專利名稱：一種耐高溫涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于涂料組合物領(lǐng)域。主要適用于高溫下使用的金屬部件、測溫管和電爐煉鋼石墨電極等。
耐高溫涂料廣泛地應(yīng)用于煙囪、高溫蒸汽管道、熱交換器、高溫爐、石油裂解設(shè)備、發(fā)動機(jī)部位及排氣管等方面。隨著航空、宇航事業(yè)的發(fā)展，耐高溫涂料的重要作用已引起世界各國的關(guān)注。耐高溫涂料種類繁多，以有機(jī)硅耐熱涂料和無機(jī)耐熱涂料最為常用。有機(jī)硅耐熱涂料能耐200-700℃，具有較好的耐熱性、耐水性、電絕緣性和良好的機(jī)械性能，但硬度低，耐燃性較差，價格較高。無機(jī)型耐熱涂料耐熱溫度可達(dá)400-1000℃，甚至更高；無機(jī)型耐熱涂料耐燃性好，硬度高，但漆膜較脆，在未完全固化之前耐水性不好，對底材的處理要求也嚴(yán)格。近年來，為了揚長避短，相互補充性能，往往采用有機(jī)樹脂與無機(jī)涂料進(jìn)行匹配或化學(xué)改性的無機(jī)一有機(jī)型耐熱涂料，這是耐熱涂料為今后的一個發(fā)展方向。但是對于耐1000℃以上的高溫保護(hù)涂料仍以無機(jī)型為主。
現(xiàn)有的各種耐1000℃以上的高溫保護(hù)涂料，如日本特許公告昭46-37273所示的耐熱涂料，以二氧化硅溶膠為粘結(jié)劑配制而成；U.S.Pat.3585052(1917)水溶性硅酸鹽為粘結(jié)劑配制的耐熱涂料。上述兩類涂料都有一個共同點就是在使用前基材必須進(jìn)行特殊處理，一方面需要烘干工序；另一方面烘干后與下一工序的時間間隔必須嚴(yán)格控制，否則粘結(jié)劑將水解。更加重要的是所涂敷的涂層從室溫進(jìn)入1000℃以上氣氛時，易起泡、開裂和脫落。另外，上述涂層在常溫下強(qiáng)度低，涂層易損傷。因此，這類涂料所制備的涂層耐急熱性能、高溫穩(wěn)定性以及強(qiáng)度難以達(dá)到長時間高溫保護(hù)的目的。
本發(fā)明的目的在于提供一種具有良好高溫穩(wěn)定性和耐急熱性能，以及較高的耐沖擊強(qiáng)度的耐高溫涂料。
針對上述目的，本發(fā)明耐高溫涂料的化學(xué)成分(重量％)為Al2O349.0-65.0％，鈍化劑為0.05-0.2％，H2O 0.05-2.0％，粘結(jié)劑34.0-50.0％。
鈍化劑為CrO3、KMnO4、K2Cr2O7中任一種；粘結(jié)劑為鈉玻璃、鉀玻璃或鈉-鉀玻璃三種水玻璃中任一種。且于三種水玻璃的模數(shù)≥2.8。
Al2O3粉末狀，且經(jīng)高溫處理。
Al2O3具有良好的耐磨性、耐沖刷侵蝕性和高溫化學(xué)穩(wěn)定性，并且還耐Fe、Co、Ni、Mn、Zn、Al等熔金屬的侵蝕。同時Al2O3還是有效的固化劑和改性劑，能與水溶性硅酸鹽進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)改性，反應(yīng)結(jié)果生成一定的金屬硅酸鹽，成膜后能形成硅酸鹽的復(fù)鹽及復(fù)雜的絡(luò)合物，從而阻止了硅酸鹽的加水分解，提高了耐水性和穩(wěn)定性。
CrO3、KMnO4、K2Cr2O7作為鈍化劑可提高涂層在高溫下抗涂層中鈉和鉀離子對金屬基體的點腐蝕能力。
