一种高温抗腐蚀涂层材料及其使用方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高温抗腐蚀涂层材料及其使用方法和应用，该高温抗腐蚀涂层材料由抗腐蚀性粉体与胶体按照1:1～1:2的重量比混合而成；其中，抗腐蚀性粉体由镁铝尖晶石粉体和白刚玉粉体混合而成，镁铝尖晶石粉体的总重量占抗腐蚀性粉体总重量的70％～98％，白刚玉粉体的总重量占抗腐蚀性粉体总重量的2％～30％；所述的胶体为改性氧化铝溶胶或改性氧化锆溶胶。本发明专利技术所提供涂层材料不仅具有结构致密、表面强度高、耐高温及抗腐蚀性能好等优点，而且与基体结合能力强、抗热震性能好、不易脱落，适合涂覆于工业窑炉的炉衬表面作为炉膛受热面的耐火材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高温抗腐蚀涂层材料领域，尤其涉及一种工业窑炉炉衬用高温抗腐蚀涂层材料及其使用方法和应用。
技术介绍
陶瓷纤维(例如:氧化铝、硅酸铝等)是一类具有容重轻、热稳定性好、热导率低、热容量小、抗机械振动好、易切割加工等特点的轻质耐火材料。近年来，随着陶瓷纤维板质量的不断提高，越来越多的工业窑炉采用陶瓷纤维板替代传统的耐火砖，作为炉膛受热面的耐火材料。但本申请的专利技术人发现采用现有陶瓷纤维板作为炉膛受热面的耐火材料至少存在以下缺点:第一，现有陶瓷纤维板的表面强度差、易产生掉渣；第二，现有陶瓷纤维板的抗酸碱腐蚀和抗渣侵蚀能力差，极容易受酸性或碱性物质所腐蚀出现粉化脱落现象，因此这极大地限制了现有陶瓷纤维板在工业窑炉中的应用范围。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足之处，本专利技术提供了；该涂层材料不仅具有结构致密、表面强度高、耐高温及抗腐蚀性能好等优点，而且与基体结合能力强、抗热震性能好、不易脱落，适合涂覆于工业窑炉的炉衬表面作为炉膛受热面的耐火材料。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:—种高温抗腐蚀涂层材料，由抗腐蚀性粉体与胶体按照1:1?1:2的重量比混合而成；其中，所述的抗腐蚀性粉体由镁铝尖晶石粉体和白刚玉粉体混合而成，镁铝尖晶石粉体的总重量占抗腐蚀性粉体总重量的70%?98%，白刚玉粉体的总重量占抗腐蚀性粉体总重量的2%?30% ;所述的胶体为改性氧化铝溶胶或改性氧化锆溶胶。优选地，所述改性氧化铝溶胶中，氧化铝的总重量占该改性氧化铝溶胶总重量的6%?15%。优选地，所述的改性氧化铝溶胶由透明氧化铝溶胶、水合氧化铝纳米粉体、氧化铝纳米粉体和去离子水混合而成；其中，水合氧化铝纳米粉体的用量占所述改性氧化铝溶胶总重量的2%?5%;氧化铝纳米粉体的用量占所述改性氧化铝溶胶总重量的0%?3%，并且该氧化铝纳米粉体的平均粒径为20?35纳米。优选地，所述改性氧化锆溶胶中，氧化镁纳米粉体的总重量占该改性氧化锆溶胶总重量的1%?5%，氧化锆的总重量占该改性氧化锆溶胶总重量的4%?10%。优选地，所述的改性氧化错溶胶由氧化错含量为5%?12%的氧化错溶胶与平均粒径为15?30纳米的轻质氧化镁纳米粉体混合而成。优选地，所述的抗腐蚀性粉体的粒度均小于50微米，平均粒径小于10微米，粒径小于2微米的抗腐蚀性粉体至少占全部抗腐蚀性粉体总重量的20%。—种高温抗腐蚀涂层材料的使用方法，将上述技术方案中所述的高温抗腐蚀涂层材料涂覆在工业窑炉炉膛内衬的陶瓷纤维板上，形成耐高温抗腐蚀涂层。优选地，所述耐高温抗腐蚀涂层的涂层厚度为0.1?0.6_。优选地，涂覆后通风晾置6?36小时，然后以每分钟3?6°C的升温速率升温至100tC以上，再保温2小时以上，从而在工业窑炉炉膛内衬的陶瓷纤维板上形成耐高温抗腐蚀涂层。—种工业窑炉，采用了上述技术方案中所述的高温抗腐蚀涂层材料的使用方法在该工业窑炉炉膛内衬的陶瓷纤维板上形成了耐高温抗腐蚀涂层。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例所提供的高温抗腐蚀涂层材料按特定的重量比将镁铝尖晶石与白刚玉粉体相混合，从而使最终制得的涂层不仅具有镁铝尖晶石的高强度、高温耐火、耐化学侵蚀、抗渣侵蚀等优异性能，而且可以使最终制得的涂层结构更加致密、热膨胀系数与基体匹配更好；同时，本专利技术所提供的高温抗腐蚀涂层材料采用了改性氧化铝溶胶或改性氧化锆溶胶作为粘结性胶体，从而使最终制得的涂层不仅与基体结合能力更强、抗热震性能更好、更加不易脱落，而且进一步提升了最终制得涂层的结构致密性和抗腐蚀性能。