CN116285443A - 一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于有色金属技术领域，尤其是涉及一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，其特征在于，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂0.1Wt％～6Wt％份，无机助剂0.1Wt～11Wt％份，片状六方氮化硼10Wt％～35Wt％份，余量为软化水。本发明氮化硼涂层均匀性较好，单次涂装厚度小于5～7倍原材料颗粒直径，可根据需要多次均匀涂装后不流滴，大大减少了氮化硼的使用量，减少了因多次使用辅助材料而引入杂质污染有色金属，同时更大程度减少金属流过/接触的耐火材料流道、石墨材质、氮化硅材质、碳化硅材质、耐火材料或前面所述复合材料等非金属材料及金属铸件等金属材料冷热冲击，延长相关设备的使用寿命，更可靠地保护精炼后液态铝。
Description
技术领域
本发明属于有色金属技术领域，尤其是涉及一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层及其制备方法。
背景技术
全球金属使用量最多的是黑色金属，黑色金属之后紧随时其后就是有色金属，有色金属中的铝是未来用途最广范：航空用铝，高铁用铝，新能源汽车用铝、3C用铝、军用铝，均对铝加工品质稳定性、可靠性、一致性有着极高要求，在铝加工中精炼铸造对辅助材料的要求也相应提出极高的要求，其中氮化硼其出色的不湿润特性、密度适中、不与有色金属反应特性，且对环境友好。其被公认最好的液态有色金属保护物质之一。
现有的氮化硼涂层在使用时，存在以下缺点：氮化硼涂层分散性不够，单次涂装后厚度超过原材料颗粒直径10倍以上，使用量增加；涂装均匀性难以保证，滴流现象比较多，形成作业杂质，影响金属品质，而且需要高温充分烘烤，浪费能源及工时，当高温烘烤不充分时，有可能影响有色金属品质，当添加辅助物的种类或量或成份比例不适合，脱落后会污染液态铝，同时影响脱模效果，上述问题都会造成铝制品表面夹杂、内部夹杂、内部气孔、阳极氧化后表面低/高反光等缺陷。
为此，我们提出一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层及其制备方法在本工序上大大减少上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足提供了一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层及其制备方法。
本发明提供如下技术方案：一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，其特征在于，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：
有机助剂0.1Wt％～6Wt％份，无机助剂0.1Wt～11Wt％份，片状六方氮化硼10Wt％～35Wt％份，余量为软化水。
优选的，所述有机助剂包括有机酸、基体表面处理剂，HO-基络合剂，抑泡剂，缩水剂的两种以上，所述无机助剂包括H3PO4，Al2O3，SiO2，TiO2，MgO2，COO，H2O的两种以上，所述片状六方氮化硼颗粒度为3～10μm,氧化硼含量≤0.1％，所述软化水由市政水源经多级过滤并软化而成。
优选的，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量0.1Wt％，无机助剂1Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％。
优选的，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量1Wt％，无机助剂3Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％。
优选的，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量2Wt％，无机助剂6Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％。
优选的，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量3Wt％，无机助剂8Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％。
优选的，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量4Wt％，无机助剂10Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％。
优选的，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量6Wt％，无机助剂12Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％。
优选的，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量6Wt％，无机助剂15Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％。
一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1、有机助剂制备：按既定比例有有机酸、基体表面处理剂，HO-基络合剂，抑泡剂，缩水剂等至少两种以上称量，按步骤加料桶里搅拌，搅拌速度为200～500R/min，时间：35～65min，静置24小时以后检查合格后入库备用；
S2、无机助剂制备：按既定比例干燥前含：H3PO4，Al2O3，SiO2，TiO2，MgO2，COO，H2O等至少两种化合物称量，按步骤加反应桶分散、溶化、反应，控制液体温度在50℃以内，搅拌速度为100～300R/min，搅拌时间为60～90min，得到分散带有着色或无着色无机助剂，检查合格后入库备用；
S3、充分混合：将有机助剂和无机助剂加入搅拌设备内搅拌分散，并检查团聚颗粒小于小于3倍原材料颗粒直径，将混合得到的涂料涂装后自然干燥。
