一种高温金属防腐涂层材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于功能材料技术领域，尤其涉及一种高温金属防腐涂层材料及其制备方法，所述防腐涂层浆料制备方法包括以下步骤：步骤一：将SiC粉体加入旋转管式炉中，在空气或氧气氛围下，从室温升温至设定温度后恒温旋转煅烧，自然冷却，得到在SiC粉体颗粒表面包裹SiO2层的核壳结构复合粉体；步骤二：将步骤一中的核壳结构复合粉体加入到工业铝溶胶中搅拌分散；步骤三：向步骤二中的混合溶液中加入二氧化硅纤维，进行超声分散，得到防腐涂层浆料。本发明专利技术提供一种在工作环境温度＞900℃时，生成莫来石增强相，涂层与金属基体结合强度，抗压强度大，具有优异的抗热震性能和防腐效果的高温金属防腐涂层材料及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种高温金属防腐涂层材料及其制备方法
本专利技术属于功能材料
，尤其涉及一种高温金属防腐涂层材料及其制备方法。
技术介绍
现有技术和缺陷：金属高温腐蚀是由于金属在高温环境下跟周围介质发生化学反应，引起金属破坏的过程，特别是恶劣的工作环境中。金属高温腐蚀主要表现在以下几个方面：(1)高温气态介质腐蚀(O2，Cl2，SO2，H2S，HCl等)；(2)高温液态介质腐蚀(硝酸盐、硫酸盐和氯化物等)；(3)高温固体介质腐蚀(固态燃灰及燃烧残余物中的各种金属氧化物、非金属氧化物和盐的固态颗粒)。耐高温金属涂层产品目前主要分为有机类和无机类两大类。有机类耐高温金属防腐涂层主要为有机硅类，但有机涂料耐高温性能有限(＜300℃)且不抗老化，而且其涂层中的有机溶剂大多对人体有害。无机耐高温防腐涂层具有耐高温、耐腐蚀性好、耐久性好、不污染环境施工方便等优点已经逐渐替代有机防腐涂料。传统无机类耐高温金属防腐涂层如硅酸盐耐高温防腐涂层以及磷酸盐耐高温防腐涂层等在工作环境温度＞900℃时，涂层与基体结合强度、抗压强度以及抗热震性能均有所下降，影响涂层的防腐效果。解决上述技术问题的难度和意义：因此，基于这些问题，提供一种在工作环境温度＞900℃时，生成莫来石增强相，涂层与金属基体结合强度大，抗压强度高，具有优异的抗热震性能和防腐效果的高温金属防腐涂层材料及其制备方法具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种在工作环境温度＞900℃时，生成莫来石增强相，涂层与金属基体结合强度大，抗压强度高，具有优异的抗热震性能和防腐效果的高温金属防腐涂层材料。本专利技术另一目的在于为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种在工作环境温度＞900℃时，生成莫来石增强相，涂层与金属基体结合强度大，抗压强度高，具有优异的抗热震性能和防腐效果的高温金属防腐涂层材料的制备方法。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种高温金属防腐涂层材料，所述高温金属防腐涂层材料包括按质量比为(15～30)：(65～80)：(5～1)的核壳结构复合粉体、工业铝溶胶和二氧化硅纤维，所述核壳结构复合粉体为具有SiC内核，表面包裹SiO2层的核壳结构粉体。一种高温金属防腐涂层材料的制备方法，所述高温金属防腐涂层材料的制备方法用于制备上述所述的高温金属防腐涂层材料，所述高温金属防腐涂层材料的防腐涂层浆料制备方法包括以下步骤：步骤一：将SiC粉体加入旋转管式炉中，在空气或氧气氛围下，从室温升温至设定温度后恒温旋转煅烧，自然冷却，得到在SiC粉体颗粒表面包裹SiO2层的核壳结构复合粉体；步骤二：将步骤一中的核壳结构复合粉体加入到工业铝溶胶中搅拌分散；步骤三：向步骤二中的混合溶液中加入二氧化硅纤维，进行超声分散，得到防腐涂层浆料。本专利技术还可以采用以下技术方案：在上述的高温金属防腐涂层材料的制备方法中，进一步的，所述步骤一中SiC粉体颗粒粒径为0.5～100μm，旋转管式炉恒速旋转速率为5～30r/min。在上述的高温金属防腐涂层材料的制备方法中，进一步的，所述步骤一中升温速率为5～15℃/min，恒温旋转煅烧温度为800～1200℃，煅烧时间为3～24h。在上述的高温金属防腐涂层材料的制备方法中，进一步的，所述步骤二中工业铝溶胶固含量为15～30％，搅拌分散时间为1～10h。在上述的高温金属防腐涂层材料的制备方法中，进一步的，所述步骤三中加入的二氧化硅纤维直径为0.2～3μm，长径比为50～200，超声分散时间为30～120min。在上述的高温金属防腐涂层材料的制备方法中，进一步的，所述步骤二和步骤三中加入的核壳结构复合粉体、工业铝溶胶和二氧化硅纤维质量比为(15～30)：(65～80)：(5～1)。在上述的高温金属防腐涂层材料的制备方法中，进一步的，在所述步骤三之后增加以下步骤：步骤四：将步骤三中的防腐涂层浆料涂刷或者喷涂到金属基体上，进行常温干燥；步骤五：将干燥后的涂有防腐涂层浆料的金属基体放入马弗炉中升温至设定温度进行恒温煅烧，自然冷却后，在金属基体表面形成一层具有莫来石增强相的耐高温金属防腐涂层材料。