本發(fā)明屬于高溫?zé)o機(jī)涂料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋁液攪拌用耐高溫耐蝕無機(jī)涂料。

背景技術(shù)：

近五十年來，鋁已經(jīng)成為世界上廣泛應(yīng)用的金屬之一。在建筑業(yè)上，鋁加工成鋁合金后廣泛的應(yīng)用于金屬門、窗、樓梯扶手等；在航空系國(guó)防軍工部門也大量使用鋁合金材料；在電力輸送常用高強(qiáng)度鋼線補(bǔ)強(qiáng)的鋁纜；此外，汽車制造、日常用品、機(jī)械設(shè)備等領(lǐng)域也都大量使用鋁合金。為了提高生產(chǎn)效率及生產(chǎn)品質(zhì)，鋁在快速熔融的同時(shí)需使用攪拌裝置，使得鋁液里的各種元素更加均勻。

目前生產(chǎn)過程中，用于鋁液攪拌的工具通常使用造價(jià)便宜的碳鋼或石墨制備而成，兩者雖均已產(chǎn)業(yè)化，但其直接與高溫鋁液接觸，腐蝕嚴(yán)重、燒損較大，會(huì)大大縮短攪拌工具的使用壽命，且易污染鋁液。中國(guó)專利（CN 103938046A、CN 103938051A）公開的一種耐鋁液腐蝕的金屬陶瓷材料，是一種替代現(xiàn)有鋁液攪拌工具的新型耐鋁液腐蝕材料，但其制備溫度高于1000℃。而本發(fā)明提供了一種鋁液攪拌用耐高溫耐蝕無機(jī)涂料，其只需涂裝在現(xiàn)有的攪拌工具上即可，使用方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鋁液攪拌用耐高溫耐蝕無機(jī)涂料，其耐鋁液腐蝕性能良好，且施工方便，適用于鋁液攪拌工具的表面涂覆。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種鋁液攪拌用耐高溫耐蝕無機(jī)涂料，其所用原料按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為：A組分玻璃45-65%、B組分玻璃10-20%、蛭石粉2-10%、鎳粉5-25%、分散劑1-5%、高溫粘結(jié)劑5-15%，上述各原料的重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。

所用各原料粒度小于45μm。其中，A組分玻璃的原料組成按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為：碳酸鍶20-30%、碳酸鈣20-30%、二氧化硅30-45%、硼酸5-15%、氧化鋁2-10%，其重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。

B組分玻璃的原料組成按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為：氧化鋁5-15%、硼酸35-50%、碳酸鈉5-15%、氧化鋅25-40%、二氧化硅2-10%，其重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。

所述鎳粉的密度為8.9 g/cm³。

所述分散劑為聚丙烯酸酯。

所述高溫粘結(jié)劑為有機(jī)硅樹脂。

所述鋁液攪拌用耐高溫耐蝕無機(jī)涂料適用于普通碳鋼或低合金鋼材質(zhì)制備的攪拌頭表面的涂覆；其具體包括以下操作：

1）配料；按配比稱取A組分玻璃、B組分玻璃、蛭石粉、鎳粉、分散劑及高溫粘結(jié)劑，然后將其于90~100℃烘干12h，以減小配料誤差；

2）攪拌；將配料后的各原料攪拌均勻，形成均勻的漿料；

3）表面清理：對(duì)攪拌頭表面進(jìn)行除銹、除油及去除氧化層處理；

4）涂覆；使用刷子或噴槍將所得漿料涂覆在攪拌頭表面；

5）干燥；將涂覆好的攪拌頭放置在100℃烘箱內(nèi)干燥0.5-2h，使?jié){料附著在攪拌頭表面；

6）燒結(jié)；分別在550~700℃、750~800℃各保溫?zé)Y(jié)0.5-2h后取出，即得。

本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）本發(fā)明中A組分玻璃為高溫玻璃，B組分玻璃為軟化點(diǎn)較低的低溫玻璃。在燒結(jié)過程中，B組分玻璃在550-700℃間液化流平，填充孔隙，提高致密度；而當(dāng)溫度達(dá)750~800℃后，A組分玻璃開始液化流平，二次填充孔隙，進(jìn)一步提高涂層的致密度；通過二次流平，可有效提高涂層的致密度。