本發(fā)明耐高溫涂料的配制和使用方法如下先將CrO3、KMnO4或K2Cr2O7鈍化劑與水互溶，然后加入粘結(jié)劑，最后加入Al2O3粉末，并攪拌，即配成本發(fā)明所述的耐高溫涂料。使用時，先將工件表面的油污和銹層去除和清洗干凈，然后將本發(fā)明耐高溫涂料直接涂刷或噴涂在工件表面，在室溫自然干燥，時間≥20小時，之后再在80-130℃溫度下固化5-15小時后，即可使用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(1)本發(fā)明涂料的涂刷性能好，所得涂層的硬度和耐沖擊強(qiáng)度高，附著力強(qiáng)，具有優(yōu)異的耐磨耐沖擊性能。
(2)具有良好的高溫抗裂性，所得涂層由室溫直接進(jìn)入1300℃溫度下，涂層完好，不開裂；或由室溫直接進(jìn)入1600-1700℃溫度下的鋼水中，不開裂，不起包。
(3)具有良好的高溫穩(wěn)定性，本發(fā)明涂料所形成的涂層在1300℃空氣氣氛中連續(xù)使用20天后，涂層性能仍然穩(wěn)定，使基體仍然隔絕空氣，達(dá)到保護(hù)基體的目的。采用本發(fā)明涂料涂覆在電爐煉鋼的石墨電極上用于煉鋼，鋼水溫度達(dá)1600-1700℃，其石墨電極使用壽命比未涂本發(fā)明的石墨電極提高一倍，即石墨電極的噸鋼消耗降低50％。降低了煉鋼成本。
實施例根據(jù)本發(fā)明所述的耐高溫涂料的化學(xué)成分范圍配制了7批耐高濁涂料，其具體的化學(xué)成分如表1所示。
取批號為1、2、3的三批涂料，涂覆在φ5×2×250mm的無磁不銹鋼鋼管的外表面，涂覆之后在室溫自然干燥26小時，隨后在110℃固化處理。將三批已涂層的鋼管按批號分三組從室溫放入1300℃的玻璃窯高溫爐中，進(jìn)行保溫，批號1、2、3號分別保溫10天、15天、20天，保溫完之后取出，并用肉眼、放大鏡和金相方面觀察鋼管表面，結(jié)果表明，三批鋼管的表面涂層完好。說明本發(fā)明涂料具有良好的高溫抗裂性和穩(wěn)定性。
另取批號為4、5號的兩批涂料，涂覆在某鋼廠電爐煉鋼用的石墨電極的外表面，經(jīng)上述同樣的干燥處理后，進(jìn)行煉鋼試驗，并與未涂覆本發(fā)明涂料的石墨電極在同樣條件下做對比試驗。結(jié)果，涂覆本發(fā)明涂料的石墨電極的使用壽命比未涂覆本發(fā)明涂料的石墨電極提高1倍。
權(quán)利要求
1.一種耐高溫涂料，其特征在于(1)、涂料的化學(xué)成分(重量％)為Al2O349.0-65.0％，鈍化劑為0.05-0.2％，H2O 0.05-2.0％，粘結(jié)劑34.0-50.0％；(2)、鈍化劑為CrO3、KMnO4、K2Cr2O7中任一種；(3)、粘結(jié)劑為鈉玻璃、鉀玻璃或鈉-鉀玻璃三種水玻璃中任一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于三種水玻璃的模數(shù)≥2.8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征于Al2O3為粉末狀，且經(jīng)高溫處理。
全文摘要
本發(fā)明屬于涂料組合物領(lǐng)域。主要適用于高溫下使用的金屬部件。本發(fā)明耐高溫涂料的化學(xué)成分(重量%)為:Al
文檔編號C09D5/18GK1191878SQ9810127
公開日1998年9月2日 申請日期1998年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月13日
發(fā)明者顧寶珊, 張啟富, 紀(jì)曉春 申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院