一種電解鋁預焙陽極鋼爪的抗氧化耐腐蝕塗層及其製備方法
2023-05-27 20:44:31
專利名稱：一種電解鋁預焙陽極鋼爪的抗氧化耐腐蝕塗層及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種電解鋁預焙陽極鋼爪的抗氧化耐腐蝕塗層及其製備方法，尤其是一種高溫抗氧化耐腐蝕塗層製備方法，屬於冶金材料技術領域。
背景技術：
在預焙鋁電解生產過程中，陽極鋼爪作為強電流的導體，同時要起到支撐和聯接鋁導杆的作用。陽極鋼爪不僅處在空氣與高濃度CO2氣氛中，還不斷受到強腐蝕電解質冰晶石的衝刷，因此，導致陽極鋼爪被空氣、CO2氧化和被冰晶石電解質侵蝕現象時有發生。陽極鋼爪的氧化消耗了大量鋼材，降低了鋼爪的橫截面積，增加了電阻率，使電解鋁能耗增加。被侵蝕的鋼爪、磷生鐵熔化到鋁液中，使鋁液品位下降，降低了陽極鋼爪的利用率，給生產造成不利影響。因此，需要在電解鋁預焙陽極鋼爪表面塗覆一層高溫抗氧化耐腐塗層，SnO2為一種惰性陽極材料，具有良好的耐腐蝕性能和導電性能，且採用高溫釉法製備塗層，使其具有防止鋼爪的氧化和腐蝕的優異性能。
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，提供一種以二氧化錫為塗層材料的高溫抗氧化耐腐蝕電解鋁預焙陽極鋼爪塗層，以解決高溫氧化消耗和電解質冰晶石腐蝕的問題。本發明通過下列技術方案完成:一種電解鋁預焙陽極鋼爪的抗氧化耐腐蝕塗層，由下列質量百分比的原料組成:
SnO260 80%、 粘結劑3 10%、
高分子樹脂0.5 5%、
有機添加劑2 5%、
有機溶劑10 25%。所述粘結劑包括下列質量百分數的組分:
三氧化二硼為21.3% 30.8%、 氧化鎂為0.5% 9%、
二氧化鈦為1% 5%、氧化鋅為0% 3.5%、
二氧化矽為23.3% 30%、氧化鈣為0.2% 3.3%、
氫氧化鈉為0% 5.5%、氧化鉀為0% 6%、
三氧化二銻為0% 4.2%、氟化鈣為0.1% 5.2%、
氧化鍶為0% 7%。所述高分子樹脂為纖維素酯類，如硝基纖維素、乙酸纖維素和乙基纖維素等。所述有機添加劑為磷酸三丁酯、二甲苯、蓖麻油衍生物、聚醯胺蠟、矽烷偶聯劑或乙醇。
所述有機溶劑是乙醇、鄰苯二甲酸二丁酯和丙二醇甲醚按體積比為2:1:1的混合物。一種電解鋁預焙陽極鋼爪的抗氧化耐腐蝕塗層的製備方法，經過下列各步驟:
(O電解鋁預焙陽極鋼爪的預處理:分別用粗砂紙和細砂紙將鋼爪表面的鏽層，氧化
層和其他汙物擦去，再將處理好的鋼爪先後用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，並在20 70°C下烘乾；
(2)粘結劑製備:按下列質量百分數的組分進行備料並混合均勻:
三氧化二硼為21.3% 30.8%、 氧化鎂為0.5% 9%、
二氧化鈦為1% 5%、氧化鋅為0% 3.5%、 二氧化矽為23.3% 30%、氧化鈣為0.2% 3.3%、
氫氧化鈉為0% 5.5%、氧化鉀為0% 6%、
三氧化二銻為0% 4.2%、氟化鈣為0.1% 5.2%、
氧化鍶為0% 7% ；
然後置於已經預熱到100°C的剛玉坩堝內，加熱到1050 1250°C，保溫0.5 2h，得到熔融的玻璃液；再將玻璃液倒入去離子水中水淬，並將經過水淬後的玻璃小顆粒進行球磨，過320 400目的篩，即得到粘結劑；
