本发明涉及化工领域，特别涉及一种专用于聚氯酸铝生产的反应釜搪瓷材料。
背景技术：
搪瓷釜是搪瓷反应釜、搪瓷蒸馏釜、搪瓷储存釜的简称，又称搪玻璃罐或搪玻璃反应釜，搪瓷釜是将含高二氧化硅的玻璃，衬在钢制容器的内表面，经高温灼烧而牢固地密着于金属表面上成为复合材料制品。搪瓷釜具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点，搪瓷设备具有耐酸、耐碱、耐冲击和耐温变等优良性能，是一种优良的耐腐蚀设备。已广泛地应用于化工、石油、医药、农药、食品等工业。
搪瓷釜分类：电加热搪瓷釜和蒸汽加热搪瓷釜。蒸汽加热搪瓷釜是在高温高压条件下进行反应，而且还要黏度特别大的物料，而且耐酸。搪瓷反应釜表面较硬，所以传热效果不是很理想，能耗较高，而且不耐高压，不耐碱。在运输、吊装、撞击、温度急变容易爆瓷，且修复较难，而且在高温高压和强酸条件下，反应釜的材料容易腐蚀和磨损，其使用寿命大大缩短。
技术实现要素：
本发明的目的是针对聚氯化铝生产用的搪瓷反应釜陶瓷材料能在高温高压和强酸条件下，具有耐腐蚀性、优良的机械性能和良好的导电性，大大提高了反应釜的使用寿命。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种专用于聚氯化铝生产的搪瓷反应釜材料，其的特征在于：按重量份数计由以下原料组成：抗腐蚀剂5-6份，改性橡胶5-6份，抗静电剂2-4份，氮化铝5-10份，氮化硼5-10份，氧化钠2-4份，氧化锂2-4份，氧化钾3-5份，三氧化二铝18-40份，二氧化硅25-48份，三氧化二硼10-30份，氧化锡2-4份，氧化钙1-3份，二氧化锆2-5份，氧化钡2-4份，二氧化钛1-3份，三氧化二锑2-5份，氧化镁3-5份和氧化锌3-6份。
在本发明中，作为进一步说明，所述的抗腐蚀剂为碳化硅-丙烯晴复合物、碳化钛-丙烯晴复合物和碳化锆-丙烯晴复合物的一种或多种。
在本发明中，作为进一步说明，所述的改性橡胶为氧化镧-丁晴橡胶复合材料、氧化铈-丁晴橡胶复合材料、氧化镨-丁晴橡胶复合材料、氧化钕-丁晴橡胶复合材料和氧化钷-丁晴橡胶复合材料中的一种或多种。
在本发明中，作为进一步说明，所述的抗静电剂为乙氧基月桂酷胺，甘油-硬脂酸酯，氧化锡锑和乙氧基化硬脂酞胺中的一种或多种。
在本发明中，作为进一步说明，所述的所有原料都为纳米级材料。
在本发明中，作为进一步说明，所述的一种专用于聚氯化铝生产的搪瓷反应釜材料的制备方法，其特征是：具体步骤为：
(1)瓷釉粉料的制备：将称量好的原料放入研钵中混合均匀后,装入刚玉坩埚中放入马弗炉加热到500-700℃,保温0.5h，然后再转移至高温箱式电阻炉中，从室温随炉升温至1100-1400℃,保温1-3h，然后将熔融的瓷釉料倒入冷水中，使熔融瓷釉料急冷而获得瓷釉碎块，晾干，接着将瓷釉碎块放入红外烘箱在50℃下烘烤12-36h，烘干的瓷釉碎块球磨12-36h后过800目筛，得到瓷釉粉料；
(2)瓷浆的调制：用无水乙醇将瓷釉粉料调成浆液，静止陈化12-36h，得到瓷浆；
(3)涂搪和烧制：将预处理后的基板匀速浸入调好的瓷浆中获得0.5-2.5mm厚的瓷层，涂搪后的试样在100℃电阻炉中保温进行烘干处理2-6h,然后分别在900-1200℃下烧结2-6min，在温度为850-950℃时晶化3-30min，得到成品搪瓷材料。
部分原料原料功能介绍如下：
