，即可得到铅掺杂纳米片复合纤维。

生物质锅炉内壁防腐涂层的制备工艺，具体包括如下步骤：

（1）按重量份计，分别称取原料，将负热膨胀粉末与铅掺杂纳米片复合纤维混合后倒入球磨罐中，控制球料比为4：1，在260r/min下球磨4h，待球磨结束后，得到混合料，备用；

（2）将双导热复合微粉、玻璃微珠、滑石粉与混合料混匀，加入乙醇、磷酸二氢铝、氧化镁、磷酸、聚乙烯醇缩丁醛、有机硅消泡剂和有机硅流平剂，制成防腐涂料，然后将防腐涂料均匀喷涂在生物质锅炉内壁上，喷涂4次，控制涂层的厚度在0.5mm，干燥后对表面进行修整，即可在生物质锅炉内壁形成防腐涂层。

实施例3

生物质锅炉内壁防腐涂层，所述涂层使用的涂料包括如下重量份组分：乙醇120份、磷酸二氢铝10份、氧化镁5份、磷酸10份、聚乙烯醇缩丁醛8份、负热膨胀粉末10份、双导热复合微粉40份、铅掺杂纳米片复合纤维20份、有机硅消泡剂3份、有机硅流平剂5份、玻璃微珠10份、滑石粉7份。

其中，负热膨胀粉末的制备方法如下：

（1）以硝酸氧锆和钨酸铵为原料，分别配制80mL浓度为0.4mol/L的硝酸氧锆溶液以及160mL浓度为0.35mol/L的钨酸铵溶液，将二者依次缓慢滴加到24mL蒸馏水中，在滴加的同时用磁力搅拌器搅拌，得到混合溶液；

（2）向混合溶液中加入适量的聚乙烯吡咯烷酮，控制聚乙烯吡咯烷酮的添加量为混合溶液重量的0.8%，继续搅拌15h后，加入浓度为0.08mol/L的盐酸回流50h，盐酸的用量占混合液体积的23%，待回流结束后，静置25d，洗涤干燥后经650℃热处理8h，得到负热膨胀粉末。

其中，双导热复合微粉的制备方法如下：

（1）称取6g氮化硼加入到500mL异丙醇中，在400W下超声搅拌10h，得到分散液，静置5h后以5000r/min离心30min，将上层清液真空抽滤后烘干，将得到的产物加入到pH为9的Tris缓冲液中，控制产物与Tris缓冲液的用量比例为1g：1200mL，在400W下超声搅拌3h，再加入盐酸多巴胺于70℃水浴条件下以100r/min搅拌8h，控制产物与盐酸多巴胺的质量比为1：4，待搅拌结束后冷却至室温，用去离子水反复冲洗后烘干，得到改性氮化硼纳米片；

（2）将改性氮化硼纳米片分散于去离子水中，配置成5mg/mL的分散液，将PU开孔泡沫逐次在分散液中浸涂并干燥，重复5次，将得到的复合泡沫置于模具中，在190℃和15MPa条件下热压30min，然后将其破碎后置于管式炉中，在氮气气氛下，以5℃/min的升温速率加热至1450℃，热处理5h，随炉冷却至室温，研磨后得到双导热复合微粉。

其中，铅掺杂纳米片复合纤维的制备方法如下：

（1）将80mL钛酸四丁酯和13mL氢氟酸混合后以160r/min持续搅拌30min，然后向混合液中加入80μL浓度为30g/L的氯化铅溶液，混匀后转移至反应釜中，在200℃下加热30h，将得到的产物经离心、去离子水和乙醇反复洗涤后，在80℃烘箱中干燥10h，得到铅掺杂纳米片；

（2）用去离子水，将质量分数为3%的纳米纤维素凝胶稀释至0.5wt%，然后在16000r/min下剪切搅拌10min，得到分散液，将铅掺杂纳米片加入到分散液中，控制铅掺杂纳米片与分散液的用量比例为1g：120mL，在500W下超声处理20min，经抽滤后用去离子水进行反复冲洗，烘干后置于管式炉中，在氮气气氛下，以3℃/min的升温速率加热至800℃，热处理3h，随炉冷却至室温，即可得到铅掺杂纳米片复合纤维。