(3)SnO2料漿製備:將SnO2、高分子樹脂、有機添加劑、有機溶劑和步驟(2)所得粘結劑按下列質量百分比備料:
SnO260 80%、
粘結劑3 10%、
高分子樹脂0.5 5%、
有機添加劑2 5%、
有機溶劑10 25% ；
然後混合均勻，得到SnO2料漿；
(4)塗覆:在步驟(I)預處理過的鋼爪表面均勻塗覆步驟(3)所得SnO2料漿，塗覆厚度為I 3mm ;
(5)固化及乾燥:將步驟(4)的鋼爪在室溫下固化2 10h，並在50 90°C溫度下乾燥
4 12h ;
(6)高溫釉法處理:將步驟(5)的鋼爪加熱至900 1300°C進行高溫釉處理，其中在300°C前，控制升溫速率為5 10°C /min，並在300°C保溫0.5 2h ;在300°C後，控制升溫速率為2 5°C /min，達到900 1300°C時保溫2 6h，然後隨爐冷卻至室溫，即得高溫抗氧化耐腐蝕電解鋁預焙陽極鋼爪。本發明具有下列優點和效果:採用上述方案，即在電解鋁預焙陽極鋼爪塗覆高溫抗氧化耐腐蝕塗層後，可在陽極鋼爪表面形成能夠阻擋空氣和CO2向陽極鋼爪表面擴散的塗層，在高溫時有效保護電極不被氧化，進而降低鋼材的消耗和生產成本。本高溫抗氧化耐腐蝕塗層在鋼材基體表面的塗層連續緻密，化學穩定性好。本發明提供的方法其操作方便，工藝簡單，節能，環保，設備要求低，製備周期短，成本低廉。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步描述。實施例1
(O電解鋁預焙陽極鋼爪的預處理:分別用粗砂紙和細砂紙將鋼爪表面的鏽層，氧化層和其他汙物擦去，再將處理好的鋼爪先後用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，並在50°C下烘乾；
(2)粘結劑製備:按下列質量百分數的組分進行備料並混合均勻:
三氧化二硼為21.3%、 氧化鎂為9%、
二氧化鈦為5%、氧化鋅為3.5%、
二氧化矽為30%、氧化鈣為3.3%、
氫氧化鈉為5.5%、氧化鉀為6%、
三氧化二銻為4.2%、氟化鈣為5.2%、
氧化銀為7% ；
然後置於已經預熱到100°C的剛玉坩堝內，加熱到1050°C，保溫2h，得到熔融的玻璃液；再將玻璃液倒入去離子水中水淬，並將經過水淬後的玻璃小顆粒進行球磨，過320目的篩，即得到粘結劑，然後混合均勻，得到SnO2料漿； (3)SnO2料漿製備:將SnO2、高分子樹脂、有機添加劑、有機溶劑和步驟(2)所得粘結劑按下列質量百分比備料:
SnO260%、
粘結劑8%、
聞分子樹脂3%、
有機添加劑4%、
有機溶劑25% ；
其中，高分子樹脂為纖維素酯類，有機添加劑為磷酸三丁酯；有機溶劑是乙醇、鄰苯二甲酸二丁酯和丙二醇甲醚按體積比為2:1:1的混合物；
(4)塗覆:在步驟(I)預處理過的鋼爪表面均勻塗覆步驟(3)所得SnO2料漿，塗覆厚度為 Imm ；
(5)固化及乾燥:將步驟(4)的鋼爪在室溫下固化4h，並在70°C溫度下乾燥6h；
(6)高溫釉法處理:將步驟(5)的鋼爪加熱至1250°C進行高溫釉處理，其中在300°C前，控制升溫速率為8°C /min，並在300°C保溫Ih ;在300°C後，控制升溫速率為3°C /min，達到1250°C時保溫2h，然後隨爐冷卻至室溫，即得高溫抗氧化耐腐蝕電解鋁預焙陽極鋼爪。實施例2