氮化铝是共价键化合物，属于六方晶系，铅锌矿型的晶体结构，呈白色或灰白色。AlN是原子晶体，属类金刚石氮化物，最高可稳定到2200℃。室温强度高，且强度随温度的升高下降较慢。导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。氮化铝还是电绝缘体，介电性能良好，用作电器元件也很有希望。
氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。化学组成为43.6％的硼和56.4％的氮，具有四种不同的变体：六方氮化硼、菱方氮化硼、立方氮化硼和纤锌矿氮化硼。氮化硼的立方结晶的变体被认为是已知的最硬的物质，其维氏硬度达到108GPa，而合成钻石的维氏硬度为100GPa。
氧化钠，白色无定形片状或粉末。对湿敏感，在暗红炽热时熔融，遇水起剧烈化合反应，形成氢氧化钠。不燃，具腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。对人体有强烈刺激性和腐蚀性。氧化锂，白色粉末或硬壳状固体，离子化合物，相对密度2.013g/cm3，熔点为1567℃，沸点2600℃，1000℃以上开始升华，它是第一主族(IA)(碱金属)中各元素氧化物中熔点最高的。易潮解，溶于水，生成强碱性的LiOH。氧化钾，无色立方晶体，密度2.32g/cm3，350℃分解，易潮解，易溶于水并跟水化合生成氢氧化钾。主要用于无机工业，是制造各种钾盐如氢氧化钾、硫酸钾、硝酸钾、氯酸钾、红矾钾等的基本原料。以上三种材料在陶瓷中一般用作碱性材料。
三氧化二铝，难溶于水的白色固体，无臭、无味、质极硬，易吸潮而不潮解(灼烧过的不吸湿)。两性氧化物，能溶于无机酸和碱性溶液中，几乎不溶于水及非极性有机溶剂；熔点2050℃。二氧化硅，常温下为固体，化学式为SiO2，不溶于水，不溶于酸，但溶于氢氟酸及热浓磷酸，能和熔融碱类起作用。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。二氧化硅用途很广泛，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、气凝胶毡、硅铁、型砂、单质硅、水泥等，在古代，二氧化硅也用来制作瓷器的釉面和胎体。一般的石头主要由二氧化硅、碳酸钙构成。三氧化二硼，无色玻璃状晶体或粉末，熔点450℃。具有强烈吸水性而转变为硼酸，故应于干燥环境下密闭保存，防止吸水变质导致含量下降。微溶于冷水，易溶于热水中。这三种材料在陶瓷中常作为基体材料。
碳化硅(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅-丙烯晴复合物在大自然也存在罕见的矿物。碳化硅-丙烯晴复合物又称碳硅石，在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅-丙烯晴复合物为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。
碳化钛是具有金属光泽的铁灰色晶体,属于NaCl型面心立方结构,晶格常数为0.4329nm，在晶格位置上碳原子与钛原子是等价的，TiC原子间以很强的共价键结合,具有类似金属的若干特性，如高的熔点、沸点和硬度，硬度仅次于金刚石，有良好的导热和导电性,在温度极低时甚至表现出超导性。因此,TiC被广泛用于制造金属陶瓷,耐热合金、硬质合金、抗磨材料、高温辐射材料以及其它高温真空器件，用其制备的复相材料在机械加工、冶金矿产、航天和聚变堆等领域有着广泛的应用。
