一种高温润滑抗渗透纳米环保涂料及其制备和使用方法技术

本发明专利技术公开了一种高温润滑抗渗透环保涂料，按重量百分比计，由氮化硼25％～40％，纳米氧化铝0.5％～10％，硅溶胶10％～15％，液体硅酸钠1％～5％，铝溶胶10％～15％，纳米二氧化硅1％～5％，膨润土0.5％～2.5％，软质粘土0.5％～1.0％，纯水35％～50％组成。本发明专利技术的涂料耐高温，可广泛用于流槽，分流盘，分配流槽，过滤箱，转接板，撇渣器，铸造台内衬等与铝合金液体接触的耐火材料的表面，不仅保护耐火材料免受铝合金液体的冲刷、侵蚀和渗透，更重要的是保护了铝合金液体免受耐火材料的污染，同时本发明专利技术所选用的材料全部为无机材料，是一种绿色环保涂料。本发明专利技术还公开了该涂料的制备方法和使用方法。

A High Temperature Lubrication and Permeability Resistant Nano Environmental Protection Coating and Its Preparation and Application

The present invention discloses a high temperature lubrication and anti-permeability environmental protection coating, which is composed of boron nitride 25%-40%, nano-alumina 0.5%-10%, silica sol 10%-15%, liquid sodium silicate 1%-5%, aluminium sol 10%-15%, nano-silica 1%-5%, bentonite 0.5%-2.5%, soft clay 0.5%-1.0%, pure water 35%-50%. The coating of the invention has high temperature resistance and can be widely used on the surface of refractories contacted with liquid aluminium alloy, such as flow trough, shunt plate, distribution trough, filter box, transfer plate, slag skimmer, inner lining of casting table, etc. It not only protects refractories from erosion, erosion and penetration of liquid aluminium alloy, but also protects liquid aluminium alloy from pollution of refractories. The selected materials are all inorganic materials, which is a kind of green environmental protection paint. The invention also discloses the preparation method and the use method of the coating.