(O電解鋁預焙陽極鋼爪的預處理:分別用粗砂紙和細砂紙將鋼爪表面的鏽層，氧化層和其他汙物擦去，再將處理好的鋼爪先後用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，並在70°C下烘乾；
(2)粘結劑製備:按下列質量百分數的組分進行備料並混合均勻:
三氧化二硼為27%、 氧化鎂為9%、
二氧化鈦為4%、氧化鋅為2.5%、
二氧化矽為30%、氧化鈣為3%、
氫氧化鈉為5%、氧化鉀為5%、三氧化二銻為3%、氟化鈣為4.5%、
氧化銀為7% ；
然後置於已經預熱到100°C的剛玉坩堝內，加熱到1150°C，保溫lh，得到熔融的玻璃液；再將玻璃液倒入去離子水中水淬，並將經過水淬後的玻璃小顆粒進行球磨，過400目的篩，即得到粘結劑，然後混合均勻，得到SnO2料漿；
(3)SnO2料漿製備:將SnO2、高分子樹脂、有機添加劑、有機溶劑和步驟(2)所得粘結劑按下列質量百分比備料:
SnO277%、
粘結劑10%、
聞分子樹脂1%、
有機添加劑2%、
有機溶劑10% ；
其中，高分子樹脂為硝基纖維素；有機添加劑為二甲苯；有機溶劑是乙醇、鄰苯二甲酸二丁酯和丙二醇甲醚按體積比為2:1:1的混合物；
(4)塗覆:在步驟(I)預處理過的鋼爪表面均勻塗覆步驟(3)所得SnO2料漿，塗覆厚度為 2mm ；
(5)固化及乾燥:將步驟(4)的鋼爪在室溫下固化10h，並在50°C溫度下乾燥12h； (6)高溫釉法處理:將步驟(5)的鋼爪加熱至1300°C進行高溫釉處理，其中在300°C前，控制升溫速率為5°C /min，並在300°C保溫0.5h ;在300°C後，控制升溫速率為5°C /min，達到1300°C時保溫4h，然後隨爐冷卻至室溫，即得高溫抗氧化耐腐蝕電解鋁預焙陽極鋼爪。實施例3
(O電解鋁預焙陽極鋼爪的預處理:分別用粗砂紙和細砂紙將鋼爪表面的鏽層，氧化層和其他汙物擦去，再將處理好的鋼爪先後用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，並在20°C下烘乾；
(2)粘結劑製備:按下列質量百分數的組分進行備料並混合均勻:
三氧化二硼為28%、 氧化鎂為8%、
二氧化鈦為5%、二氧化矽為29%、
氧化I丐為3.1%、氫氧化鈉為5.5%、
氧化鉀為6%、三氧化二鋪為4.2%、
氟化I丐為5.2%、氧化銀為6% ；
然後置於已經預熱到100°C的剛玉坩堝內，加熱到1250°C，保溫0.5h，得到熔融的玻璃液；再將玻璃液倒入去離子水中水淬，並將經過水淬後的玻璃小顆粒進行球磨，過360目的篩，即得到粘結劑，然後混合均勻，得到SnO2料漿；
(3)SnO2料漿製備:將SnO2、高分子樹脂、有機添加劑、有機溶劑和步驟(2)所得粘結劑按下列質量百分比備料:
SnO280%、
粘結劑3%、
高分子樹脂0.5%、
有機添加劑5%、有機溶劑11.5%;
其中，高分子樹脂為乙酸纖維素；有機添加劑為蓖麻油衍生物；有機溶劑是乙醇、鄰苯二甲酸二丁酯和丙二醇甲醚按體積比為2:1:1的混合物；
(4)塗覆:在步驟(I)預處理過的鋼爪表面均勻塗覆步驟(3)所得SnO2料漿，塗覆厚度為 3mm ；
(5)固化及乾燥:將步驟(4)的鋼爪在室溫下固化2h，並在90°C溫度下乾燥4h；
(6)高溫釉法處理:將步驟(5)的鋼爪加熱至900°C進行高溫釉處理，其中在300°C前，控制升溫速率為10°C /min，並在300°C保溫2h ;在300°C後，控制升溫速率為2°C /min，達到900°C時保溫6h，然後隨爐冷卻至室溫，即得高溫抗氧化耐腐蝕電解鋁預焙陽極鋼爪。實施例4
