專利名稱：鋁電解槽用陰極的硼化鈦涂層配方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與鋁電解槽陰極有關(guān)，涉及到呋喃樹脂類TiB2陰極涂層糊料的成分和含量。
由于TiB2能與鋁液完全潤濕，且具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，而成為制造鋁電解槽用可潤濕性惰性陰極的首選材料。已有的TiB2陰極涂層糊料配方主要包括粉狀TiB2、熱固性樹脂、固化劑及溶劑等。固化劑的成分主要是無機酸乙脂(磷酸乙脂、硫酸乙脂等)。混有TiB2粉末的樹脂在固化劑的作用下，高溫固化。隨著溫度的升高，樹脂交聯(lián)、聚合成為不溶、不熔的固體，從而起到將TiB2粘接在炭素陰極表面的作用。固化速度及固化反應(yīng)的劇烈程度會對涂層形貌的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。固化速度越快，反應(yīng)越劇烈，涂層的裂紋和孔隙就越大。以無機酸乙脂為固化劑的TiB2陰極涂層，固化反應(yīng)主要集中在160℃-240℃溫度段進(jìn)行劇烈反應(yīng)。為了減緩固化反應(yīng)的劇烈程度，減少涂層的形變，現(xiàn)行的措施是降低固化升溫速度，延長加熱時間達(dá)35小時以上。這種辦法的直接后果就是增加能耗，浪費時間。因此，已有的TiB2涂層與陰極炭素基體的熱膨脹率存在較大的差異，熱應(yīng)力大，涂層容易塊狀脫落。
為了克服上述鋁電解槽用陰極硼化鈦的缺陷，而改進(jìn)一種涂層形變小，粘接強度大，不脫落，固化反應(yīng)溫度范圍寬的硼化鈦涂層。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種改進(jìn)的TiB2涂層配方及其固化、炭化升溫制度。
其特征在于
表1涂層糊料配方
控制如下工藝參數(shù)，可獲得固化反應(yīng)溫度范圍寬，形變小，粘接強度大，不脫落的硼化鈦涂層。
固化升溫制度如下25-60℃13℃/h；60-120℃6℃/h；120-180℃10℃/h；180-220℃7℃/h；
涂層炭化升溫制度25-300℃25℃/h；300-600℃8℃/h；600-900℃12℃/h；本發(fā)明具有以下優(yōu)點①功能材料TiB2的粒度小，只有3～10μm有利于提高涂層的耐磨性；②在陰極涂層中添加電解鋁用半石墨質(zhì)陰極碎，其結(jié)構(gòu)和組成與基本炭塊一致，縮小了涂層與陰極炭塊熱膨脹率的差異；③在陰極涂層添加對甲苯磺酸的固化劑，擴(kuò)大固化反應(yīng)溫度范圍，從原來的160℃-240℃變?yōu)?0℃-220℃，使固化變?yōu)橐粋€逐步反應(yīng)過程，降低反應(yīng)劇烈程度，減少涂層的形變；④縮短了固化時間，將35小時以上的固化時間縮短至24小時，達(dá)到了節(jié)能增效的目的；⑤使用本發(fā)明得到了鋁電解槽用形變小、粘接強度大(參照GB-8721-88測定陰極涂層的抗拉強度)，不脫落的TiB2陰極涂層。
下面結(jié)合實施例作進(jìn)一步的說明實例1實例TiB2陰極涂層糊料配方見表2。
表2涂層糊料配方
將表2中的各物料混合成糊料，涂抹于炭素陰極上，按上節(jié)所述的固化、炭化升溫制度加熱得陰極涂層。所得陰極涂層無裂紋，不脫落，粘接強度大于鋁電解用炭素陰極的抗拉強度，＞2.7MPa。
權(quán)利要求
1.鋁電解槽用陰極硼化鈦涂層配方，其特征在于表1涂層糊料配方
2.鋁電解槽用陰極硼化鈦涂層配方，其特征在于表2實例糊料配方
全文摘要
鋁電解槽用陰極硼化鈦涂層配方在陰極涂層中添加電解鋁用半石墨質(zhì)陰極碎，縮小了涂層與陰極炭塊熱膨脹率的差異；在陰極涂層添加對甲苯磺酸復(fù)合固化劑，擴(kuò)大固化反應(yīng)溫度范圍，降低反應(yīng)劇烈程度，減少涂層的形變；本發(fā)明將35小時以上的固化時間縮短至24小時，達(dá)到了節(jié)能增效的目的；使用本發(fā)明得到了鋁電解槽用形變小、粘接強度大，不脫落的TiB
文檔編號C04B35/58GK1443875SQ02104910
公開日2003年9月24日 申請日期2002年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月8日
發(fā)明者李慶余, 李劼, 黃永忠, 賴延清, 楊建紅, 肖勁, 劉業(yè)翔 申請人:中南大學(xué)