一种磷酸铝铬锌复合粘结剂及其制备方法及陶瓷涂料技术

本发明专利技术涉及一种磷酸铝铬锌复合粘结剂及其制备方法及陶瓷涂料。用于制备该磷酸铝铬复合粘结剂的组合物，按重量计，包括：50‑100份磷酸；40‑100份铬酸酐；100‑160份氢氧化铝粉末；6～20份纳米氧化锌粉末和5‑10份双氧水；所述磷酸的浓度为80～90wt％。该磷酸铝铬锌复合粘结剂具有改善的性能，特别适合用于配制可常温固化、耐高温、抗热震性优异、韧性好的特种陶瓷涂料。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸铝铬锌复合粘结剂及其制备方法及陶瓷涂料
本专利技术属于粘结剂领域，具体涉及一种磷酸铝铬锌复合粘结剂及其制备方法及陶瓷涂料。
技术介绍
目前用于耐高温陶瓷涂料的粘结剂通常为磷酸盐，硅酸盐体系的无机粘结剂。硅酸盐体系粘结剂尽管可以室温固化，价格便宜，但是在1000℃以上高温时其力学性能较低，剪切强度较低，脆性较大，耐酸性和耐水性较差。磷酸盐体系粘结剂通常为磷酸二氢铝溶液，其具有耐高温，固化收缩率小，耐酸性强等优点。但是单一的磷酸二氢铝粘结剂在超过1500℃时出现软化、熔融等现象，并且脆性较大，制备成涂层易开裂，无法低温固化。
技术实现思路
在一些方面，本公开提供一种组合物，按重量计，包括:磷酸50-100份；(例如60、70、80或90份)铬酸酐40-100份；(例如50、60、70、80或90份)氢氧化铝粉末100-160份；(例如110、120、130、140或150份)纳米氧化锌粉末6～20份；(例如8、10、12、14、16或18份)双氧水5-10份；(例如6、7、8或9份)磷酸的浓度为80～90wt％；(例如85wt％)双氧水的浓度为30-50wt％。(例如40％)在一些实施方案中，按摩尔量计，组合物中P:(Cr+Al)＝2-4:1。(例如3:1)在一些实施方案中，按摩尔量计，组合物中P：Zn＝1.5-5:1。(例如2～4:1，例如3:1)在一些实施方案中，纳米氧化锌粉末平均粒径为20-100nm。(例如40～60nm，例如60～80nm)在一些方面，本公开提供上述组合物用于制备粘结剂(例如涂料用粘结剂)的用途。涂料中粘结剂一般起到成膜物质的作用。在一些方面，本公开提供一种粘结剂的制备方法，包括使上述的组合物反应。在一些实施方案中，粘结剂的制备方法，包括：(1)向反应容器中加入50-100份浓磷酸(浓度80～90wt％)、40-100份铬酸酐，混合，加热至80-100℃，搅拌15-30min；(2)向上一步产物中加入100-160份氢氧化铝粉末，将反应物加热至沸腾状态，待氢氧化铝粉末全部溶解后，将反应物降温至80～90℃；(3)向上一步产物中加入5-10双氧水，搅拌，加热反应物至沸腾状态，保持10～30min后停止加热；(4)向上一步产物中加入10～20份纳米氧化锌粉末。在一些方面，本公开提供一种粘结剂，其由上述任一项的粘结剂的制备方法制备获得。在一些方面，本公开提供一种涂料，含有填料和上述粘结剂。粘结剂可以作为涂料的成膜物质。填料可以改善涂料的各方面性能。在一些实施方案中，粘结剂在涂料中的含量为35-70wt％。在一些实施方案中，填料选自氧化物粉末、碳化物粉末、氮化物粉末、金属粉末中的一种或多种。在一些实施方案中，填料选自氧化铝粉末、氧化锆粉末、氧化铜粉末、碳化硅粉末、氮化硅粉末、镍粉、铝粉、钛粉、或其组合。在一些实施方案中，填料的平均粒径为0.5-20μm。在一些实施方案中，本公开的复合粘结剂的制备方法包括：按重量计，向反应容器中加入浓磷酸(85wt％)100份，在80～90℃水浴条件下，向反应容器中再加入44～55份铬酸酐(CrO3)，搅拌15～25min后，加入102～152份氢氧化铝粉末，加热至沸腾状态，待其全部溶解后，降温至80～90℃，加入5-12份双氧水(浓度40％)进行还原，搅拌均匀后，将溶液加热至沸腾状态，约15～25min后，停止加热，加入12～20份纳米氧化锌粉末(平均粒径为30nm)，再次充分搅拌反应后，冷却。在一些实施方案中，浓磷酸的浓度为85％。在一些实施方案中，铬酸酐的纯度为99％以上。在一些实施方案中，的步骤1)中的加热为水浴加热，加热温度为80-100℃。在一些实施方案中，磷酸溶液，铬酸酐和氢氧化铝粉末加入量按照P：(Cr+Al)物质的量比为2-4：1进行控制。在一些实施方案中，本公开提供一种陶瓷涂料，陶瓷涂料以复合粘结剂作为涂料成膜物质，再添加氧化物粉末、碳化物粉末、氮化物粉末、金属粉末、或其组合。在一些实施方案中，陶瓷涂料中复合粘结剂的含量为35％-70％。