一种高温耐磨陶瓷涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高温耐磨陶瓷涂料，按重量份数包括如下组分：氧化铝、氧化硅、碳化硅、氮化硅、碳化硼、碳化钛、氧化镁、氧化锌、氧化钙、粘结剂、稳定剂及增稠剂；其制法包括将氧化铝、氧化硅、碳化硅、氮化硅、碳化硼、碳化钛、氧化镁、氧化锌及氧化钙分别球磨后烘干、煅烧，研磨，过筛后混合，制得混合粉末；向该混合粉末中加入粘结剂、稳定剂、消泡剂及增稠剂，混匀即可。优点为制备的涂料其耐高温性强、耐磨性强、表面致密性好，且粘结能力强；此外，制备的涂料涂覆于设备表面，从而使得设备运作一段时间后涂层的硬度表面致密性提高，涂层与金属基体的粘结性增强；同时本发明专利技术制备时用料简单、现场施工方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涂料领域，尤其涉及一种高温耐磨陶瓷涂料及其制备方法。
技术介绍
石油、化工、冶金、煤炭等行业中的高温锅炉、煤气燃烧器、烟道等高温设备普遍存在严重的腐蚀和磨损问题，设备维护的工作量大，且效率偏低损失严重。Al2O3陶瓷具有优异的耐磨性能，受到关注。碳化硅、氮化硅又是重要的结构陶瓷，越来越受到广泛关注，在金属表面制备一层陶瓷涂层，可大幅度延长设备的使用寿命。然而，目前在金属表面制备陶瓷涂层的工艺较为复杂，普遍使用的是传统热烧结、热喷涂等方法。而热喷涂防护工艺(超音速火焰喷涂、等离子喷涂等)喷涂的陶瓷涂层虽具有优异的耐高温磨蚀性能，但其施工难度较大、喷涂成本高无法应用各个高温设备表面。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种高的强度、表面致密性良好及粘结性强的高温耐磨陶瓷涂料；本专利技术的第二目的在于提供该陶瓷涂料的制备方法。技术方案：本专利技术的高温耐磨陶瓷涂料由A、B组分组成，A组份按重量份数包括如下组分：氧化铝20～50份、氧化硅10～25份、碳化硅3～8份、氮化硅4～10份、碳化硼5～10份、碳化钛0～10份、氧化镁0～10份、氧化锌0～10份、氧化钙0～10份；B组份为粘结剂20～40份、稳定剂5～15份，增稠剂10～30份及水100份。优选的，稳定剂至少包括膨润土、羧甲基纤维素或聚乙烯醇中的一种，增稠剂包括气相白炭黑或聚丙烯酸钠，粘结剂包括磷酸盐和/或硅酸盐，其中，磷酸盐包括磷酸二氢铝、磷酸镁、磷酸钙、磷酸锌或磷酸铁，硅酸盐包括硅酸钠、硅酸钾或硅酸锂。进一步说，采用的氧化镁、氧化锌、氧化钙的重量份数不能同时为0，这是由于氧化铝、碳化硅、氮化硅的烧结温度非常高，加入碱土金属氧化物能适当降低烧结温度，在高温设备运转过程中增加涂层与金属基体的浸润性和粘结性。本专利技术制备高温耐磨陶瓷涂料的方法包括如下步骤：(1)按重量份数称取A组分分别加入乙醇球磨5～6h后烘干、在1200～1600℃条件下煅烧保温2～3h，研磨，550～650目过筛后混合，制得混合粉末；进一步说，将氧化铝、氧化硅、碳化硅、氮化硅、碳化硼、碳化钛、氧化镁、氧化
锌及氧化钙混合后进行煅烧，能够增强粉体原料的强度和硬度。(2)向该混合粉末中加入B组份：粘结剂、稳定剂、增稠剂及水，混匀即可制得高温耐磨陶瓷涂料。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的显著优点为：制备的涂料其耐高温性强，耐温区间较宽(300～1200℃)、耐磨性强、表面致密性好，且对金属基体的粘结能力强；此外，制备的涂料通过喷涂、滚涂、刷涂等方法涂覆于设备表面，经过设备运转时的环境温度对其能够进行进一步的热处理，从而使得设备运作一段时间后涂层的硬度表面致密性提高、耐磨性能良好、涂层与金属基体的粘结性增强且不易脱落；同时本专利技术制备时用料简单、现场施工方便，且在设备运转的同时进行热处理，解决了现场施工无法热处理的问题。具体实施方式实施例1A组份：氧化铝33份、氧化硅25份、碳化硅8份、氮化硅5份、碳化硼5份、碳化钛8份、氧化镁6份、氧化锌4份、氧化钙6份；B组份：硅酸钠10份、磷酸钠10份、聚乙烯醇5份、气相白炭黑20份及水100份。本专利技术的高温耐磨陶瓷涂料由以下制备方法而得：(1)将氧化铝、氧化硅、碳化硅、氮化硅、碳化硼、碳化钛、氧化镁、氧化锌及氧化钙分别加入乙醇进行球磨，放入行星球磨机中球磨6h，球磨速度为5000rpm，分别取出物料，在120℃条件下烘干，烘干后的物料放入高温炉内分别煅烧，其中，氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化锌、氧化钙1200℃下煅烧并保温2h，碳化硅、氮化硅、碳化硼、碳化钛1500℃煅烧并保温3h，将煅烧后的粉体再次研磨，600目过筛后混合，制得混合粉末；(2)向该混合粉末中加入硅酸钠、磷酸钠、聚乙烯醇、气相白炭黑及水，混匀即可制得高温耐磨陶瓷涂料。将制备得到的涂料适当加入稀释剂，喷涂于南京钢铁集团下属分厂的煤气燃烧器烧嘴及其旋流片表面(燃烧器表面温度200～300℃，旋流片表面温度1100℃)，厚度约0.3mm，室温放置24小时候，立即投入运作。两个月后停工检修，涂层未剥落，烧嘴表面及其旋流片表面未被腐蚀、磨损。