【技术实现步骤摘要】
一种高温润滑抗渗透纳米环保涂料及其制备和使用方法
本专利技术涉及一种高温润滑抗渗透环保涂料及其制备和使用方法，属无机非金属材料领域。
技术介绍
随着航空、航天、汽车、舰艇等设备大型化，高速化，规模化，对高强变形、高韧变形、高强耐热、高强塑性等铝合金结构材料的性能指标提出了更高的要求，需求量亦越来越大，因而对铝合金熔体通道所用的耐火材料亦提出了新的概念，做到耐火材料即不与铝熔体沾结又不与耐火材料发生化学反应，因而需要一种对能够均匀地涂刷在耐火材料表面并附着在耐火材料表面形成坚固无开裂的保护膜的耐高温涂料，以解决耐火材料对铝合金熔体的污染问题。随着人们对环境与资源保护意识的提升，低碳经济，低碳生活是世界各国都十分关注的问题，传统高温涂料使用有机物作为溶剂，在使用过程中释放出挥发性有机物(VOC)，进而对环境带来污染，这些VOC在有其他污染物存在的情况下，通过太阳光作用形成光化学烟雾，对人类及环境产生影响，水性涂料的问世使涂料中有机化合物含量大幅度降低，减少对环境的污染，对人体的危害，但水性涂料中依然存在有机化合物，因此仍需要进一步解决涂料对人体危害对环境污染的问题。
技术实现思路
为解决现有耐高温中的不足，本专利技术的目的在于提供一种高温润滑抗渗透环保涂料及其制备和使用方法，能够有效保护耐火材料不被损毁，铝合金溶液中不混入任何杂质，同时涂料对人体无危害，对环境无污染。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种高温润滑抗渗透纳米环保涂料，按照重量百分比计，由氮化硼25％～40％，纳米氧化铝0.5％～10％，硅溶胶10％～15％，液体硅酸钠1％～5％，铝溶胶10％～15％，纳米二氧化硅1％～5％，膨润土0.5％～2.5％，软质粘土0.5％～1.0％，纯水35％～50％组成。优选的，前述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料中，所述的氮化硼为六方氮化硼。优选的，前述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料中，按照重量百分比计，所述六方氮化硼为粒径5～10μm和10～20μm的六方氮化硼的混合物。优选的，前述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料中，按照质重量百分比计，所述粒径为5～10μm的六方氮化硼占总质量的15％～20％，所述粒径为10～20μm的六方氮化硼占总质量的10％～20％。优选的，前述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料，按照重量百分比计，所述涂料由粒径为5～10μm的氮化硼15％，粒径为10～20μm的氮化硼10％，纳米氧化铝1％，硅溶胶10％，液体硅酸钠2％，铝溶胶13％，纳米二氧化硅1.5％，膨润土1％，软质粘土0.5％，纯净水46％组成。优选的，前述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料中，所述纳米二氧化硅的比表面积为200～400m2/g，粒径为7～15nm。前述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料的制备方法，所述的制备方法为：按配比准确称量各种物料，并按照纯水、氮化硼、硅溶胶、液体硅酸钠、铝溶胶、纳米二氧化硅、膨润土、纳米氧化铝、软质粘土的顺序向分散机加入物料进行分散，出料即得。前述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料的制备方法，所述的制备方法为：所述的制备方法为：按配比准确称量各种物料，设定分散机的初始转速为300转/分，然后按照纯水、氮化硼、硅溶胶、液体硅酸钠、铝溶胶、纳米二氧化硅、膨润土、纳米氧化铝、软质粘土的顺序向分散机中加入物料进行分散，并在加入物料的过程中按照每10分钟增加500转的速度增大分散机转速，使最终转速达到1500～2000转/分钟，在最终转速分散1～2小时，出料后静置10～14小时即得。前述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料的使用方法，按照如下步骤使用：(1)清洁待涂刷材料表面，达到无浮尘，无油污；(2)采用蒸馏水，纯净水或自来水稀释涂料；(3)采用海绵、毛刷或喷枪将稀释好的涂料涂于待涂刷材料表面；(4)涂刷完毕后待涂料自然干燥或将涂料烘干或烤干后即可使用；(5)对于难以涂刷的局部可将被涂部件浸入稀释好的涂料中，取出后多余涂料自然流出，待涂料自然干燥或将涂料烘干或烤干后即可使用。优选的，前述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料的使用方法，按照如下步骤使用：(1)清洁待涂刷材料表面，达到无浮尘，无油污；(2)采用蒸馏水，纯净水或自来水稀释涂料，对于新的待涂刷材料表面涂料与水的重量比为1∶3.5～4.5，对于旧的待涂刷材料表面涂料与水的重量比为1∶5～6；(3)采用海绵、毛刷、拖把或喷枪将稀释好的涂料涂于待涂刷材料表面，对于新的待涂刷材料表面涂料的厚度为20～30μm，对于旧的待涂刷材料表面涂料的厚度为15～25μm；(4)涂刷完毕后待涂料自然干燥6～10h或将涂料在300±20℃烘干或烤干1～3h后即可使用；(5)对于难以涂刷的局部可将被涂部件浸入稀释好的涂料中，取出后多余涂料自然流出，待涂料自然干燥6～10h或将涂料在300±20℃烘干或烤干1～3h后即可使用。为验证本专利技术技术方案，专利技术人进行了以下验证：1、按照如下参数和要求选择各组分原料：(1)氮化硼六方氮化硼外观为白色松散粉末，柔软有光滑感，在空气中抗氧化可达1000℃，在惰性气体中3000℃以下仍稳定。表1氮化硼技术参数项目指标分子量24.81熔点℃3000莫氏硬度1～2密度g/cm32.29(2)硅溶胶硅溶胶具有高度的分散性，较好的耐磨性，胶团产生的网络结构空隙对粒子有一定的吸附作用，自身风干后产生一定的粘结强度。表2硅溶胶技术参数项目指标二氧化硅％≧25～26PH值(25℃)9～10粘度(25℃)×10－3Pa.S7密度(25℃)g/cm31.19～1.21平均粒径nm7～15(3)铝溶胶具有胶结性，易分散性，带正电荷，稳定性好。表3铝溶胶技术参数项目指标液体状态半透明固体含量％≧20PH值3～5粒径nm10～20(4)液体硅酸钠粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好，耐碱性和耐水性差。表4液体硅酸钠技术参数项目指标二氧化硅(％)≧29.2氧化硅(％)≧12.8水不溶物(％)≦0.36铁(％)≦0.08波美度0.50～0.52模数2.6～2.9可溶固体(％)≧99(5)纳米氧化铝纳米氧化铝熔点2050℃，在涂料中形成坚硬的网络结构，使涂料的耐磨性提高2～4倍。表5纳米氧化铝技术参数项目指标外观白色粉末表面性质亲水氧化铝％≧99.99比表面积m2/g10～30平均粒径nm30～60(6)纳米二氧化硅无定形白色粉末，微结构为球形，能填充涂料的纳米空隙，提高强度和耐化学性，呈絮状和网状的准颗粒结构，增加涂料的悬浮性。表6纳米氧化硅技术参数项目指标外观白色粉末二氧化硅％≧99.8比表面积m2/g300PH值5～7粒径nm≦15(7)膨润土能有效地托浮分散粉体，利用其稳定的悬浮性，增稠性，作为涂料的防沉淀助剂。表7膨润土技术参数项目指标白度(％)≧75粘度PS≧2.8胶质介ml/15g土≧90PH值8～10.5水份％≦10膨胀容ml/g≧20粒度(目)2000～2500(8)软质粘土具有较好的分散性、可塑性、结合性和烧结性。表8软质粘土技术参数项目指标三氧化二铝％≧35三氧化二铁％≦1.5耐火度℃≧1710IL％≦15可塑性指标≧42、制备涂料：按配比准确称量各种物料，并按照纯水、氮化硼、硅溶胶、液体硅酸钠、铝溶胶、纳米二氧化硅、膨润土、纳米氧化铝、软质粘土的顺序缓慢加入分散机中，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温润滑抗渗透纳米环保涂料，其特征在于，按照重量百分比计，由氮化硼25％～40％，纳米氧化铝0.5％～10％，硅溶胶10％～15％，液体硅酸钠1％～5％，铝溶胶10％～15％，纳米二氧化硅1％～5％，膨润土0.5％～2.5％，软质粘土0.5％～1.0％，纯水35％～50％组成。