（2）本發(fā)明通過添加高密度（8.9 g/cm³）的鎳粉，使其在玻璃液化過程中均勻分散在工件表面，防止表面張力引起的液面收縮，從而起到固位燒結(jié)的作用；同時(shí)，加入的鎳粉在高溫下可與玻璃網(wǎng)絡(luò)相互作用，形成B-O-Ni化學(xué)鍵，從而構(gòu)成致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

（3）本發(fā)明無機(jī)涂料制備的涂層具有玻璃態(tài)的光澤，其硬度高，耐鋁液腐蝕性好，附著力強(qiáng)，致密度高，達(dá)到了實(shí)用化和工業(yè)化的條件。

（4）本發(fā)明無機(jī)涂料可制成漿料，施工可直接噴涂或涂刷，其操作簡(jiǎn)單、節(jié)能，且可采用常溫固化，長(zhǎng)期耐受溫度可達(dá)800℃。

附圖說明

圖1為無機(jī)涂料燒結(jié)后工件表面的效果圖。

圖2為添加0%（a）和13%（b）鎳粉燒結(jié)后涂層的¹¹B-NMR圖。

具體實(shí)施方式

一種鋁液攪拌用耐高溫耐蝕無機(jī)涂料，其所用原料按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為：A組分玻璃45-65%、B組分玻璃10-20%、蛭石粉2-10%、鎳粉5-25%、分散劑1-5%、高溫粘結(jié)劑5-15%，上述各原料的重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。

所用各原料粒度小于45μm。其中，A組分玻璃的原料組成按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為：碳酸鍶20-30%、碳酸鈣20-30%、二氧化硅30-45%、硼酸5-15%、氧化鋁2-10%，其重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。

B組分玻璃的原料組成按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為：氧化鋁5-15%、硼酸35-50%、碳酸鈉5-15%、氧化鋅25-40%、二氧化硅2-10%，其重量百分?jǐn)?shù)之和為100%。

所述鎳粉的密度為8.9 g/cm³。

所述分散劑為聚丙烯酸酯。

所述高溫粘結(jié)劑為有機(jī)硅樹脂。

所述鋁液攪拌用耐高溫耐蝕無機(jī)涂料適用于普通碳鋼或低合金鋼材質(zhì)制備的攪拌頭表面的涂覆；其具體包括以下操作：

1）配料；按配比稱取A組分玻璃、B組分玻璃、蛭石粉、鎳粉、分散劑及高溫粘結(jié)劑，然后將其于90~100℃烘干12h，以減小配料誤差；

2）攪拌；將配料后的各原料攪拌均勻，形成均勻的漿料；

3）表面清理：對(duì)攪拌頭表面進(jìn)行除銹、除油及去除氧化層處理；

4）涂覆；使用刷子或噴槍將所得漿料涂覆在攪拌頭表面；

5）干燥；將涂覆好的攪拌頭放置在100℃烘箱內(nèi)干燥0.5-2h，使?jié){料附著在攪拌頭表面；

6）燒結(jié)；分別在550~700℃、750~800℃各保溫?zé)Y(jié)0.5-2h后取出，即得。

步驟2）的攪拌工序中，還可根據(jù)需要加入稀釋劑，以調(diào)整漿料粘度。

步驟3）的表面清理工作可采用噴砂或砂紙打磨等方法進(jìn)行。

步驟6）燒結(jié)過程可采用快速升溫，升溫速度可達(dá)10~15℃/min；燒結(jié)后攪拌頭可直接取出，無需冷卻至室溫。

為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所述的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。

表1 實(shí)施例1-5制備無機(jī)涂料的組分配比表（重量百分?jǐn)?shù)%）

實(shí)施例1

按照表1配比分別稱取一定量的A組分玻璃、B組分玻璃、蛭石粉、鎳粉、聚丙烯酸酯、有機(jī)硅樹脂，并按照前述步驟依次進(jìn)行配比、攪拌、表面清理、涂覆、干燥等工序，干燥后的樣品置于程控爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)條件為550℃、750℃各保溫?zé)Y(jié)2h；其中，A組分玻璃的原料組成為：碳酸鍶20%、碳酸鈣30%、二氧化硅30%、硼酸15%、氧化鋁5%，B組分玻璃的原料組成為：氧化鋁5%、硼酸35%、碳酸鈉15%、氧化鋅40%、二氧化硅5%。