实施例2A组份：氧化铝45份，氧化硅16份，碳化硅8份，氮化硅8份，碳化硼5份，氧化镁10份，氧化锌8份；B组份：磷酸二氢铝22份，羧甲基纤维素10份、气相白炭黑30份及水100份。本专利技术的高温耐磨陶瓷涂料由以下制备方法而得：(1)将氧化铝、氧化硅、碳化硅、氮化硅、碳化硼、氧化镁、氧化锌分别加入乙醇进行球磨，放入行星球磨机中球磨6h，球磨速度为5000rpm，分别取出物料，在120℃条件下烘干，烘干后的物料放入高温炉内分别煅烧，其中，氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化锌1200℃下煅烧并保温2h，碳化硅、氮化硅、碳化硼1500℃煅烧并保温3h，将煅烧后的粉体再次研磨，600目过筛后混合，制得混合粉末；(2)向该混合粉末中加入磷酸二氢铝、羧甲基纤维素、气相白炭黑及水，混匀即可制得高温耐磨陶瓷涂料。将制备得到的涂料喷涂于南京钢铁集团下属分厂的高温煤气烟道内表面和外表面(外表面温度约80～110℃，内表面温度200～400℃)，厚度约1.5mm，室温放置24小时候，立即投入运作。1个月后停工检查，烟道内积灰处高压水即能消除，且烟道内外表面涂层未剥落、磨损。实施例3A组份：氧化铝20份、氧化硅25份、碳化硅3份、氮化硅10份、碳化硼5份、碳化钛10份、氧化镁10份、氧化锌10份；B组份：磷酸镁20份、膨润土5份、羧甲基纤维素10份、聚丙烯酸钠30份及水100份。本专利技术的高温耐磨陶瓷涂料由以下制备方法而得：(1)将氧化铝、氧化硅、碳化硅、氮化硅、碳化硼、碳化钛、氧化镁及氧化锌分别加入乙醇进行球磨，放入行星球磨机中球磨5h，球磨速度为5000rpm，分别取出物料，在120℃条件下烘干，烘干后的物料放入高温炉内分别煅烧，其中，氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化锌1200℃下煅烧并保温2h，碳化硅、氮化硅、碳化硼、碳化钛1600℃煅烧并保温3h，将煅烧后的粉体再次研磨，550目过筛后混合，制得混合粉末；(2)向该混合粉末中加入磷酸镁、膨润土、羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠及水，混匀即可制得高温耐磨陶瓷涂料。将制备得到的涂料适当加入稀释剂，喷涂于南京钢铁集团下属分厂的换热器管道集束口，厚度约0.25mm，室温放置24小时候，立即投入运作。两个月后停工检修，涂层未剥落，换热器技术口表面未被腐蚀、磨损。实施例4A组份：氧化铝50份、氧化硅10份、碳化硅8份、氮化硅4份、碳化硼10份及氧化钙10份；B组份：硅酸钾40份、聚乙烯醇5份、聚丙烯酸钠10份及水100份。本专利技术的高温耐磨陶瓷涂料由以下制备方法而得：(1)将氧化铝、氧化硅、碳化硅、氮化硅、碳化硼及氧化钙分别加入乙醇进行球磨，放入行星球磨机中球磨6h，球磨速度为5000rpm，分别取出物料，在120℃条件下烘干，烘干后的物料放入高温炉内分别煅烧，其中，氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钙1200℃下煅烧并保温2h，碳化硅、氮化硅、碳化硼、碳化钛1500℃煅烧并保温3h，将煅烧后的粉体再次研磨，650目过筛后混合，制得混合粉末；(2)向该混合粉末中加入硅酸钾、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠及水，混匀即可制得高温耐磨陶瓷涂料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温耐磨陶瓷涂料，其特征在于：由A、B两组分组成，其中，A组分按重量份计包括如下组分：氧化铝20～50份、氧化硅10～25份、碳化硅3～8份、氮化硅4～10份、碳化硼5～10份、碳化钛0～10份、氧化镁0～10份、氧化锌0～10份及氧化钙0～10份；B组分按重量份计包括如下组分：粘结剂20～40份、稳定剂5～15份、增稠剂10～30份及水100份。

【技术特征摘要】
1.一种高温耐磨陶瓷涂料，其特征在于：由A、B两组分组成，其中，A组分按重量份计包括如下组分：氧化铝20～50份、氧化硅10～25份、碳化硅3～8份、氮化硅4～10份、碳化硼5～10份、碳化钛0～10份、氧化镁0～10份、氧化锌0～10份及氧化钙0～10份；B组分按重量份计包括如下组分：粘结剂20～40份、稳定剂5～15份、增稠剂10～30份及水100份。2.根据权利要求1所述的高温耐磨陶瓷涂料，其特征在于：所述氧化镁、氧化锌及氧化钙的重量份数不能同时为0。3.根据权利要求1所述的高温耐磨陶瓷涂料，其特征在于：所述粘结剂为磷酸盐和/或硅酸盐。4.根据权利要求3所述的高温耐磨陶瓷涂料，其特征在于：所述磷酸盐包括磷酸二氢铝、磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝震，袁雅琼，朱继洲，
申请(专利权)人：南京可赛新新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32