与现有的技术相比，一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层及其制备方法的优点在于：
本发明氮化硼涂层均匀性较好，单次涂装厚度小于5～7倍原材料颗粒直径，可根据需要多次均匀涂装后不流滴，涂装后可根据需要烘烤到110℃或350℃或700℃不龟裂脱落，附着力好，一次涂装，至少使用2次以上，大大减少了氮化硼的使用量，减少了因多次使用辅助材料而引入杂质污染有色金属，同时更大程度减少金属流过/接触的耐火材料流道、石墨材质、氮化硅材质、碳化硅材质、耐火材料或前面所述复合材料等非金属材料及金属铸件等金属材料冷热冲击，延长相关设备的使用寿命，本发明之效果得以实现，更可靠地保护精炼后液态铝，大大地提高了有色金属加工品质的稳定性、可靠性、一致性。
具体实施方式
本发明提供了一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：
有机助剂0.1Wt％～6Wt％份，无机助剂0.1Wt～11Wt％份，片状六方氮化硼10Wt％～35Wt％份，余量为软化水。
有机助剂包括有机酸、基体表面处理剂，HO-基络合剂，抑泡剂，缩水剂的两种以上，无机助剂包括H3PO4，Al2O3，SiO2，TiO2，MgO2，COO，H2O的两种以上，片状六方氮化硼颗粒度为3～10μm,氧化硼含量≤0.1％，软化水由市政水源经多级过滤并软化而成。
实施例一
一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量0.1Wt％，无机助剂1Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％，一起加入搅拌设备内搅拌分散，搅拌分散并检查团聚颗粒小于3倍原材料颗粒直径，得到含氮化硼25Wt％涂层原浆，涂装后自然干燥后，350℃烘烤15min。
实施例二
一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量1Wt％，无机助剂3Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％，一起加入搅拌设备内搅拌分散，搅拌分散并检查团聚颗粒小于3倍原材料颗粒直径，得到含氮化硼Wt％25涂层原浆，涂装后自然干燥后，350℃烘烤15min。
实施例三
一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量2Wt％，无机助剂6Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％，一起加入搅拌设备内搅拌分散，搅拌分散并检查团聚颗粒小于3倍原材料颗粒直径，得到含氮化硼Wt％25涂层原浆，涂装后自然干燥后，350℃烘烤15min。
实施例四
一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量3Wt％，无机助剂8Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％，一起加入搅拌设备内搅拌分散，搅拌分散并检查团聚颗粒小于3倍原材料颗粒直径，得到含氮化硼Wt％25涂层原浆，涂装后自然干燥后，350℃烘烤15min。
实施例五
一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量4Wt％，无机助剂10Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％，一起加入搅拌设备内搅拌分散，搅拌分散并检查团聚颗粒小于3倍原材料颗粒直径，得到含氮化硼Wt％25涂层原浆，涂装后自然干燥后，350℃烘烤15min。
实施例六
一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量6Wt％，无机助剂12Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％，一起加入搅拌设备内搅拌分散，搅拌分散并检查团聚颗粒小于3倍原材料颗粒直径，得到含氮化硼Wt％25涂层原浆，涂装后自然干燥后，350℃烘烤15min。
实施例七
一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量6Wt％，无机助剂15Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％，一起加入搅拌设备内搅拌分散，搅拌分散并检查团聚颗粒小于3倍原材料颗粒直径，得到含氮化硼Wt％25涂层原浆，涂装后自然干燥后，350℃烘烤15min。
一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层的制备方法，包括以下步骤：
S1、有机助剂制备：按既定比例有有机酸、基体表面处理剂，HO-基络合剂，抑泡剂，缩水剂等至少两种以上称量，按步骤加料桶里搅拌，搅拌速度为200～500R/min，时间：35～65min，静置24小时以后检查合格后入库备用；
S2、无机助剂制备：按既定比例干燥前含：H3PO4，Al2O3，SiO2，TiO2，MgO2，COO，H2O等至少两种化合物称量，按步骤加反应桶分散、溶化、反应，控制液体温度在50℃以内，搅拌速度为100～300R/min，搅拌时间为60～90min，得到分散带有着色或无着色无机助剂，检查合格后入库备用；
S3、充分混合：将有机助剂和无机助剂加入搅拌设备内搅拌分散，并检查团聚颗粒小于3倍原材料颗粒直径，将混合得到的涂料涂装后自然干燥。
表1实施例1～7制备得到的无污染有色金属水性氮化硼涂料和市售的氮化硼涂料的性能测试结果。
备注：
1、标记◆超过不良标准值；标记▲为一般；标记△为良；标记○为较好；标记◎为优。
2、综合研判(D)：A、B、C当中，有一标记为▲，则综合研判为▲。
3、综合研判(D)：无黑色标记，但有△，则综合研判为○。
4、综合研判(D)：只有○和◎，则综合研判为◎。
5、综合研判(D)：只要有◆，则综合研判为◆。
解释：对有色金属影响数量(A)：为其它客观条件不变情况下，以预定的指标为参照实施例为变量统计结果。
