【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于耐高温防腐涂料，特别涉及一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层制备方法和应用。
技术介绍
1、随着锅炉大容量高参数，以及低nox燃烧技术的应用，特别是以sofa为代表的低nox燃烧技术的广泛应用，高温腐蚀问题占据了锅炉燃烧问题的首位。低nox燃烧技术应用之前，燃煤含硫量小于1％的锅炉，发生高温腐蚀的现象比较罕见；高温腐蚀主要发生在贫煤、无烟煤等低挥发分燃煤锅炉上，烟煤等高挥发分煤锅炉几乎不发生高温腐蚀现象。低nox燃烧技术应用之后，燃煤含硫量小于1％的锅炉，高温腐蚀问题已经相当普遍。采用sofa技术的大容量高参数锅炉，无论燃用什么煤种，炉膛水冷壁几乎都会发生高温腐蚀问题，且程度比较严重，成为引发水冷壁爆管的一个不可忽视的主要因素。同时，低氮燃烧技术带来的另一个问题是炉膛内部局部还原性气氛的产生，还原性气氛存在降低灰熔点使高温受热面存在结焦风险，还原气氛下煤炭中硫燃烧后生成h2s，而h2s在＞350℃腐蚀管壁，温度越高腐蚀越严重，低氮改造之后还原性气氛腐蚀变得尤为严重。针对高温腐蚀问题目前行业普遍使用的是热喷金属涂层和纳米陶瓷涂层，前者通过牺牲自身达到防腐目的，后者通过隔绝腐蚀性介质防腐。两者因本身材质和成膜原理的问题都存在一定程度的功能缺陷，严重影响涂层本身防护寿命。
2、传统热喷涂层防腐耐温性能较好，但是涂层表面粗糙度大，加上自身防腐反应容易加重结焦的形成，严重影响高温受热面的换热效率。纳米陶瓷涂层表面平整致密度较好，一定程度上隔绝腐蚀性介质的渗透达到防腐效果，但是涂层与基材之间热膨胀系数差异较大，易出现高温
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层制备方法和应用，所述耐高温腐蚀镶嵌型涂层技术能够应用于燃煤机组锅炉内壁，具有优异的耐高温氧化、耐热腐蚀、抗热冲击、提升高温换热和抗热震韧性等性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的，一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层，包括底漆涂层和面漆涂层。
3、所述底漆由以下重量份的原料组成：
4、镍40-70份、铬20-45份、钼0-10份、铁0-5份、钛0-4份；
5、所述面漆由以下重量份的原料组成：
6、无机粘结剂80-120份、功能填料10-40份、端异氰酸酯基双亲改性碳纳米管-石墨烯0.5-2份、金属纤维1-3份、碱性金属氧化物脱水剂0-10份、固化剂0-10份、去离子水10-40份。
7、其中，所述底层涂层施工方式采用电弧喷涂，喷涂膜厚250-400um，漆膜底部均匀致密，表层凹凸不平多孔隙结构，整体粗糙度150-250um。
8、所述面层涂料中无机粘结剂为硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂、硅溶胶中的一种或多种组合。
9、所述面漆的功能填料选自片状、球状或纤维状填料，为氮化硅、碳化硅、氮化硼、玻璃鳞片、累托石中的至少一种，粉体粒径为5-20μm。
10、所述面层涂料中端异氰酸酯基双亲改性碳纳米管-石墨烯制备方法包含以下步骤：
11、(1)将单壁碳纳米管和5-10层机械剥离石墨烯按照重量比2-3：1混合，超声分散到去离子水中，加入与粉料等重量双氧水在60-80℃温度下浸泡2-4h，反应完成后进行抽滤，用去离子水对混合物料进行清洗，去除残余双氧水，之后对粉料进行低温烘干；
12、(2)将步骤(1)烘干后的粉料分散到n,n-二甲基二氯酰胺中形成混合液，用超声波粉碎机分散处理0.5-1h，冲入氮气作保护，向混合液中滴加甲苯2.4-二异氰酸酯，控制nco与oh的摩尔比为1.5-2.2:1，氮气保护下60-80℃反应6-8h，之后对反应后的浆料进行抽滤冲洗，洗净的浆料采用喷雾干燥即可得到端异氰酸酯基双亲改性碳纳米管-石墨烯。
13、所述面漆中碱性金属氧化物脱水剂为氧化镁、氧化锌中的一种或者两者组合，粉体粒径＜10um。
14、所述面漆中金属纤维为金属镍纤维，纤维为枝状短绒度，粉体粒径＞200目过筛；固化剂为聚合磷酸铝，粉体粒径≤20um。
15、优选地，本专利技术提供一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层，包括底漆涂层和面漆涂层，所述底漆由以下重量份的原料组成：
16、镍50-70份、铬25-45份、钼0-5份、铁0-5份、钛0-4份；
17、所述面漆由以下重量份的原料组成：
18、无机粘结剂80-120份、功能填料10-35份、端异氰酸酯基双亲改性碳纳米管-石墨烯0.5-2份、金属纤维1-2份、碱性金属氧化物脱水剂3-10份、固化剂3-10份、去离子水10-30份。
19、本专利技术的另一个目的在于提供一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层制备方法，包括以下步骤：
20、1.底漆制备