碳化锆是一种硬度大的高熔点材料和极好的高温耐火材料。用做火箭发动机中固体推进剂的一种原料，用于生产合金钢、金属锆和四氯化锆，是有前途的精细陶瓷材料。
抗静电剂英文名称是Antistatic agent，简称ASA。由于聚合物的体积电阻率一般高达1010～1020Ω/cm2，易积蓄静电而发生危险，而抗静电剂多系表面活性剂，可使材料表面亲合水分，离子型表面活性剂还有导电作用，因而可以使静电及时泄漏。根据使用方式的不同,抗静电剂可以分为外涂型和内混型两种。外涂型抗静电剂是指涂在高分子材料表面所用的一类抗静电剂。内混型抗静电剂是指在制品的加工过程中添加到树脂内的一类抗静电剂。常将树脂和添加其质量的0.3％-3.0％的抗静电剂先机械混合后再加工成型。
丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液共聚而成的聚合物，丁腈橡胶以其优异的耐油性而蓍称，其耐油性仅次于聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶和氟橡胶，此外丁腈橡胶还具有良好的耐磨性、耐老化性和气密性，但耐臭氧性、电绝缘性和耐寒性都比较差，而导电性动比较好。因而在橡胶工业中应用得广泛。丁腈橡胶的用途，主要应用于耐油制品，例如各种密封制品。其它还有作为PVC改性剂及与PVC并用做阻燃制品，与酚醛并用做结构胶粘剂，做抗静电好的橡胶制品等。
氧化锡，白色、淡黄色或淡灰色四方、六方或斜方晶系粉末。熔点1630℃，沸点1800℃。同时是一种优秀的透明导电材料。它是第一个投入商用的透明导电材料，为了提高其导电性和稳定性，常进行掺杂使用。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明的材料能有效改善搪瓷反应釜在高温高压和强酸条件下容易被腐蚀，使用寿命不长的缺点，大大提高反应釜的使用寿命。本发明采用的耐腐蚀剂能明显加强反应釜材料在高温高压下的化学稳定性，改善其耐强酸腐蚀性，同时能明显降低反应釜材料的摩擦系数，减少了反应釜内的物料发生反应时的摩擦力，从而大大提高了反应釜的使用寿命。
2.本发明的材料采用的稀土氧化物-橡胶复合物能有效改善反应釜的机械性能差的缺点，提高反应釜的机械应力。搪瓷烧制后，稀土氧化物-橡胶复合物能够在发挥弹性体的作用，整个材料中形成连续结构相态，与反应釜其他的粉体材料形成有效的网络结构，在高温时能改善反应釜材料的拉伸强度，在低温时能改善反应釜材料的脆性和弹性模量，增强了其应变能力，提高了机械性能。
3.本发明的材料能有效改变搪瓷反应釜在生产时容易带静电的缺点。本发明加入的抗静电剂，在搪瓷烧制后会在材料周边形成富含半导体成分的熔体层，熔体层相互接触形成了良好的导电网络，从而使釉面电阻下降，使导电颗粒在搪瓷中形成连续的导电通道，积聚的静电会被尽快地释放，从而达到防静电的效果；同时其与碳化硅-丙烯晴复合物、碳化钛-丙烯晴复合物和碳化锆-丙烯晴复合物的导电性产生协同作用，进一步加强了反应釜材料的防静电作用。
【具体实施方式】
实施例1：
一种专用于聚氯化铝生产的搪瓷反应釜材料的制备方法，具体步骤为：
