碳素陽極塗料、使用該塗料的碳素陽極及該塗料製備方法
2023-05-13 06:08:16
專利名稱：碳素陽極塗料、使用該塗料的碳素陽極及該塗料製備方法
技術領域：
本發明屬於抗氧化塗料領域，尤其涉及一種碳素陽極塗料、使用該塗料的碳素陽極及該塗料的製備方法。
背景技術：
碳素陽極的主要原料是石油焦、粘結劑煤浙青及殘極。目前鋁電解工藝難以完全隔絕陽極與空氣的接觸，且陽極側部裸露在C02之中。陽極與氧化性氣體發生的空氣燃燒反應和布多爾反應，造成了碳素陽極的過量消耗，氧化掉落的碳渣惡化電解質的性能和鋁液質量，研究表明，電解質中碳渣含量為0.04%，可使其電流效率下降1%。而一塊完整的碳塊，其理論碳耗為334kg/t-Al，目前，國際先進水平的實際陽極淨耗達406kg/t-Al。陽極的質量和工作狀況對電解正常生產及電流效率、電能消耗、原鋁品位等經濟技術指標影響十分巨大，因此提高陽極的抗氧化性具有重要意義。隨著電解鋁產能的擴張，優質石油焦資源日益減少，鋁用陽極生產企業不得不使用微量元素含量較高的石油焦原料，金屬微量元素對陽極的氧化有催化作用，無法降低，因此提高陽極本體的抗氧化性較為困難，為提高陽極抗氧化性，在陽極表面塗覆耐高溫的緻密塗層，阻止氧化性氣體對陽極的滲透氧化，可有效降低陽極消耗，減少溫室氣體排放。如專利CN200810224808.2發明一種多層結構的氧化鋁基梯度碳化硼抗氧化塗層，來阻擋空氣和CO2與碳素陽極碳的接觸，該塗層雖有一定的抗氧化效果，但是製備工藝複雜(三層以上結構)，塗層的主要成分氧化鋁傳熱效果差，使用該塗層對電解槽的熱平衡，引起陽極過熱，反而會加速陽極的氧化，並且作為粘結劑的碳化硼價格昂貴，因此該技術推廣應用存在困難。
發明內容
本發明所要解決的 技術問題是提供一種可以防止碳素陽極氧化的塗層以及製備該塗層的方法。為了解決上述問題，本發明所提供的方案是:
一種碳素陽極用抗氧化塗層，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁15-30%，氟化鉀1-10%，氟化鎂0-15 %，氟化鈣0-15 %，水性環氧樹脂5-15 %，消泡劑0.1-0.5%，其餘為水。可選的，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁15-20%，氟化鉀1_5%，氟化鎂0-5 %，氟化鈣0-5 %，水性環氧樹脂5-10 %，消泡劑0.1-0.5%，其餘為水。可選的，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁20-30%，氟化鉀5-10%，氟化鎂5-10 %，氟化鈣5-10 %，水性環氧樹脂10-15 %，消泡劑0.1-0.5%，其餘為水。可選的，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁30-35%，氟化鉀4-8%，氟化鎂10-15 %，氟化鈣10-15 %，水性環氧樹脂8-12 %，消泡劑0.1-0.5%，其餘為水。可選的，所述的消泡劑為水溶性非矽類消泡劑。一種碳素陽極用抗氧化塗料的方法，所述方法包括以下步驟:
(1)將消泡劑之外的各組分按所述比例混合，並研磨至100目以上；
(2)在研磨過程中加入消泡劑。一種碳素陽極，所述的碳素陽極表面塗有本發明所述的任意一種抗氧化塗料。可選的，所述的抗氧化塗料的厚度為0.1^2.4mm。本發明的有益效果是:1.該塗層在高溫下為玻璃態，不透氣，可以有效阻止氧化性氣體的滲透；2.塗層粘結效果好，與碳塊結合良好，可持久保護陽極不被氧化；3.節約碳耗，由於該塗層不透氣、且與碳塊結合好，因此，避免了碳塊脫落，節約碳耗月15kg/t-Al ；
4.該圖層導熱效果好，不會影響電解槽的熱平衡。5.工藝簡單，只需塗一層即可。
具體實施例方式為了更清楚地闡述本發明的技術方案，下面結合具體的實施方式予以清楚的說明。顯然，所列舉的實施方式只是本發明優選的實施方式，本領域技術人員根據本發明所提供的技術路線，結合現有技術和本技術方案所公開的技術內容顯而易見地獲取的其他技術方案仍屬於本發明的保護範圍。