附着力(B)：附着于被涂装表面的能力。
用量(C)TL：根据现场标准统计每一吨有色金属消耗涂层用量。
从表1中可以看出，本发明实施例3～5所制备的无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层其对有色金属影响数量、附着力和用量明显优于现有的氮化硼涂料涂层，且按照实施例4原料比例所制备的氮化硼涂料涂层其对有色金属影响数量、附着力和用量最优，为最佳配比
尽管已经示出和描了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，其特征在于，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：
有机助剂0.1Wt％～6Wt％份，无机助剂0.1Wt～11Wt％份，片状六方氮化硼10Wt％～35Wt％份，余量为软化水。
2.根据权利要求1所述的一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，其特征在于，所述有机助剂包括有机酸、基体表面处理剂，HO-基络合剂，抑泡剂，缩水剂的两种以上，所述无机助剂包括H3PO4，Al2O3，SiO2，TiO2，MgO2，COO，H2O的两种以上，所述片状六方氮化硼颗粒度为3～10μm,氧化硼含量≤0.1％，所述软化水由市政水源经多级过滤并软化而成。
3.根据权利要求1所述的一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，其特征在于，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量0.1Wt％，无机助剂1Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％。
4.根据权利要求1所述的一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，其特征在于，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量1Wt％，无机助剂3Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％。
5.根据权利要求1所述的一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，其特征在于，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量2Wt％，无机助剂6Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％。
6.根据权利要求1所述的一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，其特征在于，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量3Wt％，无机助剂8Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％。
7.根据权利要求1所述的一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，其特征在于，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量4Wt％，无机助剂10Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％。
8.根据权利要求1所述的一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，其特征在于，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量6Wt％，无机助剂12Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％。
9.根据权利要求1所述的一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层，其特征在于，按质量分数计，包括以下质量百分比的原料：有机助剂量6Wt％，无机助剂15Wt％，片状六方氮化硼中径与厚度比为7：1～3：1，25Wt％。
10.根据权利要求1-9所述的一种无污染有色金属水性氮化硼涂料涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、有机助剂制备：按既定比例有有机酸、基体表面处理剂，HO-基络合剂，抑泡剂，缩水剂等至少两种以上称量，按步骤加料桶里搅拌，搅拌速度为200～500R/min，时间：35～65min，静置24小时以后检查合格后入库备用；
S2、无机助剂制备：按既定比例干燥前含：H3PO4，Al2O3，SiO2，TiO2，MgO2，COO，H2O等至少两种化合物称量，按步骤加反应桶分散、溶化、反应，控制液体温度在50℃以内，搅拌速度为100～300R/min，搅拌时间为60～90min，得到分散带有着色或无着色无机助剂，检查合格后入库备用；
S3、充分混合：将有机助剂和无机助剂加入搅拌设备内搅拌分散，并检查团聚颗粒小于3倍原材料颗粒直径，将混合得到的涂料涂装后自然干燥。
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| CN103708843A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-09 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 氮化硼涂料及使用方法 |
| CN112521778A (zh) * | 2020-03-20 | 2021-03-19 | 山东晶亿新材料有限公司 | 一种六方氮化硼涂料及其制备方法和应用 |
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2023
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