由此可见，本专利技术所提供的高温抗腐蚀涂层材料不仅具有结构致密、表面强度高、耐高温及抗腐蚀性能好等优点，而且与基体结合能力强、抗热震性能好、不易脱落，适合涂覆于工业窑炉的炉衬表面作为炉膛受热面的耐火材料。【具体实施方式】下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面对本专利技术所提供的高温抗腐蚀涂层材料及其使用方法和应用进行详细描述。(一)一种高温抗腐蚀涂层材料—种高温抗腐蚀涂层材料，由抗腐蚀性粉体与胶体按照1:1?1:2的重量比混合ntjD其中，所述的抗腐蚀性粉体由镁铝尖晶石粉体和白刚玉粉体混合而成，镁铝尖晶石粉体的总重量占抗腐蚀性粉体总重量的70%?98%，白刚玉粉体的总重量占抗腐蚀性粉体总重量的2%?30%。所述的胶体为改性氧化铝溶胶或改性氧化锆溶胶。其中，所述改性氧化铝溶胶中，氧化铝的总重量占该改性氧化铝溶胶总重量的6%?15% ;所述改性氧化锆溶胶中，氧化镁纳米粉体的总重量占该改性氧化锆溶胶总重量的1%?5%，氧化锆的总重量占该改性氧化锆溶胶总重量的4%?10%。具体地，该高温抗腐蚀涂层材料可以包括以下实施方案:(I)所述的抗腐蚀性粉体的粒度均小于50微米，平均粒径小于10微米，粒径小于2微米的抗腐蚀性粉体至少占全部抗腐蚀性粉体总重量的20%。采用这一粒度分布的抗腐蚀性粉体可以使最终制成的涂层具有较高的致密性，与基体具有良好的结合力，并且可以使最终制成的涂层具有更好的强度和抗腐蚀性能。(2)所述的改性氧化铝溶胶由透明氧化铝溶胶、水合氧化铝纳米粉体、氧化铝纳米粉体和去离子水混合而成。其中，水合氧化铝纳米粉体的用量占所述改性氧化铝溶胶总重量的2%?5%;氧化铝纳米粉体的用量占所述改性氧化铝溶胶总重量的0%?3%，并且该氧化铝纳米粉体的平均粒径为20?35纳米。上述抗腐蚀性粉体在该改性氧化铝溶胶中的分散性较好，而且通过添加水合氧化铝纳米粉体和氧化铝纳米粉体可以提高最终制得涂层的烧结性能，有利于获得致密涂层。此外，采用上述抗腐蚀性粉体与该改性氧化铝溶胶所制得的涂层具有一定的韧性以及良好的抗热震性能，可以适用于多种基体材料使用，例如:可以适用于各种不同成分和耐火度的硅酸铝陶瓷纤维板或氧化铝陶瓷纤维板，还可以用于各类娃招基的耐火砖。(3)所述的改性氧化锆溶胶由氧化锆含量为5%?12%的氧化锆溶胶与平均粒径为15?30纳米的轻质氧化镁纳米粉体混合而成。氧化锆本身具有强的抗腐蚀性能，但氧化锆的热膨胀特性与陶瓷纤维板难以匹配，尤其是在高温1100°C附近，氧化锆会发生相变而产生大的体积变化，因此单纯的氧化锆溶胶难以获得高质量的涂层。本专利技术中通过向氧化锆溶胶中添加特定比例、特定粒度范围的氧化镁纳米粉体可以有效调节涂层的热膨胀系数，并且可以抑制氧化锆由于高温相变引起的体积变化对涂层所产生的影响，从而采用该改性氧化锆溶胶可以获得具有更好抗腐蚀性能的耐高温涂层材料。进一步地，该高温抗腐蚀涂层材料的制备方法可以包括如下步骤:A、制备抗腐蚀性粉体的步骤:按照上述技术方案中的重量比分别称取镁铝尖晶石粉体和白刚玉粉体，并放入球磨罐中进行球磨，直至得到所需粒度分布的抗腐蚀性粉体。B、制备胶体的步骤:①制备改性氧化铝溶胶的步骤:将占改性氧化铝溶胶总重量的2%?5%的水合氧化铝纳米粉体与适量的去离子水充分搅拌，然后加入占改性氧化铝溶胶总重量的0%?3 %、平均粒径为20?35纳米的氧化铝纳米粉体充分搅拌，再加入氧化铝含量为8%?20% (按重量百分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温抗腐蚀涂层材料，其特征在于，由抗腐蚀性粉体与胶体按照1:1～1:2的重量比混合而成；其中，所述的抗腐蚀性粉体由镁铝尖晶石粉体和白刚玉粉体混合而成，镁铝尖晶石粉体的总重量占抗腐蚀性粉体总重量的70％～98％，白刚玉粉体的总重量占抗腐蚀性粉体总重量的2％～30％；所述的胶体为改性氧化铝溶胶或改性氧化锆溶胶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴建明，郭帅，史鹰朝，胡小林，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，合肥轩朗节能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34