實施例1
一種碳素陽極用抗氧化塗料，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁15%，氟化鉀4%，氟化鎂8 %，氟化鈣3%，水性環氧樹脂10 %，消泡劑0.1%，其餘為水，所述的消泡劑為水溶性非矽類消泡劑。實施例2
一種碳素陽極用抗氧化塗料，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁16%，氟化鉀10/。』氟化鎂4 %，氟化鈣9%，水性環氧樹脂5 %，消泡劑0.3%，其餘為水，所述的消泡劑為水溶性非矽類消泡劑。實施例3
一種碳素陽極用抗氧化塗料，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁18%，氟化鉀8%，氟化鎂2%，氟化鈣10%，水性環氧樹脂7 %，消泡劑0.2%，其餘為水，所述的消泡劑為水溶性非矽類消泡劑。實施例4
一種碳素陽極用抗氧化塗料，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁20%，氟化鉀16%，氟化鎂11 %，氟化鈣15%，水性環氧樹脂9%，消泡劑0.5%，其餘為水，所述的消泡劑為水溶性非娃類消泡劑。實施例5
一種碳素陽極用抗氧化塗料，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁21%，氟化鉀18%，氟化鎂13 %，氟化鈣12%，水性環氧樹脂8%，消泡劑0.5%，其餘為水，所述的消泡劑為水溶性非娃類消泡劑。實施例6
一種碳素陽極用抗氧化塗料，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁23%，氟化鉀20%，氟化鎂6 %，氟化鈣13%，水性環氧樹脂11%，消泡劑0.4%，其餘為水，所述的消泡劑為水溶性非娃類消泡劑。實施例7
一種碳素陽極用抗氧化塗料，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁26%，氟化鉀13%，氟化鈣6%，水性環氧樹脂13%，消泡劑0.5%，其餘為水，所述的消泡劑為水溶性非矽類消泡劑。實施例8
一種碳素陽極用抗氧化塗料，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁28%，氟化鉀11%，氟化鎂15%，水性環氧樹脂15 %，消泡劑0.3%，其餘為水，所述的消泡劑為水溶性非矽類消泡劑。實施例9
一種碳素陽極用抗氧化塗料，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁30%，氟化鉀15%，氟化鎂12 %，氟化鈣14 %，水性環氧樹脂12%，消泡劑0.2%，其餘為水，所述的消泡劑為水溶性非娃類消泡劑。實施例10
一種製備實施例1至9中所述碳素陽極用抗氧化塗料的方法，所述方法包括以下步
驟:
(1)將消泡劑之外的各組分按所述比例混合，並研磨至100目；
(2)在研磨過程中加入消泡劑。實施例11
一種製備實施例1至9中所述碳素陽極用抗氧化塗料的方法，所述方法包括以下步
驟:
(1)將消泡劑之外的各組分按所述比例混合，並研磨至120目；
(2)在研磨過程中加入消泡劑。實施例12
一種製備實施例1至9中所述碳素陽極用抗氧化塗料的方法，所述方法包括以下步
驟:
(1)將消泡劑之外的各組分按所述比例混合，並研磨至150目；
(2)在研磨過程中加入消泡劑。實施例13
一種製備實施例1至9中所述碳素陽極用抗氧化塗料的方法，所述方法包括以下步
驟:
(1)將消泡劑之外的各組分按所述比例混合，並研磨至160目；
(2)在研磨過程中加入消泡劑。實施例14
一種製備實施例1至9中所述碳素陽極用抗氧化塗料的方法，所述方法包括以下步
驟: (1)將消泡劑之外的各組分按所述比例混合，並研磨至165目；
