高溫抗氧化多孔陶瓷塗料及其製備方法
2023-06-13 12:10:46 3
專利名稱：高溫抗氧化多孔陶瓷塗料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種陶瓷塗料及其製備方法，屬於高溫抗氧化材料技術領域。
背景技術：
在電解鋁生產過程中，炭素陽極消耗包括電化學消耗、化學消耗和機械消耗等，其 中由炭素陽極與C02和02發生的氧化反應所引起的化學消耗，是陽極過量消耗的最主要
原因。在大型預焙鋁電解槽的生產過程中，通常採用在陽極頂部覆蓋氧化鋁保護層的工 藝方法，以期減少陽極的氧化。但是，由於氧化鋁保護層存在組織疏鬆、孔隙大、不均 勻等不足，所以減少因陽極氧化而導致的陽極過量消耗的作用有限。另外也有的廠家利 用溶膠一凝膠法，在炭陽極表面形成一層氧化鋁溶膠抗氧化複合塗層，此方法雖然取得 了較好的抗氧化效果，但是卻因塗層的製備工藝複雜，且成本較高，而未能得到推廣應 用。因此，有必要對現有技術加以改進。
發明內容
本發明的目的正是為解決現有技術存在的上述不足，提供一種以磷酸鋁為粘結劑， 以氧化鋁為主要填料的高溫抗氧化多孔陶瓷塗料及其製備方法。
本發明通過下列技術方案完成 一種高溫抗氧化多孔陶瓷塗料，其特徵在於它由下 列質量百分比的原料組成
A1(0H)3 8 25%
H3P04 30 60%
Mg0 0. 1 0. 6% Si02 1.0 2.0%
H3B03 1.5 5.5%
A1203 6 30%
Zn0 0 4.0%
H20 10 35%
分散劑 0 5%。
所述磷酸採用濃度為85%的分析純磷酸，或者工業純磷酸。
所述分散劑為檸檬三酸銨或聚丙烯酸胺中的一種或二種。
所述主要原料的作用是A1A機械強度高、硬度高、抗腐蝕和化學穩定性好，故以 它為主料；MgO作為固化劑可以明顯縮短塗層的固化時間；Si(X可使塗層具有優異的耐酸 性能，且使塗層的熔點顯著降低，呈玻璃狀態，提高塗層緻密性；ZnO是一種助熔劑， 熱處理時在晶界形成低熔點液相燒結物質，起粘結劑的作用，消除氣孔促進塗層緻密化。
所述高溫抗氧化多孔陶瓷塗料通過下列方法製備將下列質量百分比的原料
Al卿3 8 25%
H3P04 30 60%
Mg0 0. 1 0.6%
Si02 L0 2.0%
H4B03 1.5 5.5%
A1203 6 30%
Zn0 0 4.0%
H20 10 35%
分散劑 0 5%
經下列步驟
(1) 將85%的濃磷酸稀釋成45%的磷酸後，加熱至沸騰，向沸騰的磷酸中加入氫 氧化鋁A1(0H)3粉末，在室溫 150℃溫度下攪拌5 30分鐘，製得磷酸鋁粘結劑；
(2) 將A1203、 Si02、 H3B03、 ZnO、 MgO、水直接加入到步驟(1)的磷酸鋁粘結劑 中，在室溫 150℃溫度下，攪拌10 30分鐘，調整粘度至0.1 20Pa s， pH值至1. 0 3.0,形成穩定的膠狀物，便製得高溫抗氧化多孔陶瓷塗料
或者
(1)將85%的濃磷酸稀釋成45%的磷酸後，加熱至沸騰，向沸騰的磷酸中加入氫 氧化鋁A1(0H)3粉末，在室溫 150℃溫度下攪拌5 30分鐘，製得磷酸鋁粘結劑；
(2) 將A1A、 Si02、 H3B03、 ZnO、 MgO與分散劑混合後，加水製成均勻的漿料；
(3) 將步驟(2)的漿料加入到步驟(1)的磷酸鋁粘結劑中，調整粘度至0.1 20Pa s、 pH值至1. 0 3. 0，得高溫抗氧化多孔陶瓷塗料。
本發明具有下列優點和效果釆用上述方案製備的高溫抗氧化多孔陶瓷塗料在高溫
下會將磷酸鋁粘結劑中的結構水蒸發出來，從而形成多孔。用這種多孔陶瓷塗料塗覆在
被塗物表面後，即可形成具有保溫、隔熱和消除噪音作用的塗層，本高溫抗氧化多孔陶 瓷塗料不包含有機物並且可以通過粘結劑的組成以及料漿的組成來調節氣孔的大小與 分布，另外，本發明提供的方法其工藝簡單，操作方便，節能，不排放汙染物，投資小,
運行成本低。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明做進一步描述。
實施例1
按下列配方取料
組成 克
Al(OH)3 12
H3P0450
Mg00.30
Si021.20
H3B033. 5
A12039
Zn02
水20
分散劑檸檬三酸銨2
經下列方法
(1)將85%的濃磷酸稀釋成45%的磷酸後，倒入乾淨的燒杯，加熱攪拌，當憐酸 沸騰後，向裝有磷酸的燒杯中緩慢加入氫氧化鋁A1(0H)3粉末，在U(TC溫度下攪拌IO
分鐘製成磷酸鋁粘結劑。
(2) 將八1203、 Si02、 H3B03、 ZnO、 MgO與分散劑檸檬三酸銨混合後，加入水製備成
均勻的漿料；
(3) 將步驟(2)的槳料加入到步驟(1)的磷酸鋁粘結劑中，調整粘度至0. 1Pa s 和pH值至3.0，得到高溫抗氧化多孔陶瓷塗料；
