专利名称：高温抗氧化多孔陶瓷涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种陶瓷涂料及其制备方法，属于高温抗氧化材料技术领域。
背景技术：
在电解铝生产过程中，炭素阳极消耗包括电化学消耗、化学消耗和机械消耗等，其 中由炭素阳极与C02和02发生的氧化反应所引起的化学消耗，是阳极过量消耗的最主要
原因。在大型预焙铝电解槽的生产过程中，通常采用在阳极顶部覆盖氧化铝保护层的工 艺方法，以期减少阳极的氧化。但是，由于氧化铝保护层存在组织疏松、孔隙大、不均 匀等不足，所以减少因阳极氧化而导致的阳极过量消耗的作用有限。另外也有的厂家利 用溶胶一凝胶法，在炭阳极表面形成一层氧化铝溶胶抗氧化复合涂层，此方法虽然取得 了较好的抗氧化效果，但是却因涂层的制备工艺复杂，且成本较高，而未能得到推广应 用。因此，有必要对现有技术加以改进。
发明内容
本发明的目的正是为解决现有技术存在的上述不足，提供一种以磷酸铝为粘结剂， 以氧化铝为主要填料的高温抗氧化多孔陶瓷涂料及其制备方法。
本发明通过下列技术方案完成 一种高温抗氧化多孔陶瓷涂料，其特征在于它由下 列质量百分比的原料组成
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%
分散剂 0 5%。
所述磷酸采用浓度为85%的分析纯磷酸，或者工业纯磷酸。
所述分散剂为柠檬三酸铵或聚丙烯酸胺中的一种或二种。
所述主要原料的作用是A1A机械强度高、硬度高、抗腐蚀和化学稳定性好，故以 它为主料；MgO作为固化剂可以明显縮短涂层的固化时间；Si(X可使涂层具有优异的耐酸 性能，且使涂层的熔点显著降低，呈玻璃状态，提高涂层致密性；ZnO是一种助熔剂， 热处理时在晶界形成低熔点液相烧结物质，起粘结剂的作用，消除气孔促进涂层致密化。
所述高温抗氧化多孔陶瓷涂料通过下列方法制备将下列质量百分比的原料
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%
分散剂 0 5%
经下列步骤
(1) 将85%的浓磷酸稀释成45%的磷酸后，加热至沸腾，向沸腾的磷酸中加入氢 氧化铝A1(0H)3粉末，在室温 150℃温度下搅拌5 30分钟，制得磷酸铝粘结剂；
(2) 将A1203、 Si02、 H3B03、 ZnO、 MgO、水直接加入到步骤(1)的磷酸铝粘结剂 中，在室温 150℃温度下，搅拌10 30分钟，调整粘度至0.1 20Pa s， pH值至1. 0 3.0,形成稳定的胶状物，便制得高温抗氧化多孔陶瓷涂料
或者
(1)将85%的浓磷酸稀释成45%的磷酸后，加热至沸腾，向沸腾的磷酸中加入氢 氧化铝A1(0H)3粉末，在室温 150℃温度下搅拌5 30分钟，制得磷酸铝粘结剂；
(2) 将A1A、 Si02、 H3B03、 ZnO、 MgO与分散剂混合后，加水制成均匀的浆料；
(3) 将步骤(2)的浆料加入到步骤(1)的磷酸铝粘结剂中，调整粘度至0.1 20Pa s、 pH值至1. 0 3. 0，得高温抗氧化多孔陶瓷涂料。
本发明具有下列优点和效果釆用上述方案制备的高温抗氧化多孔陶瓷涂料在高温
下会将磷酸铝粘结剂中的结构水蒸发出来，从而形成多孔。用这种多孔陶瓷涂料涂覆在
被涂物表面后，即可形成具有保温、隔热和消除噪音作用的涂层，本高温抗氧化多孔陶 瓷涂料不包含有机物并且可以通过粘结剂的组成以及料浆的组成来调节气孔的大小与 分布，另外，本发明提供的方法其工艺简单，操作方便，节能，不排放污染物，投资小,
运行成本低。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
按下列配方取料
组成 克
Al(OH)3 12
H3P0450
Mg00.30
Si021.20
H3B033. 5
A12039
Zn02
水20
分散剂柠檬三酸铵2
经下列方法
(1)将85%的浓磷酸稀释成45%的磷酸后，倒入干净的烧杯，加热搅拌，当憐酸 沸腾后，向装有磷酸的烧杯中缓慢加入氢氧化铝A1(0H)3粉末，在U(TC温度下搅拌IO
分钟制成磷酸铝粘结剂。
(2) 将八1203、 Si02、 H3B03、 ZnO、 MgO与分散剂柠檬三酸铵混合后，加入水制备成
均匀的浆料；
(3) 将步骤(2)的桨料加入到步骤(1)的磷酸铝粘结剂中，调整粘度至0. 1Pa s 和pH值至3.0，得到高温抗氧化多孔陶瓷涂料；
(4) 将步骤(3)的陶瓷涂料涂刷在被涂物表面后，在室温或干燥箱中固化后，在 被涂物表面即形成高温抗氧化多孔陶瓷涂层。
实施例2
按下列配方取料:
组成克
Al(0H)3 24
H3P0430
Mg0 0.6
Si02 2
H3B03 5. 4
