一種自清潔陶瓷塗料的製作方法
2023-07-03 20:24:16
本發明涉及一種自清潔陶瓷塗料的製備方法，屬於一種塗料技術領域。
背景技術：
陶瓷塗料是一種新型的水性無機塗料。它是以納米無機化合物為主要成分，並且以水為分散質，塗裝後通常經過低溫加熱方式固化，形成性能和陶瓷相似的塗膜。具有耐高溫、高硬度、不燃無煙、超耐候、環保無毒、色彩豐富、塗裝簡便等諸多優勢。
工廠鍋爐的生產運行中，煤粉鍋爐(包括燃油氣加熱爐爐管)沾汙給鍋爐的安全運行造成極大隱患，同時影響鍋爐以及加熱爐效率，高溫煙氣作用下，粘結在水冷壁或高溫過熱器上以及加熱爐爐管的灰渣會與管壁發生複雜的化學反應，形成高溫腐蝕。沾汙、結渣一般被認為是高溫腐蝕的前奏，高溫腐蝕原因包括硫酸鹽腐蝕、硫化物腐蝕、氯化物腐蝕以及還原性氣氛腐蝕等，其中高溫硫酸鹽腐蝕又包括焦硫酸鹽腐蝕、硫酸鹽腐蝕等。高溫換熱表面沾汙結渣直接導致鍋爐以及加熱爐換熱能力下降，爐效和出力降低，進而換熱表面受熱不勻導致爐管熱應力不均和被加熱工質受熱不勻，同時爐膛溫度升高導致爐管超溫運行、氮氧化物生成及排放加劇和排煙溫度過高，沾汙結渣加劇換熱表面腐蝕，這些問題直接影響企業的安全生產、節能減排、產品質量與產能，降低設備使用壽命，給企業帶來重大損失。
針對沾汙結渣，傳統的解決方法是加強吹灰、調整燃料、投運除焦劑、機械打焦等，這給企業帶來持續性的經濟損失，安全隱患仍然存在。
但現有技術的陶瓷塗料無法解決高沾汙的問題，因此不能綜合實現上述功能，且使用過程中不同程度存在塗層龜裂、脫落、粉化的情況，嚴重影響塗層的使用壽命，目前這些問題仍無法有效解決。
技術實現要素：
本發明主要解決的技術問題：針對目前陶瓷材料在鍋爐應用中，雖然能夠耐高溫，
但是不能解決高沾汙的問題，而且在使用過程中不同程度存在塗層龜裂、脫落、粉化的情
況，嚴重影響塗層的使用壽命，本發明提供了通過使用陶瓷粉末與二氧化鈦粉末，脂肪酸甘
油酯等在高壓下混合反應，然後加入二乙基二烯丙基氯化銨、聚丙烯酸胺等物質混合均勻，
製得一種可自清潔陶瓷塗料。
為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案：
（1）取3～5kg陶瓷片用清水洗淨，放入馬弗爐中30～40min，溫度設定為450～
550℃，然後取出冷卻至28～35℃，放入超細磨粉機中，過篩得200～250目粉末；
（2）將上述所得的粉末放入容器中，向其中加入質量分數50％的鹽酸溶液淹沒粉末
6～8cm，再向其中加入800～900g二氧化鈦粉末，80～100g脂肪酸甘油酯攪拌20～30min，溫度設定為80～90℃；
（3）待上述攪拌結束後，靜置10～15min，再向其中加入250～300g丙烯酸樹脂攪拌均勻，將其已入反應釜中，向其中衝入氮氣使其內部壓力為4～5mpa，溫度設定為110～150℃，攪拌3～5h，然後緩慢降溫至28～35℃，降溫速度為4℃/min，出料；
（4）將上述的的出料物放入容器中，向其中加入50～70g二乙基二烯丙基氯化銨，加入
質量分數為40％的檸檬酸溶液淹沒混合物，再加入檸檬酸溶液體積10～15％的乙醯乙酸
乙酯，攪拌均勻，將其放入反應器中，使用混合氣去除反應器內部的空氣，攪拌加熱1～2h，溫度設定為90～100℃，轉速設定為300～500r/min，反應結束後，真空置換混合氣，冷卻至室溫；
（5）向上述反應器中加入80～100g聚丙烯酸胺，攪拌均勻，然後使用聚醋酸乙烯調節
粘度至5～15pa·s，即可得到自清潔陶瓷塗料。
本發明的應用：將所得的陶瓷塗料塗在鍋爐及鍋爐管內側，塗層厚度為90～120mm，每1～2個月檢測一次，可得塗料無塗層龜裂、脫落、粉化的情況，以及塗層無結垢，使用壽命比普通陶瓷塗料相比增加了10～20％。
本發明的有益效果是：
（1）本發明所製得的塗料可自清潔表面結垢，消除了生產隱患；
（2）本發明所製得的塗料對環境無汙染，對人體無傷害；
（3）製備成本低，易於操作。
具體實施方式
