陶瓷涂料及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及陶瓷涂料及其应用。
【背景技术】
[0002] 电站锅炉、石油化工加热炉以及中小工业锅炉等的生产运行中，煤粉锅炉沾污造 成了锅炉安全运行的极大隐患，同时也会影响锅炉或加热炉的效率。高温换热表面沾污结 渣直接导致换热能力下降，炉效降低，进而使换热表面受热不均，导致炉管热应力不均和被 加热工质受热不均，同时炉膛温度升高还会引起炉管超温运行、氮氧化物生成以及排放加 剧和排烟温度过高等问题；同时沾污结渣还会加剧换热表面腐蚀。上述问题直接影响企业 的安全生产、节能减排、产品质量与产能，降低设备的使用寿命，给企业带来巨大损失。
[0003] 针对上述沾污结渣的问题，传统的解决方法是加强吹灰、调整燃料、投运除焦剂、 机械打焦等，但是上述方法并没有从根本上解决沾污结渣的问题，安全隐患仍然存在。
[0004] 涂料是一类重要的工程材料，其是指涂布于物体表面在一定条件下能形成薄膜而 具有保护、装潢、绝缘、防锈、防震或耐热等特殊功能的液体或固体材料。而陶瓷涂料是一种 新型的环保功能材料，具有不粘、耐高温、高硬度、高耐候、耐腐蚀等诸多优点，是一种理想 的涂料。
[0005] 为了解决锅炉等生产运行中的沾污结渣问题，研究者研发了一系列的耐高温抗结 渣陶瓷材料，为了强化上述锅炉在生产过程中的稳定性，研究者同时进一步强化了陶瓷涂 料的性能，以期得到综合性能较好的陶瓷涂料，从而保证工业中锅炉等加热设备能够稳定 运行。例如：申请号为201410687121.8的中国专利公开了一种耐高温抗沾污结渣陶瓷涂 料，其包括：填料、粘结剂和水，其中填料包括氧化锆、氮化硅、碳化硅、二氧化钛、高岭土和 稀土氧化物，该专利提供的陶瓷涂料可耐1050°C高温，但是该涂料综合性能仍然不是很高。
【发明内容】
[0006] 本发明解决的技术问题在于提供一种综合性能较好的陶瓷涂料。
[0007] 有鉴于此，本申请提供了一种陶瓷涂料，包括：
[0008]
[0009] 余量的水；
[0010] 所述有机粘结剂为硅酮乳液，所述无机粘结剂为钠水玻璃；
[0011] 所述填料包括石墨、云母、高岭土、铜络黑、氧化错、氧化络和稀土氧化物。
[0012] 优选的，以所述陶瓷涂料为基，所述石墨的含量为0. 5wt%~2.8wt%，所述云母 的含量为1.Owt%~3.8wt%，所述高岭土的含量为0. 5wt%~3.Owt%，所述铜络黑的含 量为3.Owt%~9.6wt%，所述氧化错的含量为0. 5wt%~5.Owt%，所述氧化络的含量为 1. Owt%~7.Owt%，所述稀土氧化物的含量为0. 3wt%~3.Owt%。
[0013]优选的，所述助剂包括成膜剂、润滑剂和消泡剂中的一种或多种。
[0014]优选的，所述钠水玻璃的模数为1. 2~2. 9 ;所述稀土氧化物为氧化铈；所述氧化 错为稳定型氧化错。
[0015] 优选的，所述稀土氧化物的D50粒度为200~900nm，所述石墨的D50粒度为200~ 900nm，所述云母的D50粒度为200~900nm，所述高岭土的D50粒度为200~900nm，所述 铜铬黑的D50粒度为200~900nm，所述氧化锆的D50粒度为200~900nm，所述氧化铬的 D50粒度为200~900nm。
[0016]优选的，所述有机粘结剂的含量为3. 5wt%~6wt%，所述有机粘结剂的含量优选 为 4. 5wt% ~5. 5wt%。
[0017]优选的，所述无机粘结剂的含量为20wt%~40wt%，所述无机粘结剂的含量优选 为 25wt% ~32wt%。
[0018]优选的，以所述陶瓷涂料为基，所述石墨的含量为1.Owt%~2. 5wt%，所述云母 的含量为1. 5wt%~3. 5wt%，所述高岭土的含量为1.Owt%~2.6wt%，所述铜络黑的含 量为5.Owt%~8.Owt%，所述氧化错的含量为1. 5wt%~3.Owt%，所述氧化络的含量为 2. 5wt%~5. 5wt%，所述稀土氧化物的含量为1.Owt%~2. 5wt% ;所述石墨的含量优选为 1. 5wt%~2.Owt%，所述云母的含量优选为2.lwt%~3.2wt%，所述高岭土的含量优选为 1. 5wt%~2.Owt%，所述铜络黑的含量优选为6.Owt%~7. 2wt%，所述氧化错的含量优选 为2. 2wt%~2. 9wt%，所述氧化络的含量优选为3. 5wt%~4.8wt%，所述稀土氧化物的含 量优选为1. 5wt%~2.Owt%。
[0019]优选的，所述陶瓷涂料包括：4. 9wt%的有机粘结剂，30.Owt%的无机粘结剂， 20. 7wt%的填料，2.Owt%的助剂，余量的水；
[0020] 所述有机粘结剂为硅酮乳液，所述无机粘结剂为钠水玻璃；
[0021] 所述填料包括1. 7wt%的石墨，2. 4wt%的云母，1.8wt%的高岭土，6. 3wt%的铜络 黑，2.8wt%的氧化错，4.Owt%的氧化络和1. 7wt%的氧化铺。