(O電解鋁預焙陽極鋼爪的預處理:分別用粗砂紙和細砂紙將鋼爪表面的鏽層，氧化層和其他汙物擦去，再將處理好的鋼爪先後用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，並在40°C下烘乾；
(2)粘結劑製備:按下列質量百分數的組分進行備料並混合均勻:
三氧化二硼為28%、 氧化鎂為9%、
二氧化鈦為5%、氧化鋅為3.5%、
二氧化矽為23.3%、氧化鈣為3.3%、
氫氧化鈉為5.5%、氧化鉀為6%、`
三氧化二銻為4.2%、氟化鈣為5.2%、
氧化銀為7% ；
然後置於已經預熱到100°C的剛玉坩堝內，加熱到1200°C，保溫1.5h，得到熔融的玻璃液；再將玻璃液倒入去離子水中水淬，並將經過水淬後的玻璃小顆粒進行球磨，過400目的篩，即得到粘結劑，然後混合均勻，得到SnO2料漿；
(3)SnO2料漿製備:將SnO2、高分子樹脂、有機添加劑、有機溶劑和步驟(2)所得粘結劑按下列質量百分比備料:
SnO270%、
粘結劑10%、
高分子樹脂5%、
有機添加劑3%、
有機溶劑12% ；
其中，高分子樹脂為乙基纖維素；有機添加劑為聚醯胺蠟；有機溶劑是乙醇、鄰苯二甲酸二丁酯和丙二醇甲醚按體積比為2:1:1的混合物；
(4)塗覆:在步驟(I)預處理過的鋼爪表面均勻塗覆步驟(3)所得SnO2料漿，塗覆厚度為 3mm ；
(5)固化及乾燥:將步驟(4)的鋼爪在室溫下固化8h，並在80°C溫度下乾燥12h；
(6)高溫釉法處理:將步驟(5)的鋼爪加熱至1300°C進行高溫釉處理，其中在300°C前，控制升溫速率為10°C /min，並在300°C保溫2h ;在300°C後，控制升溫速率為5°C /min，達到1300°C時保溫2h，然後隨爐冷卻至室溫，即得高溫抗氧化耐腐蝕電解鋁預焙陽極鋼爪。實施例5(1)電解鋁預焙陽極鋼爪的預處理:分別用粗砂紙和細砂紙將鋼爪表面的鏽層，氧化層和其他汙物擦去，再將處理好的鋼爪先後用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，並在70°C下烘乾；
(2)粘結劑製備:按下列質量百分數的組分進行備料並混合均勻:
三氧化二硼為30.8%、 氧化鎂為9%、
二氧化鈦為1%、氧化鋅為3.5%、
二氧化矽為30%、氧化鈣為3.3%、
氫氧化鈉為0%、氧化鉀為6%、
三氧化二銻為4.2%、氟化鈣為5.2%、
氧化銀為7% ；
然後置於已經預熱到100°C的剛玉坩堝內，加熱到1250°C，保溫0.5h，得到熔融的玻璃液；再將玻璃液倒入去離子水中水淬，並將經過水淬後的玻璃小顆粒進行球磨，過400目的篩，即得到粘結劑，然後混合均勻，得到SnO2料漿；
(3)SnO2料漿製備:將SnO2、高分子樹脂、有機添加劑、有機溶劑和步驟(2)所得粘結劑按下列質量百分比備料:
SnO280%、
粘結劑7.5%、
高分子樹脂0.5%、
有機添加劑2%、
有機溶劑10% ；
其中，高分子樹脂為纖維素酯類；有機添加劑為矽烷偶聯劑；有機溶劑是乙醇、鄰苯二甲酸二丁酯和丙二醇甲醚按體積比為2:1:1的混合物；
(4)塗覆:在步驟(I)預處理過的鋼爪表面均勻塗覆步驟(3)所得SnO2料漿，塗覆厚度為 Imm ；
(5)固化及乾燥:將步驟(4)的鋼爪在室溫下固化10h，並在90°C溫度下乾燥12h；