(2)在研磨過程中加入消泡劑。
實施例15
一種製備實施例1至9中所述碳素陽極用抗氧化塗料的方法，所述方法包括以下步
驟:
(1)將消泡劑之外的各組分按所述比例混合，並研磨至110目；
(2)在研磨過程中加入消泡劑。實施例15
一種碳素陽極，所述的碳素陽極表面塗有本發明所述的任意一種抗氧化塗料。所述的抗氧化塗料的厚度為0.1mm。實施例15
一種碳素陽極，所述的碳素陽極表面塗有本發明所述的任意一種抗氧化塗料。所述的抗氧化塗料的厚度為0.5mm。實施例15
一種碳素陽極，所述的碳素陽極表面塗有本發明所述的任意一種抗氧化塗料。所述的抗氧化塗料的厚度為1.4mm。實施例15
一種碳素陽極，所述的碳素陽極表面塗有本發明所述的任意一種抗氧化塗料。所述的抗氧化塗料的厚度為0.8mm。實施例15
一種碳素陽極，所述的碳素陽極表面塗有本發明所述的任意一種抗氧化塗料。所述的抗氧化塗料的厚度為0.7mm。實施例15
一種碳素陽極，所述的碳素陽極表面塗有本發明所述的任意一種抗氧化塗料。所述的抗氧化塗料的厚度為2.4mm。
權利要求
1.一種碳素陽極用抗氧化塗料，其特徵在於，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁15-30%，氟化鉀1-10%，氟化鎂0-15 %，氟化鈣0-15 %，水性環氧樹脂5-15 %，消泡劑.0.1-0.5%，其餘為水。
2.根據權利要求1所述的一種碳素陽極用抗氧化塗料，其特徵在於，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁15-20%，氟化鉀1-5%，氟化鎂0-5 %，氟化鈣0-5 %，水性環氧樹脂.5-10 %，消泡劑0.1-0.5%，其餘為水。
3.根據權利要求1所述的一種碳素陽極用抗氧化塗料，其特徵在於，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁20-30%，氟化鉀5-10%，氟化鎂5-10 %，氟化鈣5-10 %，水性環氧樹月旨10-15 %，消泡劑0.1-0.5%，其餘為水。
4.根據權利要求1所述的一種碳素陽極用抗氧化塗料，其特徵在於，所述塗層的組分及重量百分比為:氟化鋁30-35%，氟化鉀4-8%，氟化鎂10-15 %，氟化鈣10-15 %，水性環氧樹脂8-12 %，消泡劑0.1-0.5%，其餘為水。
5.根據權利要求1至4中任一權利要求所述的一種碳素陽極用抗氧化塗層，其特徵在於，所述的消泡劑為水溶性非矽類消泡劑。
6.一種製備權利要求1所述的一種碳素陽極用抗氧化塗料的方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟: (1)將消泡劑之外的各組分按所述比例混合，並研磨至100目以上； (2)在研磨過程中加入消 泡劑。
7.一種碳素陽極，其特徵在於，所述的碳素陽極表面塗有本發明所述的任意一種抗氧化塗料。
8.根據權利要求1所述的一種碳素陽極，其特徵在於，所述的抗氧化塗料的厚度為.0.1 2.4mm n
全文摘要
本發明屬於抗氧化塗料領域，尤其涉及一種碳素陽極塗料、使用該塗料的碳素陽極及該塗料的製備方法。本發明所要解決的技術問題是提供一種可以防止碳素陽極氧化的塗層以及製備該塗層的方法。為了解決上述問題，本發明所提供的方案是一種碳素陽極用抗氧化塗層，所述塗層的組分及重量百分比為氟化鋁15-30%，氟化鉀1-10%，氟化鎂0-15%，氟化鈣0-15%，水性環氧樹脂5-15%，消泡劑0.1-0.5%，其餘為水。本發明的有益效果是1.該塗層在高溫下為玻璃態，不透氣，可以有效阻止氧化性氣體的滲透；2.與碳塊結合良好，可持久保護陽極不被氧化。
文檔編號C25C3/12GK103173790SQ201310132559
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月17日 優先權日2013年4月17日
發明者不公告發明人 申請人:湖南創元鋁業有限公司