一种含膨胀石墨的高性能滑板砖涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含膨胀石墨的高性能滑板砖涂料及其制备方法，所述滑板砖涂料原料组成为：15～21％的膨胀石墨、0.5～1.5％的有机膨润土、1～3％的分散剂、1～3％的碳化硼、0.5～1.5％阿拉伯树胶粉、71～80％的去离子水，外加0.5～1％的羧甲基纤维素钠、0.8～1.5％的消泡剂。该滑板砖涂料具有稳定性好、附着性强，与滑板砖结合强度高、涂后工作面光洁度好的特点。该涂料比重为1.00‑1.50、粘度800‑1500mPa·s、附着力为1‑3级、PH值为7‑8、悬浮稳定期(无分层)≥30天。

【技术实现步骤摘要】
一种含膨胀石墨的高性能滑板砖涂料及其制备方法
本专利技术涉及一种含膨胀石墨的高性能滑板砖涂料及其制备方法，属于无机非金属材料领域。
技术介绍
滑动水口是炼钢连铸重要的功能耐火材料，滑板砖是滑动水口系统的关键组成部分，其性能的优劣直接决定了其钢流控制的效果。滑板砖在连铸使用过程中，通过上下滑板砖的相对滑动来实现对钢水流速和开关的控制，滑板砖滑动面之间的摩擦力是影响其使用的重要因素，由于滑板砖在高温条件下的频繁滑动，滑板表面会出现拉毛、磨损等现象，导致上下滑板间的摩擦阻力增加，滑动操作的灵活程度及钢水流量控制的准确性降低。为减小滑板砖之间的摩擦力，降低机械磨损造成的滑板砖损坏，常采用在滑板砖工作面涂抹石墨涂料，以达到润滑、降低磨损的效果，因此，滑板砖涂料的性能对滑板砖的使用有重要影响。但目前国内的滑板涂料在使用过程中，常出现涂料存放沉淀，使用时需要二次搅拌，涂料和滑板砖附着性差，结合强度低，高温使用时易氧化，使用过程中涂料易脱落等问题，直接影响滑板砖的使用效果和使用寿命。因此，需要进一步开发高性能的滑板砖涂料，提高滑板砖涂料的稳定性、铺展性和附着性，进而达到提高滑板砖使用效果的目的。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种含膨胀石墨的高性能滑板砖涂料及其制备方法，该滑板砖涂料具有稳定性好、附着性强，与滑板砖结合强度高，涂后工作面光洁度好的特点。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种含膨胀石墨的高性能滑板砖涂料，按重量百分比计，原料组成为：15～21％的膨胀石墨、0.5～1.5％的有机膨润土、1～3％的分散剂、1～3％的碳化硼、0.5～1.5％阿拉伯树胶粉、71～80％的去离子水，外加上述原料总量0.5～1％的羧甲基纤维素钠、0.8～1.5％的消泡剂。所述膨胀石墨的粒度为600目，膨胀容积为10～20mL/g，碳含量的质量分数≥90％。所述有机膨润土的粒度为200目，碳化硼的粒度为325目。所述分散剂为分散剂NNO，阿拉伯树胶粉为食品级阿拉伯树胶粉，消泡剂为磷酸三丁酯。所采用的羧甲基纤维素钠在25℃、2％的水溶液中的粘度为1200-1300mPa·s。所述去离子水的水温为50℃～70℃。所述的滑板砖涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)按配比称取各原料，先将膨胀石墨加入到球磨罐中，球磨20h～30h，进行机械剥离，得到处理后的膨胀石墨粉，备用；(2)将羧甲基纤维素钠、阿拉伯树胶粉、50％的消泡剂、去离子水加入到搅拌锅中，先低速搅拌0.5h～1h，高速搅拌1.5h～2h；再加入碳化硼、有机膨润土、分散剂，高速搅拌1h～2h；再加入球磨处理后的膨胀石墨粉、剩余50％的消泡剂，低速搅拌1h～2h，高速搅拌2h～3h，得到混合浆料；所述低速为150转/分钟，高速为400转/分钟；(3)将混合浆料加入到球磨罐中，球磨12h～15h，得到本专利技术产品。本专利技术有益效果：本专利技术滑板砖涂料均匀性、稳定性好，长时间存放不会出现沉淀，避免了使用前的二次搅拌，涂料在滑板砖材料上的附着性和铺展性好，确保了在生产和使用过程中不会出现滑板涂料脱落现象。其中原料中添加球磨处理后的膨胀石墨，使滑板涂料具有更好的润滑性，降低了滑板砖使用过程中滑动的摩擦力，改善了滑板砖的使用性。具体分析如下：(1)本专利技术原料中添加的羧甲基纤维素钠、阿拉伯树胶粉、有机膨润土在水性体系中都具有增稠、防沉及乳化的作用，溶解后形成水胶体。将三种原料复合引入，能起到更好的增稠、增塑及防沉的效果，确保滑板砖涂料的稳定性，同时羧甲基纤维素钠、阿拉伯树胶粉及有机膨润土还具有粘结作用，可作为结合剂，提高涂料和滑板砖之间的附着性和结合强度。(2)本专利技术原料中碳源采用膨胀石墨细粉，膨胀石墨作为一种新型的功能性碳素材料，是一种疏松多孔的蠕虫状物质。除了具备天然石墨本身的耐冷热、耐腐蚀、自润滑等优良性能以外，还具有天然石墨所没有的柔软、压缩回弹性、吸附性、环境协调性等特性。