實(shí)施例2

按照表1配比分別稱取一定量的A組分玻璃、B組分玻璃、蛭石粉、鎳粉、聚丙烯酸酯、有機(jī)硅樹脂，并按照前述步驟依次進(jìn)行配比、攪拌、表面清理、涂覆、干燥等工序，干燥后的樣品置于程控爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)條件為600℃、760℃各保溫?zé)Y(jié)1.5h；其中，A組分玻璃的原料組成為：碳酸鍶30%、碳酸鈣20%、二氧化硅35%、硼酸13%、氧化鋁2%，B組分玻璃的原料組成為：氧化鋁10%、硼酸50%、碳酸鈉5%、氧化鋅25%、二氧化硅10%。

實(shí)施例3

按照表1配比分別稱取一定量的A組分玻璃、B組分玻璃、蛭石粉、鎳粉、聚丙烯酸酯、有機(jī)硅樹脂，并按照前述步驟依次進(jìn)行配比、攪拌、表面清理、涂覆、干燥等工序，干燥后的樣品置于程控爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)條件為650℃、780℃各保溫?zé)Y(jié)1h；其中，A組分玻璃的原料組成為：碳酸鍶25%、碳酸鈣25%、二氧化硅35%、硼酸5%、氧化鋁10%，B組分玻璃的原料組成為：氧化鋁10%、硼酸50%、碳酸鈉8%、氧化鋅30%、二氧化硅2%。

實(shí)施例4

按照表1配比分別稱取一定量的A組分玻璃、B組分玻璃、蛭石粉、鎳粉、聚丙烯酸酯、有機(jī)硅樹脂，并按照前述步驟依次進(jìn)行配比、攪拌、表面清理、涂覆、干燥等工序，干燥后的樣品置于程控爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)條件為680℃、780℃各保溫?zé)Y(jié)1h；其中，A組分玻璃的原料組成為：碳酸鍶28%、碳酸鈣22%、二氧化硅32%、硼酸12%、氧化鋁6%，B組分玻璃的原料組成為：氧化鋁15%、硼酸40%、碳酸鈉12%、氧化鋅26%、二氧化硅7%。

實(shí)施例5

按照表1配比分別稱取一定量的A組分玻璃、B組分玻璃、蛭石粉、鎳粉、聚丙烯酸酯、有機(jī)硅樹脂，并按照前述步驟依次進(jìn)行配比、攪拌、表面清理、涂覆、干燥等工序，干燥后的樣品置于程控爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)條件為700℃、800℃各保溫?zé)Y(jié)0.5h；其中，A組分玻璃的原料組成為：碳酸鍶22%、碳酸鈣23%、二氧化硅40%、硼酸10%、氧化鋁5%，B組分玻璃的原料組成為：氧化鋁8%、硼酸45%、碳酸鈉10%、氧化鋅28%、二氧化硅9%。

表2 實(shí)施例1-5所得涂層抗鋁液腐蝕的檢驗(yàn)結(jié)果

表2為實(shí)施例1-5所得涂層抗鋁液腐蝕的檢驗(yàn)結(jié)果。由表2可見，實(shí)施例1原料配方所形成的耐蝕涂層能有效延緩鋁液腐蝕，但在10天后逐漸失效；實(shí)施例2原料配方所形成的耐蝕涂層能有效延緩鋁液腐蝕，但在30天后開始失效；實(shí)施例3原料配方所形成的耐蝕涂層能有效延緩鋁液腐蝕，但在10天后出現(xiàn)的輕度腐蝕；實(shí)施例4原料配方所形成的耐蝕涂層能有效延緩鋁液腐蝕，30天后仍能保護(hù)基體不被鋁液腐蝕；實(shí)施例5原料配方所形成的耐蝕涂層能有效延緩鋁液腐蝕，30天后依然保持完整。

圖2為添加0%（a）和13%（b）鎳粉燒結(jié)后涂層的¹¹B-NMR圖。由圖2可證實(shí)B-O-Ni化學(xué)鍵的生成。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。