取3～5kg陶瓷片用清水洗淨，放入馬弗爐中30～40min，溫度設定為450～550℃，然後取出冷卻至28～35℃，放入超細磨粉機中，過篩得200～250目粉末；將上述所得的粉末放入容器中，向其中加入質量分數50％的鹽酸溶液淹沒粉末6～8cm，再向其中加入800～900g二氧化鈦粉末，80～100g脂肪酸甘油酯攪拌20～30min，溫度設定為80～90℃；待上述攪拌結束後，靜置10～15min，再向其中加入250～300g丙烯酸樹脂攪拌均勻，將其已入反應釜中，向其中衝入氮氣使其內部壓力為4～5mpa，溫度設定為110～150℃，攪拌3～5h，然後緩慢降溫至28～35℃，降溫速度為4℃/min，出料；將上述的的出料物放入容器中，向其中加入50～70g二乙基二烯丙基氯化銨，加入質量分數為40％的檸檬酸溶液淹沒混合物，再加入檸檬酸溶液體積10～15％的乙醯乙酸乙酯，攪拌均勻，將其放入反應器中，使用混合氣去除反應器內部的空氣，攪拌加熱1～2h，溫度設定為90～100℃，轉速設定為300～500r/min，反應結束後，真空置換混合氣，冷卻至室溫；向上述反應器中加入80～100g聚丙烯酸胺，攪拌均勻，然後使用聚醋酸乙烯調節粘度至5～15pa·s，即可得到自清潔陶瓷塗料。
實例1
取3kg陶瓷片用清水洗淨，放入馬弗爐中30min，溫度設定為450℃，然後取出冷卻至28℃，放入超細磨粉機中，過篩得200目粉末；將上述所得的粉末放入容器中，向其中加入質量分數50％的鹽酸溶液淹沒粉末6cm，再向其中加入800g二氧化鈦粉末，80g脂肪酸甘油酯攪拌20min，溫度設定為80℃；待上述攪拌結束後，靜置10min，再向其中加入250g丙烯酸樹脂攪拌均勻，將其已入反應釜中，向其中衝入氮氣使其內部壓力為4mpa，溫度設定為110℃，攪拌3h，然後緩慢降溫至28℃，降溫速度為4℃/min，出料；將上述的的出料物放入容器中，向其中加入50g二乙基二烯丙基氯化銨，加入質量分數為40％的檸檬酸溶液淹沒混合物，再加入檸檬酸溶液體積10％的乙醯乙酸乙酯，攪拌均勻，將其放入反應器中，使用混合氣去除反應器內部的空氣，攪拌加熱1h，溫度設定為90℃，轉速設定為300r/min，反應結束後，真空置換混合氣，冷卻至室溫；向上述反應器中加入80g聚丙烯酸胺，攪拌均勻，然後使用聚醋酸乙烯調節粘度至5pa·s，即可得到自清潔陶瓷塗料。
將所得的陶瓷塗料塗在鍋爐及鍋爐管內側，塗層厚度為90mm，每1個月檢測一次，可得塗料無塗層龜裂、脫落、粉化的情況，以及塗層無結垢，使用壽命比普通陶瓷塗料相比增加了10％。
實例2
取5kg陶瓷片用清水洗淨，放入馬弗爐中40min，溫度設定為550℃，然後取出冷卻至
35℃，放入超細磨粉機中，過篩得250目粉末；將上述所得的粉末放入容器中，向其中加入質量分數50％的鹽酸溶液淹沒粉末8cm，再向其中加入900g二氧化鈦粉末，100g脂肪酸甘油酯攪拌30min，溫度設定為90℃；待上述攪拌結束後，靜置15min，再向其中加入300g丙烯酸樹脂攪拌均勻，將其已入反應釜中，向其中衝入氮氣使其內部壓力為5mpa，溫度設定為150℃，攪拌5h，然後緩慢降溫至35℃，降溫速度為4℃/min，出料；將上述的的出料物放入容器中，向其中加入70g二乙基二烯丙基氯化銨，加入質量分數為40％的檸檬酸溶液淹沒混合物，再加入檸檬酸溶液體積15％的乙醯乙酸乙酯，攪拌均勻，將其放入反應器中，使用混合氣去除反應器內部的空氣，攪拌加熱2h，溫度設定為100℃，轉速設定為500r/min，反應結束後，真空置換混合氣，冷卻至室溫；向上述反應器中加入100g聚丙烯酸胺，攪拌均勻，然後使用聚醋酸乙烯調節粘度至15pa·s，即可得到自清潔陶瓷塗料。
將所得的陶瓷塗料塗在鍋爐及鍋爐管內側，塗層厚度為120mm，每2個月檢測一次，可得塗料無塗層龜裂、脫落、粉化的情況，以及塗層無結垢，使用壽命比普通陶瓷塗料相比增加了20％。
實例3
取4kg陶瓷片用清水洗淨，放入馬弗爐中35min，溫度設定為480℃，然後取出冷卻至30℃，放入超細磨粉機中，過篩得220目粉末；將上述所得的粉末放入容器中，向其中加入
質量分數50％的鹽酸溶液淹沒粉末7cm，再向其中加入850g二氧化鈦粉末，90g脂肪酸甘
油酯攪拌25min，溫度設定為85℃；待上述攪拌結束後，靜置12min，再向其中加入270g丙烯酸樹脂攪拌均勻，將其已入反應釜中，向其中衝入氮氣使其內部壓力為4mpa，溫度設定為120℃，攪拌4h，然後緩慢降溫至30℃，降溫速度為4℃/min，出料；將上述的的出料物放入容器中，向其中加入60g二乙基二烯丙基氯化銨，加入質量分數為40％的檸檬酸溶液淹沒混合物，再加入檸檬酸溶液體積12％的乙醯乙酸乙酯，攪拌均勻，將其放入反應器中，使用混合氣去除反應器內部的空氣，攪拌加熱1h，溫度設定為95℃，轉速設定為400r/min，反應結束後，真空置換混合氣，冷卻至室溫；向上述反應器中加入90g聚丙烯酸胺，攪拌均勻，然後使用聚醋酸乙烯調節粘度至10pa·s，即可得到自清潔陶瓷塗料。
將所得的陶瓷塗料塗在鍋爐及鍋爐管內側，塗層厚度為110mm，每1個月檢測一
次，可得塗料無塗層龜裂、脫落、粉化的情況，以及塗層無結垢，使用壽命比普通陶瓷塗料相比增加了15％。