(6)高溫釉法處理:將步驟(5)的鋼爪加熱至900°C進行高溫釉處理，其中在300°C前，控制升溫速率為5°C /min，並在300°C保溫2h ;在300°C後，控制升溫速率為5°C /min，達到900°C時保溫6h，然後隨爐冷卻至室溫，即得高溫抗氧化耐腐蝕電解鋁預焙陽極鋼爪。實施例6
(O電解鋁預焙陽極鋼爪的預處理:分別用粗砂紙和細砂紙將鋼爪表面的鏽層，氧化層和其他汙物擦去，再將處理好的鋼爪先後用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，並在70°C下烘乾；
(2)粘結劑製備:按下列質量百分數的組分進行備料並混合均勻:
三氧化二硼為29.8%、 氧化鎂為0.5%、
二氧化鈦為5%、氧化鋅為3.5%、
二氧化矽為30%、氧化鈣為3.3%、
氫氧化鈉為5.5%、氧化鉀為6%、
三氧化二銻為4.2%、氟化鈣為5.2%、
氧化銀為7% ；然後置於已經預熱到100°c的剛玉坩堝內，加熱到1250°C，保溫0.5h，得到熔融的玻璃液；再將玻璃液倒入去離子水中水淬，並將經過水淬後的玻璃小顆粒進行球磨，過400目的篩，即得到粘結劑，然後混合均勻，得到SnO2料漿；
(3)SnO2料漿製備:將SnO2、高分子樹脂、有機添加劑、有機溶劑和步驟(2)所得粘結劑按下列質量百分比備料:
SnO260%、
粘結劑10%、
高分子樹脂5%、
有機添加劑5%、
有機溶劑20% ；
其中，高分子樹脂為纖維素酯類，有機添加劑為乙醇；有機溶劑是乙醇、鄰苯二甲酸二丁酯和丙二醇甲醚按體積比為2:1:1的混合物；
(4)塗覆:在步驟(I)預處理過的鋼爪表面均勻塗覆步驟(3)所得SnO2料漿，塗覆厚度為 3mm ；
(5)固化及乾燥:將步驟(4)的鋼爪在室溫下固化2h，並在50°C溫度下乾燥12h；
(6)高溫釉法處理:將步驟(5)的鋼爪加熱至1100°C進行高溫釉處理，其中在300°C前，控制升溫速率為10°C /min，並在300°C保溫0.5h ;在300°C後，控制升溫速率為5°C /min,達到11300°C時保溫2 6h，然後隨爐冷卻至室溫，即得高溫抗氧化耐腐蝕電解鋁預焙陽極鋼爪。
實施例7
(O電解鋁預焙陽極鋼爪的預處理:分別用粗砂紙和細砂紙將鋼爪表面的鏽層，氧化層和其他汙物擦去，再將處理好的鋼爪先後用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，並在70°C下烘乾；
(2)粘結劑製備:按下列質量百分數的組分進行備料並混合均勻:
三氧化二硼為24.4%、 氧化鎂為9%、
二氧化鈦為5%、氧化鋅為3.5%、
二氧化矽為30%、氧化鈣為0.2%、
氫氧化鈉為5.5%、氧化鉀為6%、
三氧化二銻為4.2%、氟化鈣為5.2%、
氧化銀為7% ；
然後置於已經預熱到100°C的剛玉坩堝內，加熱到1250°C，保溫0.5h，得到熔融的玻璃液；再將玻璃液倒入去離子水中水淬，並將經過水淬後的玻璃小顆粒進行球磨，過400目的篩，即得到粘結劑，然後混合均勻，得到SnO2料漿；
(3)SnO2料漿製備:將SnO2、高分子樹脂、有機添加劑、有機溶劑和步驟(2)所得粘結劑按下列質量百分比備料:
SnO280%、
粘結劑7.5%、
高分子樹脂0.5%、
有機添加劑2%、有機溶劑10% ；
其中，高分子樹脂為纖維素酯類；有機添加劑為矽烷偶聯劑；有機溶劑是乙醇、鄰苯二甲酸二丁酯和丙二醇甲醚按體積比為2:1:1的混合物；