[0022] 本申请还提供了上述方案所述的陶瓷涂料在工业用炉中的应用。
[0023] 本申请提供了 一种陶瓷涂料，包括：3.Owt%~6.8wt%的有机粘结剂， 15.Owt%~45.Owt%的无机粘结剂，7wt%~35wt%的填料，2.Owt%~3.Owt%的助剂以 及余量的水；所述有机粘结剂为硅酮乳液，所述无机粘结剂为钠水玻璃，所述填料包括稀土 氧化物、石墨、云母、高岭土、铜铬黑、氧化锆和氧化铬。本申请提供的陶瓷涂料中无机粘结 剂钠水玻璃中的二氧化硅在第一次升温及高温状态下与其他无机组分反应形成共价键及 陶瓷化，并且钠水玻璃中的钠有利于降低无机体系的成陶温度，使得陶瓷涂层具有更好的 温度适应范围；同时填料中的稀土氧化物有利于晶粒细化，填充晶粒间隙形成网络，从而提 高陶瓷涂层的高温与常温的韧性、热稳定性、耐高温腐蚀性、热力学特性等；高岭土具有耐 高温、耐腐蚀的特性；铜铬黑由氧化铬和氧化铜组成了铜铬黑尖晶石结构，具有高的发射 率，耐高温、耐腐蚀和高热膨胀系数。综上，本申请上述组分协同作用，使陶瓷涂料作为陶瓷 涂层时具有较好的综合性能，如：耐高温、高的换热性能、耐腐蚀、高发射率与抗沾污结渣等 性能。
【具体实施方式】
[0024] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是 应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的 限制。
[0025] 本发明实施例公开了一种陶瓷涂料，包括：
[0026]
[0027] 余量的水；
[0028] 所述有机粘结剂为硅酮乳液，所述无机粘结剂为钠水玻璃；
[0029] 所述填料包括稀土氧化物、石墨、云母、高岭土、铜络黑、氧化错、氧化络和稀土氧 化物。
[0030] 本申请提供的陶瓷涂料作为陶瓷涂层，其各组分以及各组分的含量通过合理优化 匹配，使陶瓷涂料作为陶瓷涂层时具有较高的综合性能。
[0031] 本申请提供了一种陶瓷涂料，其中无机粘结剂为钠水玻璃。所述钾水玻璃别名硅 酸钾，分子式为Na20 ?nSi02。本申请陶瓷涂料作为涂层时，钠水玻璃中的二氧化硅在第一 次升温及高温状态下与其他无机组分反应生成共价键及陶瓷化，同时钠水玻璃中的钠有利 于降低无机体系的成陶温度，使得陶瓷涂层具有更好的温度适应范围。所述钠水玻璃的模 数优选为1. 2~2. 9。本申请所述无机粘结剂的含量为15.Owt%~45.Owt%，在一些实施 例中，所述无机粘结剂的含量优选为20.Owt%~40.Owt%，在一些实施例中，所述无机粘 结剂的含量优选为25.Owt%~32.Owt%，在一些实施例中，所述无机粘结剂的含量优选为 28.Owt% ~31.Owt%。
[0032] 本申请所述有机粘结剂为硅酮乳液。所述硅酮乳液与无机粘结剂配合使用，使陶 瓷涂料作为涂层具有较高的性能。本申请所述有机粘结剂的含量为3.Owt%~6.8wt%，在 一些实施例中，所述有机粘结剂的含量优选为3. 5wt%~6.Owt%，在一些实施例中，所述 有机粘结剂的含量优选为4. 5wt%~5. 5wt%。
[0033] 本申请所述填料与所述无机粘结剂、有机粘结剂共同配合，能够使由陶瓷涂料形 成的涂层具有较好的性能。本申请所述填料包括稀土氧化物、石墨、云母、高岭土、铜铬黑、 氧化锆和氧化铬，其中所述稀土氧化物更优选为氧化铈。本申请所述填料中还可包括碳化 硅和二氧化钛等常规填料。所述填料中氧化铈有利于晶粒细化，填充晶粒间隙形成网络，从 而提高陶瓷涂层的高温与常温韧性、稳定性、耐高温腐蚀性、热力学特性等，同时氧化铈也 会提高陶瓷涂层与金属基材的交界面的渗透与结合能力，提高陶瓷涂层与金属基材结合形 成的复合材料的可靠性，综上可知，稀土氧化物氧化铈可全面提升陶瓷涂料形成的涂层的 综合性能和可靠性；所述云母为片状结构形成了对纵向渗透的有效遮挡；所述高岭土具有 耐高温、耐腐蚀的特性；所述铜铬黑是由氧化铬和氧化铜组成的铜铬黑尖晶石结构，具有高 发射率、耐高温、耐腐蚀与高热膨胀系数等特点；所述氧化锆是由质量比为95%的氧化锆 和5%的氧化钇构成，具有耐高温、耐磨损、高发射率的特点，本申请所述氧化锆优选为稳定 型氧化锆；所述氧化铬具有耐高温、高发射率与高热膨胀系数的特点。
[0034] 以所述陶瓷涂层为基，本申请所述填料中所述石墨的含量为0. 5wt%~2.8wt%， 所述云母的含量为1. 〇wt%~3.8wt%，所述高岭土的含量为0. 5wt%~3.Owt%，所述铜络 黑的含量为3.Owt%~9.6wt%，所述氧化错的含量为0. 5wt%~5.Owt%，所述氧化络的 含量为1. 〇wt%~7.Owt%，所述稀土氧化物的含量为0. 3wt%~3.Owt%。在一些实施例 中，所述石墨的含量为1. 〇wt%~2. 5wt%，所述云母的含量为1. 5wt%~3. 5wt%，所述