A1203 20
水18
经下列方法
(1) 将85%的浓磷酸稀释成45%的磷酸后，倒入干净的烧杯，加热搅拌；当磷酸沸腾后，向装有磷酸的烧杯中缓慢加入氢氧化铝A1(0H)3粉末，室温下搅拌30分钟制成磷酸铝粘结剂；
(2) 将A1A、 H3B03、 MgO、 Si02、水直接加入到步骤(1)的磷酸铝粘结剂中，在 室温下，搅拌30分钟，调整粘度至20Pa's， pH值至l.O，形成稳定的胶状物，便制得 高温抗氧化多孔陶瓷涂料；
(3)将步骤(2)的陶瓷涂料涂抹到被物表面，经室温或干燥箱中固化后，在被涂 物表面即形成高温抗氧化多孔陶瓷涂层。
实施例3
按下列配方取料
组成 克
Al(OH)3 8
H3P04 40
MgO 0.1
Si02 1
H3BO31.9
A1203 30
ZnO 4
水 10
分散剂柠檬三酸铵 5
经下列方法
(1)将85%的浓磷酸稀释成45%的磷酸后，倒入干净的烧杯，加热搅拌，当磷酸 沸腾后，向装有磷酸的烧杯中缓慢加入氢氧化铝Al(0H)3粉末，在80℃温度下搅拌20 分钟制成磷酸铝粘结剂。
(2) 将Al203、 Si02、 H3B03、 ZnO、 MgO与水混合后，加入分散剂聚丙烯酸胺制备成 均匀的浆料；
(3) 将步骤(2)的桨料加入到步骤(1)的磷酸铝粘结剂中，调整粘度至lOPa s 和pH值至2. 0，得到高温抗氧化多孔陶瓷涂料；
(4)将步骤(3)的陶瓷涂料涂刷在被涂物表面后，在室温或干燥箱中固化后，在被涂 物表面即形成高温抗氧化多孔陶瓷涂层。
权利要求
1、一种高温抗氧化多孔陶瓷涂料，其特征在于它由下列质量百分比的原料组成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％分散剂0～5％。
2、 根据权利要求1所述的高温抗氧化多孔陶瓷涂料，其特征在于所述磷酸采用浓 度为85%的分析纯磷酸，或者工业纯磷酸。
3、 根据权利要求l所述的高温抗氧化多孔陶瓷涂料，其特征在于所述分散剂为柠 檬三酸铵或聚丙烯酸胺中的一种或二种。
4、 一种如权利要求1所述的高温抗氧化多孔陶瓷涂料的制备方法，其特征在于将 下列质量百分比的原料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%分散剂 0 5%经下列步骤(1)将85%的浓磷酸稀释成45%的磷酸后，加热至沸腾，向沸腾的磷酸中加入氢 氧化铝A1(0H)3粉末，在室温 15(TC温度下搅拌5 30分钟，制得磷酸铝粘结剂；(2)将A1A、 Si02、 H肌、Zn0、 MgO、水直接加入到步骤(1)的磷酸铝粘结剂 中，在室温 15(TC温度下，搅拌10 30分钟，调整粘度至0.1 20Pa s， pH值至1. 0 3.0，形成稳定的胶状物，便制得高温抗氧化多孔陶瓷涂料； 或者(1) 将85%的浓磷酸稀释成45%的磷酸后，加热至沸腾，向沸腾的磷酸中加入氢 氧化铝A1(0H)3粉末，在室温 15(TC温度下搅拌5 30分钟，制得磷酸铝粘结剂；(2) 将A1A、 Si02、跳、ZnO、 MgO与水混合后，加分散剂制成均匀的浆料；(3) 将步骤(2)的浆料加入到步骤(1)的磷酸铝粘结剂中，调整粘度至O. l 20Pa s、 pH值至1. 0 3. 0，得高温抗氧化多孔陶瓷涂料。
全文摘要
本发明提供一种高温抗氧化多孔陶瓷涂料，其特征在于它由下列质量百分比的原料组成8～25％的Al(OH)<sub>3</sub>，30～60％的H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>，0.1～0.6％的MgO，1.0～2.0％的SiO<sub>2</sub>，1.5～5.5％的H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub>，6～30％的Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，0～4.0％的ZnO，10～35％的H<sub>2</sub>O，0～5％的分散剂。所得高温抗氧化多孔陶瓷涂料在高温下会将磷酸铝粘结剂中的结构水蒸发出来，从而形成多孔，具有保温、隔热和消除噪音的作用，且不含有机物并可通过粘结剂的组成以及料浆的组成来调节气孔的大小与分布，本发明提供的方法其工艺简单，操作方便，节能，不排放污染物，投资小，运行成本低。
文档编号C04B41/85GK101343193SQ20081005881
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月15日 优先权日2008年8月15日
发明者严继康, 孙加林, 张杭永, 维 王, 甘国友 申请人:昆明理工大学