(4)塗覆:在步驟(I)預處理過的鋼爪表面均勻塗覆步驟(3)所得SnO2料漿，塗覆厚度為 Imm ；
(5)固化及乾燥:將步驟(4)的鋼爪在室溫下固化10h，並在90°C溫度下乾燥12h；
(6)高溫釉法處理:將步驟(5)的鋼爪加熱至900°C進行高溫釉處理，其中在300°C前，控制升溫速率為5°C /min，並在300°C保溫2h ;在300°C後，控制升溫速率為5°C /min，達到900°C時保溫6h，然後隨爐冷卻至室溫，即得高溫抗氧化耐腐蝕電解鋁預焙陽極鋼爪。實施例8
(O電解鋁預焙陽極鋼爪的預處理:分別用粗砂紙和細砂紙將鋼爪表面的鏽層，氧化層和其他汙物擦去，再將處理好的鋼爪先後用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，並在40°C下烘乾；
(2)粘結劑製備:按下列質量百分數的組分進行備料並混合均勻:
三氧化二硼為27.3%、 氧化鎂為9%、
二氧化鈦為5%、氧化鋅為3.5%、
二氧化矽為30%、氧化鈣為3.3%、
氫氧化鈉為5.5%、氧化鉀為0%、 三氧化二銻為4.2%、氟化鈣為5.2%、
氧化銀為7% ；
然後置於已經預熱到100°C的剛玉坩堝內，加熱到1200°C，保溫1.5h，得到熔融的玻璃液；再將玻璃液倒入去離子水中水淬，並將經過水淬後的玻璃小顆粒進行球磨，過400目的篩，即得到粘結劑，然後混合均勻，得到SnO2料漿；
(3)SnO2料漿製備:將SnO2、高分子樹脂、有機添加劑、有機溶劑和步驟(2)所得粘結劑按下列質量百分比備料:
SnO270%、
粘結劑10%、
高分子樹脂5%、
有機添加劑3%、
有機溶劑12% ；
其中，高分子樹脂為乙基纖維素；有機添加劑為聚醯胺蠟；有機溶劑是乙醇、鄰苯二甲酸二丁酯和丙二醇甲醚按體積比為2:1:1的混合物；
(4)塗覆:在步驟(I)預處理過的鋼爪表面均勻塗覆步驟(3)所得SnO2料漿，塗覆厚度為 3mm ；
(5)固化及乾燥:將步驟(4)的鋼爪在室溫下固化8h，並在80°C溫度下乾燥12h；
(6)高溫釉法處理:將步驟(5)的鋼爪加熱至1300°C進行高溫釉處理，其中在300°C前，控制升溫速率為10°C /min，並在300°C保溫2h ;在300°C後，控制升溫速率為5°C /min，達到1300°C時保溫2h，然後隨爐冷卻至室溫，即得高溫抗氧化耐腐蝕電解鋁預焙陽極鋼爪。實施例9(1)電解鋁預焙陽極鋼爪的預處理:分別用粗砂紙和細砂紙將鋼爪表面的鏽層，氧化層和其他汙物擦去，再將處理好的鋼爪先後用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，並在70°C下烘乾；
(2)粘結劑製備:按下列質量百分數的組分進行備料並混合均勻:
三氧化二硼為30.6%、 氧化鎂為9%、
二氧化鈦為5%、氧化鋅為3.5%、
二氧化矽為30%、氧化鈣為3.3%、
氫氧化鈉為5.5%、氧化鉀為6%、
三氧化二銻為0%、氟化鈣為0.1%、
氧化銀為7% ；
然後置於已經預熱到100°C的剛玉坩堝內，加熱到1150°C，保溫lh，得到熔融的玻璃液；再將玻璃液倒入去離子水中水淬，並將經過水淬後的玻璃小顆粒進行球磨，過400目的篩，即得到粘結劑，然後混合均勻，得到SnO2料漿；
(3)SnO2料漿製備:將SnO2、高分子樹脂、有機添加劑、有機溶劑和步驟(2)所得粘結劑按下列質量百分比備料:
SnO277%、
粘結劑10%、`
聞分子樹脂1%、
有機添加劑2%、
有機溶劑10% ；
其中，高分子樹脂為硝基纖維素；有機添加劑為二甲苯；有機溶劑是乙醇、鄰苯二甲酸二丁酯和丙二醇甲醚按體積比為2:1:1的混合物；
(4)塗覆:在步驟(I)預處理過的鋼爪表面均勻塗覆步驟(3)所得SnO2料漿，塗覆厚度為 2mm ；
(5)固化及乾燥:將步驟(4)的鋼爪在室溫下固化10h，並在50°C溫度下乾燥12h；
(6)高溫釉法處理:將步驟(5)的鋼爪加熱至1300°C進行高溫釉處理，其中在300°C前，控制升溫速率為5°C /min，並在300°C保溫0.5h ;在300°C後，控制升溫速率為5°C /min，達到1300°C時保溫4h，然後隨爐冷卻至室溫，即得高溫抗氧化耐腐蝕電解鋁預焙陽極鋼爪。
實施例10
(O電解鋁預焙陽極鋼爪的預處理:分別用粗砂紙和細砂紙將鋼爪表面的鏽層，氧化層和其他汙物擦去，再將處理好的鋼爪先後用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，並在70°C下烘乾；
(2)粘結劑製備:按下列質量百分數的組分進行備料並混合均勻:
三氧化二硼為28.3%、 氧化鎂為9%、
二氧化鈦為5%、氧化鋅為3.5%、
二氧化矽為30%、氧化鈣為3.3%、
氫氧化鈉為5.5%、氧化鉀為6%、
三氧化二銻為4.2%、氟化鈣為5.2%、
氧化銀為0% ；然後置於已經預熱到100°c的剛玉坩堝內，加熱到1150°c，保溫lh，得到熔融的玻璃液；再將玻璃液倒入去離子水中水淬，並將經過水淬後的玻璃小顆粒進行球磨，過400目的篩，即得到粘結劑，然後混合均勻，得到SnO2料漿；
(3)SnO2料漿製備:將SnO2、高分子樹脂、有機添加劑、有機溶劑和步驟(2)所得粘結劑按下列質量百分比備料:
SnO277%、
粘結劑10%、
聞分子樹脂1%、
有機添加劑2%、
有機溶劑10% ；
其中，高分子樹脂為硝基纖維素；有機添加劑為二甲苯；有機溶劑是乙醇、鄰苯二甲酸二丁酯和丙二醇甲醚按體積比為2:1:1的混合物； (4)塗覆:在步驟(I)預處理過的鋼爪表面均勻塗覆步驟(3)所得SnO2料漿，塗覆厚度為 2mm ；
(5)固化及乾燥:將步驟(4)的鋼爪在室溫下固化10h，並在50°C溫度下乾燥12h；
(6)高溫釉法處理:將步驟(5)的鋼爪加熱至1300°C進行高溫釉處理，其中在300°C前，控制升溫速率為5°C /min，並在300°C保溫0.5h ;在300°C後，控制升溫速率為5°C /min，達到1300°C時保溫4h，然後隨爐冷卻至室溫，即得高溫抗氧化耐腐蝕電解鋁預焙陽極鋼爪。
權利要求
1.一種電解鋁預焙陽極鋼爪的抗氧化耐腐蝕塗層，其特徵在於由下列質量百分比的原料組成: SnO260 80%、 粘結劑3 10%、 高分子樹脂0.5 5%、 有機添加劑2 5%、 有機溶劑10 25%。
2.根據權利要求1所述的電解鋁預焙陽極鋼爪的抗氧化耐腐蝕塗層，其特徵在於:所述粘結劑包括下列質量百分數的組分: 三氧化二硼為21.3% 30.8%、 氧化鎂為0.5% 9%、 二氧化鈦為1% 5%、氧化鋅為0% 3.5%、 二氧化矽為23.3% 30%、氧化鈣為0.2% 3.3%、 氫氧化鈉為0% 5.5%、氧化鉀為0% 6%、 三氧化二銻為0% 4.2%、氟化鈣為0.1% 5.2%、 氧化鍶為0% 7%。