在上述的高温金属防腐涂层材料的制备方法中，进一步的，所述步骤四中涂刷或者喷涂到金属基体上的涂层厚度为50～300μm。在上述的高温金属防腐涂层材料的制备方法中，进一步的，所述步骤五中马弗炉升温速率为0.5～5℃/min，恒温煅烧温度为900～1300℃，煅烧时间为3～24h。综上所述，本专利技术具有以下优点和积极效果：本专利技术采用了创新性制备工艺，与现有技术相比，本专利技术采用SiC颗粒表面生成SiO2层，形成核壳结构复合粉体，然后利用铝溶胶在高温下与SiC颗粒表面生成的SiO2层反应形成莫来石增强相，大幅提高了粘结剂与填料颗粒，以及涂层与基体的结合强度，形成致密防腐层，解决了无机防腐涂层材料在高温环境下与基体的结合强度、涂层抗压强度以及抗热震性能下降的问题，本专利技术操作工艺流程简便、可控性好，具有广阔的市场应用前景。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，详细说明如下：一种高温金属防腐涂层材料的制备方法，包括以下工艺过程：步骤一：将SiC粉体加入旋转管式炉中，在空气或氧气氛围下，从室温升温至设定温度后恒温旋转煅烧，自然冷却，得到在SiC粉体颗粒表面包裹SiO2层的核壳结构复合粉体；步骤二：将上述核壳结构复合粉体加入到工业铝溶胶中搅拌分散；步骤三：向步骤二中加入二氧化硅纤维，超声分散得到防腐涂层浆料；步骤四：将上述浆料涂刷或者喷涂到金属基体上，常温干燥；步骤五：将干燥后的涂有防腐涂层的金属基体放入马弗炉中升温至设定温度恒温煅烧，自然冷却后在金属基体表面形成一层耐高温金属防腐涂层材料。实施例1：首先，将粒径为0.5μm的SiC粉体加入旋转管式炉中，在空气或氧气氛围下，从室温以5℃/min的升温速率升至800℃，以5r/min的旋转速率恒速恒温旋转煅烧，煅烧24h后自然冷却，得到在SiC粉体颗粒表面包裹SiO2层的核壳结构复合粉体。再将上述核壳结构复合粉体加入到固含量为30％的工业铝溶胶中搅拌分散1h。向上述体系中加入直径为0.2μm，长径比为200的二氧化硅纤维，超声分散30min得到防腐涂层浆料。以上步骤中加入的核壳结构复合粉体、铝溶胶和二氧化硅纤维质量比为15：80：5。然后将上述浆料涂刷或者喷涂到金属基体上，涂层厚度为50μm，常温自然干燥。最后将干燥后的涂有防腐涂层的金属基体放入马弗炉中，以0.5℃/min的升温速率升至900℃恒温煅烧12h，自然冷却后在金属基体表面形成一层耐高温金属防腐涂层材料。如表1所示，以下是本专利技术实施例1制备的耐高温金属防腐涂层材料性能指标：表1：耐高温金属防腐涂层材料性能指标实施例2：一种高温金属防腐涂层材料的制备方法，包括以下工艺过程：首先，将粒径为100μm的SiC粉体加入旋转管式炉中，在空气或氧气氛围下，从室温以15℃/min的升温速率升至1200℃，以30r/min的旋转速率恒速恒温旋转煅烧，煅烧3h后自然冷却，得到在SiC粉体颗粒表面包裹SiO2层的核壳结构复合粉体。再将上述核壳结构复合粉体加入到固含量为30％的工业铝溶胶中搅拌分散2h。向上述体系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温金属防腐涂层材料，其特征在于：所述高温金属防腐涂层材料包括按质量比为(15～30)：(65～80)：(5～1)的核壳结构复合粉体、工业铝溶胶和二氧化硅纤维，所述核壳结构复合粉体为具有SiC内核，表面包裹SiO2层的核壳结构粉体。

【技术特征摘要】
1.一种高温金属防腐涂层材料，其特征在于：所述高温金属防腐涂层材料包括按质量比为(15～30)：(65～80)：(5～1)的核壳结构复合粉体、工业铝溶胶和二氧化硅纤维，所述核壳结构复合粉体为具有SiC内核，表面包裹SiO2层的核壳结构粉体。2.一种高温金属防腐涂层材料的制备方法，其特征在于：所述高温金属防腐涂层材料的制备方法用于制备权利要求1所述的高温金属防腐涂层材料，所述高温金属防腐涂层材料的防腐涂层浆料制备方法包括以下步骤：步骤一：将SiC粉体加入旋转管式炉中，在空气或氧气氛围下，从室温升温至设定温度后恒温旋转煅烧，自然冷却，得到在SiC粉体颗粒表面包裹SiO2层的核壳结构复合粉体；步骤二：将步骤一中的核壳结构复合粉体加入到工业铝溶胶中搅拌分散；步骤三：向步骤二中的混合溶液中加入二氧化硅纤维，进行超声分散，得到防腐涂层浆料。3.根据权利要求2所述的高温金属防腐涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中SiC粉体颗粒粒径为0.5～100μm，旋转管式炉恒速旋转速率为5～30r/min。4.根据权利要求2所述的高温金属防腐涂层材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中升温速率为5～15℃/min，恒温旋转煅烧温度为800～1200℃，煅烧时间为3～24h。5.根据权利要求2所述的高温金属防...

【专利技术属性】
技术研发人员：董正洪，张红阳，赵春芳，潘新庆，孙建，胡芝娟，单丹，张珂，张帆，郁培智，尤健，
申请(专利权)人：天津中材工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12