一种炭阳极防氧化液体涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种炭阳极防氧化专用涂料技术领域，具体涉及一种炭阳极防氧化液体涂料及其制备方法。炭阳极防氧化液体涂料主要包括以下原料，硼砂5％～40％、硼酸1％～10％、磷酸2％～20％、甘油1％～15％和溶剂40％

【技术实现步骤摘要】
一种炭阳极防氧化液体涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于炭阳极防氧化专用涂料
，具体涉及一种炭阳极防氧化液体涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]电解铝生产过程中炭素阳极是主要的原材料之一，承担着重要作用，号称电解槽的心脏，也是电解铝生产成本的重要组成部分，约占电解铝生产总成本的15％。在电解铝生产过程中炭素阳极消耗主要有两大部分组成，一是参与化学反应的合理消耗，这一消耗是由工作原理及当今技术条件决定的，理论消耗值为：333公斤/吨铝，但由于电流效率和炭素的纯度影响，实际消耗值约为：365公斤/吨。二是过量消耗，所谓的过量消耗，是指在高温下阳极表面与空气中的氧气、二氧化碳发生氧化反应的损失及选择性氧化损失的总和，具体表现在炭阳极表面发生脱皮、掉渣、粉化，这一消耗属于不合理消耗，过量消耗不仅提高了电解铝的生产成本也增强了工人的劳动强度，恶化了电解槽的技术指标，目前我国电解铝炭净消耗一般在430公斤/吨铝～445公斤/吨铝，过量消耗占16～20％。针对上述技术缺陷，特提出本申请。