【技术特征摘要】
1.一种高温润滑抗渗透纳米环保涂料，其特征在于，按照重量百分比计，由氮化硼25％～40％，纳米氧化铝0.5％～10％，硅溶胶10％～15％，液体硅酸钠1％～5％，铝溶胶10％～15％，纳米二氧化硅1％～5％，膨润土0.5％～2.5％，软质粘土0.5％～1.0％，纯水35％～50％组成。2.根据权利要求1所述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料，其特征在于，所述的氮化硼为六方氮化硼。3.根据权利要求2所述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料，其特征在于，按照重量百分比计，所述六方氮化硼为粒径5～10μm和10～20μm的六方氮化硼的混合物。4.根据权利要求3所述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料，其特征在于，按照重量百分比计，所述粒径为5～10μm的六方氮化硼占总质量的15％～20％，所述粒径为10～20μm的六方氮化硼占总质量的10％～20％。5.根据权利要求4所述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料，其特征在于，按照重量百分比计，所述涂料由粒径为5～10μm的六方氮化硼15％，粒径为10～20μm的六方氮化硼10％，纳米氧化铝1％，硅溶胶10％，液体硅酸钠2％，铝溶胶13％，纳米二氧化硅1.5％，膨润土1％，软质粘土0.5％，纯净水46％组成。6.根据权利要求1所述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料，其特征在于，所述纳米二氧化硅的比表面积为200～400m2/g，粒径为7～15nm。7.权利要求1～6任一所述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为：按配比准确称量各种物料，并按照纯水、氮化硼、硅溶胶、液体硅酸钠、铝溶胶、纳米二氧化硅、膨润土、纳米氧化铝、软质粘土的顺序向分散机加入物料进行分散，出料即得。8.根据权利要求7所述的高温润滑抗渗透纳米环保涂料的制备方法，其特征在于，所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成行，
申请(专利权)人：贵阳联合高温材料有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52