(4) 將步驟(3)的陶瓷塗料塗刷在被塗物表面後，在室溫或乾燥箱中固化後，在 被塗物表面即形成高溫抗氧化多孔陶瓷塗層。
實施例2
按下列配方取料:
組成克
Al(0H)3 24
H3P0430
Mg0 0.6
Si02 2
H3B03 5. 4
A1203 20
水18
經下列方法
(1) 將85%的濃磷酸稀釋成45%的磷酸後，倒入乾淨的燒杯，加熱攪拌；當磷酸沸騰後，向裝有磷酸的燒杯中緩慢加入氫氧化鋁A1(0H)3粉末，室溫下攪拌30分鐘製成磷酸鋁粘結劑；
(2) 將A1A、 H3B03、 MgO、 Si02、水直接加入到步驟(1)的磷酸鋁粘結劑中，在 室溫下，攪拌30分鐘，調整粘度至20Pa's， pH值至l.O，形成穩定的膠狀物，便製得 高溫抗氧化多孔陶瓷塗料；
(3)將步驟(2)的陶瓷塗料塗抹到被物表面，經室溫或乾燥箱中固化後，在被塗 物表面即形成高溫抗氧化多孔陶瓷塗層。
實施例3
按下列配方取料
組成 克
Al(OH)3 8
H3P04 40
MgO 0.1
Si02 1
H3BO31.9
A1203 30
ZnO 4
水 10
分散劑檸檬三酸銨 5
經下列方法
(1)將85%的濃磷酸稀釋成45%的磷酸後，倒入乾淨的燒杯，加熱攪拌，當磷酸 沸騰後，向裝有磷酸的燒杯中緩慢加入氫氧化鋁Al(0H)3粉末，在80℃溫度下攪拌20 分鐘製成磷酸鋁粘結劑。
(2) 將Al203、 Si02、 H3B03、 ZnO、 MgO與水混合後，加入分散劑聚丙烯酸胺製備成 均勻的漿料；
(3) 將步驟(2)的槳料加入到步驟(1)的磷酸鋁粘結劑中，調整粘度至lOPa s 和pH值至2. 0，得到高溫抗氧化多孔陶瓷塗料；
(4)將步驟(3)的陶瓷塗料塗刷在被塗物表面後，在室溫或乾燥箱中固化後，在被塗 物表面即形成高溫抗氧化多孔陶瓷塗層。
權利要求
1、一種高溫抗氧化多孔陶瓷塗料，其特徵在於它由下列質量百分比的原料組成Al(OH)3 8～25％H3PO4 30～60％MgO 0.1～0.6％SiO2 1.0～2.0％H3BO3 1.5～5.5％Al2O3 6～30％ZnO 0～4.0％H2O 10～35％分散劑0～5％。
2、 根據權利要求1所述的高溫抗氧化多孔陶瓷塗料，其特徵在於所述磷酸採用濃 度為85%的分析純磷酸，或者工業純磷酸。
3、 根據權利要求l所述的高溫抗氧化多孔陶瓷塗料，其特徵在於所述分散劑為檸 檬三酸銨或聚丙烯酸胺中的一種或二種。
4、 一種如權利要求1所述的高溫抗氧化多孔陶瓷塗料的製備方法，其特徵在於將 下列質量百分比的原料Al卿3 8 25%H3P04 30 60%Mg0 0. 1 0.6%Si02 1.0 2.0%H3B03 1.5 5.5%A1203 6 30%Zn0 0 4.0%H20 10 35%分散劑 0 5%經下列步驟(1)將85%的濃磷酸稀釋成45%的磷酸後，加熱至沸騰，向沸騰的磷酸中加入氫 氧化鋁A1(0H)3粉末，在室溫 15(TC溫度下攪拌5 30分鐘，製得磷酸鋁粘結劑；(2)將A1A、 Si02、 H肌、Zn0、 MgO、水直接加入到步驟(1)的磷酸鋁粘結劑 中，在室溫 15(TC溫度下，攪拌10 30分鐘，調整粘度至0.1 20Pa s， pH值至1. 0 3.0，形成穩定的膠狀物，便製得高溫抗氧化多孔陶瓷塗料； 或者(1) 將85%的濃磷酸稀釋成45%的磷酸後，加熱至沸騰，向沸騰的磷酸中加入氫 氧化鋁A1(0H)3粉末，在室溫 15(TC溫度下攪拌5 30分鐘，製得磷酸鋁粘結劑；(2) 將A1A、 Si02、跳、ZnO、 MgO與水混合後，加分散劑製成均勻的漿料；(3) 將步驟(2)的漿料加入到步驟(1)的磷酸鋁粘結劑中，調整粘度至O. l 20Pa s、 pH值至1. 0 3. 0，得高溫抗氧化多孔陶瓷塗料。
全文摘要
本發明提供一種高溫抗氧化多孔陶瓷塗料，其特徵在於它由下列質量百分比的原料組成8～25％的Al(OH)3，30～60％的H3PO4，0.1～0.6％的MgO，1.0～2.0％的SiO2，1.5～5.5％的H3BO3，6～30％的Al2O3，0～4.0％的ZnO，10～35％的H2O，0～5％的分散劑。所得高溫抗氧化多孔陶瓷塗料在高溫下會將磷酸鋁粘結劑中的結構水蒸發出來，從而形成多孔，具有保溫、隔熱和消除噪音的作用，且不含有機物並可通過粘結劑的組成以及料漿的組成來調節氣孔的大小與分布，本發明提供的方法其工藝簡單，操作方便，節能，不排放汙染物，投資小，運行成本低。
文檔編號C04B41/85GK101343193SQ20081005881
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月15日 優先權日2008年8月15日
發明者嚴繼康, 孫加林, 張杭永, 維 王, 甘國友 申請人:昆明理工大學