生物质锅炉内壁防腐涂层的制备工艺，具体包括如下步骤：

（1）按重量份计，分别称取原料，将负热膨胀粉末与铅掺杂纳米片复合纤维混合后倒入球磨罐中，控制球料比为5：1，在300r/min下球磨5h，待球磨结束后，得到混合料，备用；

（2）将双导热复合微粉、玻璃微珠、滑石粉与混合料混匀，加入乙醇、磷酸二氢铝、氧化镁、磷酸、聚乙烯醇缩丁醛、有机硅消泡剂和有机硅流平剂，制成防腐涂料，然后将防腐涂料均匀喷涂在生物质锅炉内壁上，喷涂5次，控制涂层的厚度在0.8mm，干燥后对表面进行修整，即可在生物质锅炉内壁形成防腐涂层。

对比例1：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，不含有负热膨胀粉末。

对比例2：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，不含有铅掺杂纳米片复合纤维。

对比例3：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，铅掺杂纳米片复合纤维的制备过程中，未加入氯化铅溶液。

对比例4：本对比例与实施例1基本相同，不同之处在于，不含有双导热复合微粉。

测试试验：

耐腐蚀性：向生物质锅炉内通入酸雾，30d天后检测生物质锅炉内壁的腐蚀程度；

耐高温性：向生物质锅炉内通入1000℃高温气体，15d后检测生物质锅炉内壁每平米内的涂层的开裂数量；

涂层硬度：待生物质锅炉内壁防腐涂层干燥固化后，检测该涂层硬度。

以上各实施例和对比例制得的生物质锅炉内壁防腐涂层的性能测试结果如表1所示。

表1

	腐蚀面积/%	锅炉内壁裂纹数量	涂层硬度/HB
				实施例1	1.7	4	40
实施例2	1.2	1	43
				实施例3	1.4	2	42
对比例1	5.9	28	37
				对比例2	9.5	42	33
对比例3	8.7	37	35
				对比例4	7.3	31	36

通过上述测试结果可知，在生物质锅炉内壁的防腐涂料中加入负热膨胀粉末、双导热复合微粉以及铅掺杂纳米片复合纤维，可以显著提高防腐涂层的抗热冲击性能，使防腐涂层在高温环境下可以保持结构的稳定性，从而有助于防腐涂层长久致密性的维持，使得生物质锅炉内壁的防腐涂料可以为锅炉内壁提供长久高效的防腐保护，并且防腐涂层还具有高硬度，可以减少锅炉在工作时，烟气中携带的颗粒物质对涂层造成的摩擦损伤。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.生物质锅炉内壁防腐涂层，其特征在于，所述涂层使用的涂料包括如下重量份组分：乙醇80-120份、磷酸二氢铝5-10份、氧化镁2-5份、磷酸5-10份、聚乙烯醇缩丁醛3-8份、负热膨胀粉末5-10份、双导热复合微粉30-40份、铅掺杂纳米片复合纤维10-20份、消泡剂1-3份、流平剂2-5份、玻璃微珠5-10份、滑石粉2-7份；

其中，所述负热膨胀粉末的制备方法如下：

（1）分别配制硝酸氧锆溶液以及钨酸铵溶液，将二者依次缓慢滴加到蒸馏水中，在滴加的同时用磁力搅拌器搅拌，得到混合溶液；

（2）向混合溶液中加入适量的聚乙烯吡咯烷酮，继续搅拌10-15h后，加入盐酸回流45-50h，待回流结束后，静置20-25d，洗涤干燥后经610-650℃热处理5-8h，得到负热膨胀粉末；

所述双导热复合微粉的制备方法如下：

（1）将氮化硼加入到异丙醇中，超声搅拌后得到分散液，静置1-5h后离心，将上层清液真空抽滤后烘干，将得到的产物加入到pH为8-9的Tris缓冲液中继续超声搅拌，再加入盐酸多巴胺于60-70℃水浴条件下搅拌5-8h，待搅拌结束后冷却至室温，用去离子水反复冲洗后烘干，得到改性氮化硼纳米片；