技术实现思路

[0003]本专利技术的第一目的在于提供一种炭阳极防氧化液体涂料，可以延长换极周期，减少换极次数，保持电解槽稳定性。
[0004]本专利技术的第二目的在于提供一种炭阳极防氧化液体涂料的制备方法，其方法简单易行，制备时间短，方便快捷。
[0005]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种炭阳极防氧化液体涂料，炭阳极防氧化液体涂料主要以下质量分数的原料制备得到：
[0007]硼砂5％～40％、硼酸1％～10％、磷酸2％～20％、甘油1％～15％和溶剂40％
‑
70％。
[0008]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述硼砂20％～35％、硼酸2％～5％、磷酸4％～10％、甘油3％～8％和溶剂50％
‑
60％。
[0009]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述硼砂30％、硼酸3％、磷酸4％、甘油3.5％和溶剂59.5％。
[0010]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述溶剂为水。
[0011]第二方面，本专利技术提供一种炭阳极防氧化液体涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：按比例将硼砂、硼酸、甘油和磷酸依次加入容器中，之后加入水，搅拌均匀。
[0012]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述水的温度为20
‑
100℃。
[0013]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述搅拌的速度为5
‑
300转/分钟。
[0014]进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，上述搅拌的时间为5
‑
15分钟。
[0015]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下技术效果：
[0016]本专利技术的一种炭阳极防氧化液体涂料，可以延长换极周期，减少换极次数，保持电解槽稳定性。因为使用了防氧化涂层，阳极四周氧化较少，阳极底掌面积增大，相对增大导电面积，降低电阻，有利于提高电流效率，槽中炭渣由原来的30公斤/班下降到现在的5公斤/班，降低约80％，因为炭阳极表面是由石油焦和炭素颗粒组成的遇高温两者会发生选择性氧化，因为石油焦活性较大所以石油焦先氧化，石油焦氧化就会造炭粒的脱落，这是造成电解槽中炭渣的根本原因。
[0017]采用本专利技术的液体涂料不仅减轻工人的劳动强度，改善劳动环境，也优化了槽况。有利于节能减碳、改善人类生态环境、社会效益突出。
[0018]现有的高温防氧化涂料涂料配方很多，但它们有一个共性，就是涂层遇高温被烧结成致密致密涂层，欲达到阳极表面与外界隔绝的目的。但忽略了阳极材料属多孔属性，其空隙率约占总体积的25％，另外阳极内部仍存在着压制成形时留下的有机粘结剂，这些有机物在阳极烧制成品后仍有2％的量，遇高温这些有机物就会气化向外突出这一关键环节。但是本方案的炭阳极防氧化液体涂料具有在1000度高温下可长期耐受氟化氢和二氧化碳气体的侵蚀、黏度低、渗透性强等特点，在1000℃左右涂层始终处于粘稠的液相玻璃状，对涂层出现的裂缝、起泡等现象具有良好的自愈性。又因为涂层材料的沸点远高于环境温度，因此涂层具有良好的稳定性和可靠性。
[0019]本专利技术的炭阳极防氧化液体涂料的制备方法，因为制备方法简单，制备时间短，可以随配置随用。
具体实施方式
[0020]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会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围，实施例中未注明的具体条件，按照常规条件或者制造商建议的条件进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0021]本专利技术的技术方案为：
[0022]本方案的具体实施方式方案如下：
[0023]一种炭阳极防氧化液体涂料，炭阳极防氧化液体涂料主要以下质量份数的原料制备得到：硼砂5％～40％、硼酸1％～10％、磷酸2％～20％、甘油1％～15％和溶剂40％
‑
70％。
[0024]本方案的电解铝炭阳极防氧化涂料主要成份是由硼砂、硼酸和磷酸组成的，而甘油仅为提高硼化物的溶解度和抑制涂层高温挥发。当这三种成份组合在一起时会发生化学反应会有新的物质生成，其化学组份也会发生相应变化，硼砂的组分在防氧化涂层中的含量会降低，硼酸的含量会增加，同时二者反应也会生成磷酸氢二钠新的物质，磷酸氢二钠又是很好的阻燃剂，对增强涂层防氧化效果也有良好作用。
[0025]涂层材料可通过喷涂、刷涂及浸涂三种方式附着在阳极表面，经自然干燥成膜，在电解槽中当阳极表面温度达到350度时涂层开始熔化覆盖阳极表面并包裹表层内炭素颗粒，形成内外保护层，大大提高了防氧化效果。
[0026]本专利技术较佳的实施例中，上述硼砂30％、硼酸3％、磷酸4％、甘油3.5％和溶剂
59.5％。
[0027]炭阳极防氧化涂料还具有如下特性：
[0028]1.在1000度高温下可长期耐受氟化氢和二氧化碳气体的侵蚀，因为高温下涂层中的硼化物及磷酸盐类物质均不与气态氟化氢及二氧化碳发生反应。
[0029]2.由于本涂料中加入甘油，甘油具有破坏液体涂料表面张力作用，因此这是造成液体涂料粘度低的原因、可以使其提高了渗透性力，在350度～1000度左右涂层始终处液相状态，对涂层出现的裂缝、起泡等现象具天然的自愈性。因为涂料中含有硼酸和磷酸氢二钠，它们的熔点分别：450度和245度左右，而它们沸点又高达1450度左右，涂料中又没有其它物质与其化合形成烧结体。
[0030]3.由于涂层材料的沸点远高于环境温度(环境温度800℃左右)，因此涂层具有良好的稳定性和可靠性。
[0031]一种炭阳极防氧化液体涂料的制备方法，按上述比例将硼砂、硼酸、甘油和磷酸依次加入容器中，之后加入20
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100℃的水，搅拌速度为5
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300转/分钟，搅拌时间为5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炭阳极防氧化液体涂料，其特征在于，所述炭阳极防氧化液体涂料主要由以下质量份数的原料制备得到：硼砂5％～40％、硼酸1％～10％、磷酸2％～20％、甘油1％～15％和溶剂40％
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70％。2.根据权利要求1所述的一种炭阳极防氧化液体涂料，其特征在于，所述炭阳极防氧化液体涂料主要以下质量份数的原料制备得到：硼砂20％～35％、硼酸2％～5％、磷酸4％～10％、甘油3％～8％和溶剂50％
‑
60％。3.根据权利要求2所述的一种炭阳极防氧化液体涂料，其特征在于，所述炭阳极防氧化液体涂料主要以下质量份数的原料制备得到：硼砂30％、硼酸3％、磷酸4％、甘油3.5％和溶剂59.5％。4.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：张佳伟，
申请(专利权)人：焦作市凌飞环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：