膨胀石墨中纳米厚度的石墨鳞片，通过外力易被剥离下来形成纳米石墨片，本专利技术通过机械球磨对膨胀石墨进行纳米石墨鳞片剥离，提高膨胀石墨中纳米石墨鳞片的含量，进而使膨胀石墨的粒度降低，比表面积增加，吸附性增加，进一步加入到滑板砖涂料中，提高涂料的附着强度，同时由于纳米石墨片含量的增加，使涂料的光滑度及润滑性也得到增强。(3)本专利技术原料中采用碳化硼作为抗氧化剂，由于碳化硼和氧气反应的活性比石墨高，会优先与氧气反应，达到抗氧化效果，从而提高涂料的抗氧化性；采用分散剂NNO，其对膨胀石墨的分散效果好，可避免石墨团聚产生，提高滑板涂料成分的均匀性。(4)本专利技术原料中采用去离子水，避免了水中杂质对羧甲基纤维素钠、阿拉伯树胶粉、有机膨润土形成的溶胶体的破坏，而造成涂料沉淀。同时生产过程中使用50℃～70℃的去离子水，能降低水溶胶形成的时间，缩短搅拌时间，并使水溶胶的形成更充分。(5)本专利技术产品采用特定的制备工艺，首先将羧甲基纤维素钠、部分消泡剂、阿拉伯树胶粉和去离子水先经低速搅拌再经高速搅拌，促进其充分溶胶化，制得初步溶胶母液，然后加入有机膨润土、碳化硼、分散剂，经高速搅拌，有机膨润土溶胶化的同时促进碳化硼和分散剂均匀分散溶胶体中，得到本专利技术产品的含抗氧化剂和分散剂的溶胶母液，此溶胶母液能促使加入石墨后的搅拌过程中石墨的均匀分散，同时避免了碳化硼随石墨一起加入时不好分散的问题，确保产品的成分均匀性；而消泡剂分次加入能消除不同阶段的泡沫，消泡效果更好；本专利技术产品在生产工艺上还增加了球磨过程，在球磨过程中能进一步促进各组分的均匀分散，提高产品的成分均匀性和稳定性。(6)本专利技术滑板砖涂料的性能指标优越，其中各性能指标如下：比重为1.10-1.50、粘度(25℃)为800-1500mPa·s、附着力为1-3级、PH值为7-8、悬浮稳定期(无分层)≥30天。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。实施例1一种含膨胀石墨的高性能滑板砖涂料，按重量百分比计，原料组成为：15％的膨胀石墨、0.8％的有机膨润土、2％的分散剂、2％的碳化硼、1.2％的阿拉伯树胶粉、79％的去离子水，外加上述原料总量1％的羧甲基纤维素钠、0.8％的消泡剂。膨胀石墨的粒度为600目，膨胀容积为10～20mL/g，碳含量的质量分数≥90％；有机膨润土的粒度为200目，碳化硼的粒度为325目；分散剂为分散剂NNO，阿拉伯树胶粉为食品级阿拉伯树胶粉，消泡剂为磷酸三丁酯；所采用的羧甲基纤维素钠在25℃、2％的水溶液中的粘度为1200-1300mPa·s；去离子水的水温为50℃～70℃。该滑板砖涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)按配比称取各原料，先将膨胀石墨加入到球磨罐中，球磨20h～30h，进行机械剥离，得到处理后的膨胀石墨粉，备用；(2)将羧甲基纤维素钠、阿拉伯树胶粉、50％的消泡剂、去离子水加入到搅拌锅中，先低速搅拌0.5h～1h，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含膨胀石墨的高性能滑板砖涂料，其特征在于，按重量百分比计，原料组成为：15～21％的膨胀石墨、0.5～1.5％的有机膨润土、1～3％的分散剂、1～3％的碳化硼、0.5～1.5％阿拉伯树胶粉、71～80％的去离子水，外加上述原料总量0.5～1％的羧甲基纤维素钠、0.8～1.5％的消泡剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种含膨胀石墨的高性能滑板砖涂料，其特征在于，按重量百分比计，原料组成为：15～21％的膨胀石墨、0.5～1.5％的有机膨润土、1～3％的分散剂、1～3％的碳化硼、0.5～1.5％阿拉伯树胶粉、71～80％的去离子水，外加上述原料总量0.5～1％的羧甲基纤维素钠、0.8～1.5％的消泡剂。


2.如权利要求1所述的滑板砖涂料，其特征在于，膨胀石墨的粒度为600目，膨胀容积为10～20mL/g，碳含量的质量分数≥90％。


3.如权利要求1所述的滑板砖涂料，其特征在于，有机膨润土的粒度为200目，碳化硼的粒度为325目。


4.如权利要求1所述的滑板砖涂料，其特征在于，分散剂为分散剂NNO，阿拉伯树胶粉为食品级阿拉伯树胶粉，消泡剂为磷酸三丁酯。


5.如权利要求1所述的滑板砖涂料，其特征在于，所采用的羧甲基纤维素...

【专利技术属性】
技术研发人员：来丽苹，徐跃庆，赵臣瑞，牛智旺，李宏宇，梁保青，关斌斌，韩彦锋，李雪翠，
申请(专利权)人：河南熔金高温材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41