（2）将改性氮化硼纳米片分散于去离子水中，配置成分散液，将PU开孔泡沫逐次在分散液中浸涂并干燥，重复3-5次，将得到的复合泡沫置于模具中热压10-30min，然后将其破碎后置于管式炉中，在氮气气氛下加热处理3-5h，随炉冷却至室温，研磨后得到双导热复合微粉；

所述铅掺杂纳米片复合纤维的制备方法如下：

（1）将钛酸四丁酯和氢氟酸混合后搅拌混匀，然后向混合液中加入适量的氯化铅溶液，混匀后转移至反应釜中，在180-200℃下加热24-30h，将得到的产物经离心、去离子水和乙醇反复洗涤后，烘干后得到铅掺杂纳米片；

（2）用去离子水，将质量分数为2-3%的纳米纤维素凝胶稀释至0.2-0.5wt%，剪切搅拌后得到分散液，将铅掺杂纳米片加入到分散液中，超声处理10-20min，经抽滤后用去离子水进行反复冲洗，烘干后置于管式炉中，在氮气气氛下热处理2-3h，随炉冷却至室温，即可得到铅掺杂纳米片复合纤维。

2.权利要求1所述的生物质锅炉内壁防腐涂层，其特征在于，所述硝酸氧锆溶液以及钨酸铵溶液的浓度分别为0.2-0.4mol/L和0.15-0.35mol/L；

所述硝酸氧锆溶液、钨酸铵溶液以及蒸馏水的体积比为（50-80）：（100-160）：（15-24）；

所述聚乙烯吡咯烷酮的添加量为混合溶液重量的0.2-0.8%；

所述盐酸的浓度为0.05-0.08mol/L，用量占混合液体积的18-23%。

3.权利要求1所述的生物质锅炉内壁防腐涂层，其特征在于，所述双导热复合微粉的制备方法的步骤（1）中，所述氮化硼与异丙醇的用量比例为（2-6）g：（200-500）mL；

所述产物与Tris缓冲液的用量比例为1g：（800-1200）mL；

所述产物与盐酸多巴胺的质量比为1：3-4。

4.权利要求1所述的生物质锅炉内壁防腐涂层，其特征在于，所述双导热复合微粉的制备方法的步骤（2）中，所述分散液的浓度为2-5mg/mL；

所述热压在170-190℃和10-15MPa条件下进行；

所述加热处理的温度为1300-1450℃。

5.权利要求1所述的生物质锅炉内壁防腐涂层，其特征在于，所述铅掺杂纳米片复合纤维的制备方法的步骤（1）中，所述钛酸四丁酯、氢氟酸以及氯化铅溶液的体积比为（50-80）mL：（8-13）mL：（50-80）μL；

所述氯化铅溶液的浓度为10-30g/L。

6.权利要求1所述的生物质锅炉内壁防腐涂层，其特征在于，所述铅掺杂纳米片复合纤维的制备方法的步骤（2）中，所述铅掺杂纳米片与分散液的用量比例为1g：（80-120）mL；

所述热处理的温度为700-800℃。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的生物质锅炉内壁防腐涂层的制备工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：

（1）按重量份计，分别称取原料，将负热膨胀粉末与铅掺杂纳米片复合纤维混合后倒入球磨罐中，控制球料比为3-5：1，球磨3-5h，待球磨结束后，得到混合料，备用；

（2）将双导热复合微粉、玻璃微珠、滑石粉与混合料混匀，加入乙醇、磷酸二氢铝、氧化镁、磷酸、聚乙烯醇缩丁醛、消泡剂和流平剂，制成防腐涂料，然后将防腐涂料均匀喷涂在生物质锅炉内壁上，喷涂3-5次，控制涂层的厚度在0.3-0.8mm，干燥后对表面进行修整，即可在生物质锅炉内壁形成防腐涂层。