3.根據權利要 求1所述的電解鋁預焙陽極鋼爪的抗氧化耐腐蝕塗層，其特徵在於:所述高分子樹脂為纖維素酯類。
4.根據權利要求1所述的電解鋁預焙陽極鋼爪的抗氧化耐腐蝕塗層，其特徵在於:所述有機添加劑為磷酸三丁酯、二甲苯、蓖麻油衍生物、聚醯胺蠟、矽烷偶聯劑或乙醇。
5.根據權利要求1所述的電解鋁預焙陽極鋼爪的抗氧化耐腐蝕塗層，其特徵在於:所述有機溶劑是乙醇、鄰苯二甲酸二丁酯和丙二醇甲醚按體積比為2:1:1的混合物。
6.一種電解鋁預焙陽極鋼爪的抗氧化耐腐蝕塗層的製備方法，其特徵在於經過下列各步驟: (O電解鋁預焙陽極鋼爪的預處理:分別用粗砂紙和細砂紙將鋼爪表面的鏽層，氧化層和其他汙物擦去，再將處理好的鋼爪先後用鹽酸、無水乙醇以及去離子水進行清洗，並在20 70°C下烘乾； (2)粘結劑製備:按下列質量百分數的組分進行備料並混合均勻: 三氧化二硼為21.3% 30.8%、 氧化鎂為0.5% 9%、 二氧化鈦為1% 5%、氧化鋅為0% 3.5%、 二氧化矽為23.3% 30%、氧化鈣為0.2% 3.3%、 氫氧化鈉為0% 5.5%、氧化鉀為0% 6%、 三氧化二銻為0% 4.2%、氟化鈣為0.1% 5.2%、 氧化鍶為0% 7% ； 然後置於已經預熱到100°C的剛玉坩堝內，加熱到1050 1250°C，保溫0.5 2h，得到熔融的玻璃液；再將玻璃液倒入去離子水中水淬，並將經過水淬後的玻璃小顆粒進行球磨，過320 400目的篩，即得到粘結劑； (3)SnO2料漿製備:將SnO2、高分子樹脂、有機添加劑、有機溶劑和步驟(2)所得粘結劑按下列質量百分比備料: SnO260 80%、粘結劑3 10%、 高分子樹脂0.5 5%、 有機添加劑2 5%、 有機溶劑10 25% ； 然後混合均勻，得到SnO2料漿； (4)塗覆:在步驟(I)預處理過的鋼爪表面均勻塗覆步驟(3)所得SnO2料漿，塗覆厚度為I 3mm ; (5)固化及乾燥:將步驟(4)的鋼爪在室溫下固化2 10h，並在50 90°C溫度下乾燥.4 12h ; (6)高溫釉法處理:將步驟(5)的鋼爪加熱至900 1300°C進行高溫釉處理，其中在.300°C前， 控制升溫速率為5 10°C /min,並在300°C保溫0.5 2h ;在300°C後，控制升溫速率為2 5°C /min，達到900 1300°C時保溫2 6h，然後隨爐冷卻至室溫，即得高溫抗氧化耐腐蝕電解鋁預焙陽極鋼爪。
全文摘要
本發明提供一種電解鋁預焙陽極鋼爪的抗氧化耐腐蝕塗層及其製備方法，由下列質量百分比的原料組成60～80%的SnO2、3～10%的粘結劑、0.5～5%的高分子樹脂、2～5%的有機添加劑、10～25%的有機溶劑。在電解鋁預焙陽極鋼爪塗覆高溫抗氧化耐腐蝕塗料後，在陽極鋼爪表面形成一層能夠阻擋空氣和CO2向陽極鋼爪表面擴散的塗層，在高溫時有效保護電極不被氧化，進而降低鋼材的消耗和生產成本。本高溫抗氧化耐腐蝕塗層在鋼材基體表面的塗層連續緻密，化學穩定性好。本發明提供的方法其操作方便，工藝簡單，節能，環保，設備要求低，製備周期短，成本低廉。
文檔編號C09D5/08GK103183973SQ201310117288
公開日2013年7月3日 申請日期2013年4月7日 優先權日2013年4月7日
發明者嚴繼康, 賈瑞嬌, 袁君, 邱哲生, 甘國友, 周永全, 杜景紅, 張家敏, 易健宏 申請人:昆明理工大學