在一些实施方案中，陶瓷涂料中填料采用氧化铝、氧化铜、碳化硅和/或镍粉。在一些实施方案中，填料颗粒平均粒径为0.5-20μm。在一些实施方案中，填料包括颜料。在一些实施方案中，上述陶瓷涂料可广泛应用于各种高温条件下的热防护、热腐蚀和防磨损。术语包括/含有/包含，除非特别说明，否则是指重量含量为0.1～100％，例如10～20％，20～30％，30～40％，40～50％，50～60％，60～70％，70～80％，80～90％，90～100％，术语“室温”是指25±5℃。术语常压是指1个大气压±5％。术语“填料”包括有色填料、白色填料和透明填料。如未特别说明，％为质量％，含量为质量含量，比例为质量比例。术语“约”应该被本领域技术人员理解，并将随其所用之处的上下文而有一定程度的变化。如果根据术语应用的上下文，对于本领域技术人员而言，其使用不是清楚的，那么“约”的意思是不超过特定数值或范围的正负10％。术语“陶瓷涂料”是指以无机物粉末(如氧化物粉末、碳化物粉末、氮化物粉末或金属粉末)作为填料，以水作为分散质，以粘结剂为成膜剂，而得的涂料。术语纳米是指尺寸在1000nm以下。有益效果本公开的复合粘结剂及涂料具有以下一项或多项优点：1)耐高温性能好；2)粘度较低，在配制涂料时，可减少水的加入量，增加其它填料含量，增加涂层的干燥速度。3)复合粘结剂制备的涂层不易开裂，抗热冲击，具有优异的机械性能。4)复合粘结剂制备的涂料在常温下能够较快干燥固化，可以不需要额外添加固化剂，涂料的贮存保质期可达1年以上。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是，本领域技术人员将理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不是对本专利技术的范围的限定。根据优选实施方案的下列详细描述，本专利技术的各种目的和有利方面对于本领域技术人员来说将变得显然。实施例1～3(粘结剂)按重量计，向反应容器中加入浓磷酸(85wt％)100份，在A℃水浴条件下，向反应容器中再加入B份铬酸酐(CrO3)，搅拌Cmin后，加入D份氢氧化铝粉末，加热至沸腾状态，待其全部溶解后，降温至85℃，加入E份双氧水(浓度40％)进行还原，搅拌均匀后，将溶液加热至沸腾状态，约20min后，停止加热，加入F份纳米氧化锌粉末(平均粒径为30nm，再次充分搅拌反应后，溶液冷却，制备出实施例1～3的磷酸铝铬锌复合粘结剂。实施例1～3的详细配制参数如下表1所示：表1实施例1～3的原料中元素/离子的摩尔比如下表2所示：表2元素摩尔比P:(Cr+Al)P：Zn实施例12:14.6:1实施例23:13.4:1实施例34:12.3:1对比例1(粘结剂)取浓磷酸(85％)100份，在80℃水浴条件下加入44份铬酸酐，搅拌20min后，加入102份氢氧化铝粉末，加热至沸腾状态，待其全部溶解后，降温至85℃，加入多聚甲醛进行还原，同时加入消泡剂进行消泡，搅拌均匀后，将溶液加热至沸腾状态，约20min后，停止加热，溶液冷却，制备出对比例的复合粘结剂。粘结剂分析检测：1、耐高温性能检测根据GBT1735-2009色漆和清漆耐热性的测定，将实施例1～3的复合粘结剂涂覆于氧化铝板上，放置于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合物，按重量计，包括:

【技术特征摘要】
1.一种组合物，按重量计，包括:2.根据权利要求1所述的组合物，其具有以下一项或多项特征：-按摩尔量计，所述组合物中P:(Cr+Al)＝2-4:1；-按摩尔量计，所述组合物中P：Zn＝1.5-5:1；-纳米氧化锌粉末的平均粒径为20-100nm。3.权利要求1或2所述的组合物用于制备粘结剂(例如涂料用粘结剂)的用途。4.一种粘结剂的制备方法，包括使权利要求1或2所述的组合物反应。5.根据权利要求4所述的制备方法，包括：(1)向反应容器中加入50-100份浓磷酸、40-100份铬酸酐，混合，加热至80-100℃，搅拌15-30min；(2)向上一步产物中加入100-160份氢氧化铝粉末，将反应物加热至沸腾状态，待氢氧化铝粉末全部溶解后，将反应物降温至80～90℃；(3)向上一步产...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷刚，王坤，杜永斌，谭俊，李冰冰，田玉鹏，孙家鑫，
申请(专利权)人：烟台龙源电力技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37