21、按照配方合金成分要求熔炼定制镍铬合金丝材，丝材直径要求1.6-2.0mm；
22、2.面漆涂料的制备
23、(1)将无机粘结剂与1/2去离子水混合均匀，低速搅拌下缓慢加入端异氰酸酯基双亲改性碳纳米管-石墨烯，待粉体全部润湿以后采用超声配合高速剪切继续分散20-30min；
24、(2)向步骤(1)溶液中缓慢加入功能填料和脱水剂，充分润湿后高速搅拌至均一相，之后转移至砂磨机研磨至细度≤10um；
25、(3)在低速搅拌状态下向步骤(2)溶液中加入金属纤维，持续搅拌10-20min，用剩余去离子水调节涂料粘度至涂四杯20-40s；
26、(4)将固化剂与水按照重量比1:1在高速搅拌下混合均匀，将分散液经砂磨研磨至细度＜10um；
27、(5)使用时将步骤(3)和步骤(4)浆料按比例混合均匀即制得面漆涂料。
28、本专利技术的另一个目的在于提供一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层的施工方法，包括以下步骤：
29、(1)基材采用粒径10～20目石英砂，在0.6mpa～0.8mpa压力下，30°～40°角进行表面喷砂处理。工环境控制在温度5℃-35℃，相对湿度0％-85％喷砂要求基材达到sa3.0清洁度，表面粗糙度＞40um；
30、(2)底漆涂层采用电弧喷涂对基材进行喷涂，总计喷涂两遍：第一遍采用380v*60-80a，喷涂距离控制在20-40cm，喷涂角度为30-90°，喷涂压力0.5-0.8mpa，走枪速度为10-30cm/s参数进行喷涂获得致密平整涂层；第二遍调整喷涂工艺获得表层高度粗糙的涂层；涂层总漆膜厚度在250-400um，，粗糙度达到150-250um；
31、(3)将面漆除固化剂之外的成分配制成涂料，再与固化剂按照比例混合，采用空气喷涂，控制进气压力0.3-0.6mpa，喷枪距离被涂覆面20-30cm，喷幅为20-30cm；喷枪与被涂覆面呈70-90°夹角，施工涂层本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层，包括底漆涂层和面漆涂层，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层，其特征在于：所述底漆涂层施工方式采用电弧喷涂，喷涂膜厚250-400um，漆膜底部均匀致密，表层凹凸不平多孔隙结构，整体粗糙度150-250um。
3.根据权利要求1所述的一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层，其特征在于：所述面漆的无机粘结剂为硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂、硅溶胶中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层，其特征在于：所述面漆的功能填料选自片状、球状或纤维状填料，为氮化硅、碳化硅、氮化硼、玻璃鳞片、累托石中的至少一种，粉体粒径为5-20μm。
5.根据权利要求1所述的一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层，其特征在于：所述面漆中端异氰酸酯基双亲改性碳纳米管-石墨烯制备方法包含以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层，其特征在于：所述面漆的碱性金属氧化物脱水剂为氧化镁、氧化锌中的一种或者两者组合，粉体粒径＜10um。
7.权利要
8.根据权利要求1-6任一项所述一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层，包括底漆涂层和面漆涂层，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层，其特征在于：所述底漆涂层施工方式采用电弧喷涂，喷涂膜厚250-400um，漆膜底部均匀致密，表层凹凸不平多孔隙结构，整体粗糙度150-250um。
3.根据权利要求1所述的一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层，其特征在于：所述面漆的无机粘结剂为硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂、硅溶胶中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的一种用于水冷壁的镶嵌型防护涂层，其特征在于：所述面漆的功能填料选自片状、球状或纤维状填料，为氮化硅、碳化硅、氮化硼、玻...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯英山，戴雷，吕碧辉，王承华，周海祥，罗赵静，周益舒，吴健辉，华兴，周帅，张世鑫，
申请(专利权)人：华电西港发电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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