(1)瓷釉粉料的制备：将3g碳化硅-丙烯晴复合物，2g碳化锆-丙烯晴复合物，1g氧化镧-丁晴橡胶复合材料，4g氧化钷-丁晴橡胶复合材料，2g乙氧基月桂酷胺，5g氮化铝，5g氮化硼5，2g氧化钠，2g氧化锂，3g氧化钾，18g三氧化二铝，25g二氧化硅，10g三氧化二硼，2g氧化锡，1g氧化钙，2g二氧化锆，2g氧化钡，1g二氧化钛，2g三氧化二锑，3g氧化镁和3g氧化锌放入研钵中混合均匀后,装入刚玉坩埚中放入马弗炉加热到500℃,保温0.5h，然后再转移至高温箱式电阻炉中，从室温随炉升温至1100℃,保温1h，然后将熔融的瓷釉料倒入冷水中，使熔融瓷釉料急冷而获得瓷釉碎块，晾干，接着将瓷釉碎块放入红外烘箱在50℃下烘烤12h，烘干的瓷釉碎块球磨12h后过800目筛，得到瓷釉粉料；
(2)瓷浆的调制：用无水乙醇将粉料调成浆液，静止陈化12h，将陈化后的瓷浆用无水酒精进行调配，得到瓷浆；
(3)涂搪和烧制：将预处理后的基板匀速浸入调好的釉浆中获得0.5mm厚的瓷层，涂搪后的试样在100℃电阻炉中保温进行烘干处理2h,然后分别在900℃下烧结2min，在温度为850℃时晶化3min，得到成品搪瓷材料。
实施例2：
一种专用于聚氯化铝生产的搪瓷反应釜材料的制备方法，具体步骤为：
(1)瓷釉粉料的制备：将4g碳化钛-丙烯晴复合物，1g碳化硅-丙烯晴复合物，1g碳化锆-丙烯晴复合物，2g氧化镧-丁晴橡胶复合材料，3g氧化铈-丁晴橡胶复合材料，1g氧化锑锡，1g乙氧基化硬脂酞胺，6g氮化铝，6g氮化硼，2g氧化钠，3g氧化锂，4g氧化钾，20g三氧化二铝，25g二氧化硅，11g三氧化二硼，2g氧化锡，1g氧化钙，2g二氧化锆，3g氧化钡，1g二氧化钛，3g三氧化二锑，3g氧化镁和4g氧化锌放入研钵中混合均匀后,装入刚玉坩埚中放入马弗炉加热到550℃,保温0.5h，然后再转移至高温箱式电阻炉中，从室温随炉升温至1200℃,保温1.5h，然后将熔融的瓷釉料倒入冷水中，使熔融瓷釉料急冷而获得瓷釉碎块，晾干，接着将瓷釉碎块放入红外烘箱在50℃下烘烤16h，烘干的瓷釉碎块球磨16h后过800目筛，得到瓷釉粉料；
(2)瓷浆的调制：用无水乙醇将粉料调成浆液，静止陈化12h，将陈化后的瓷浆用无水酒精进行调配，得到瓷浆；
(3)涂搪和烧制：将预处理后的基板匀速浸入调好的釉浆中获得1mm厚的瓷层，涂搪后的试样在100℃电阻炉中保温进行烘干处理3h,然后分别在1000℃下烧结3min，在温度为850℃时晶化6min，得到成品搪瓷材料。
实施例3：
一种专用于聚氯化铝生产的搪瓷反应釜材料的制备方法，具体步骤为：
(1)瓷釉粉料的制备：将3g碳化硅-丙烯晴复合物，2g碳化锆-丙烯晴复合物，2g氧化镨-丁晴橡胶复合材料，3g氧化钕-丁晴橡胶复合材料，2g乙氧基月桂酷胺，1g甘油-硬脂酸酯，1g乙氧基化硬酯酞胺，5g氮化铝，5g氮化硼，3g氧化钠，4g氧化锂，5g氧化钾，35g三氧化二铝，45g二氧化硅，30g三氧化二硼，3g氧化锡，2g氧化钙，3g二氧化锆，3g氧化钡，2g二氧化钛，3g三氧化二锑，3g氧化镁和4g氧化锌放入研钵中混合均匀后,装入刚玉坩埚中放入马弗炉加热到600℃,保温0.5h，然后再转移至高温箱式电阻炉中，从室温随炉升温至1300℃,保温2h，然后将熔融的瓷釉料倒入冷水中，使熔融瓷釉料急冷而获得瓷釉碎块，晾干，接着将瓷釉碎块放入红外烘箱在50℃下烘烤20h，烘干的瓷釉碎块球磨20h后过800目筛，得到瓷釉粉料；
(2)瓷浆的调制：用无水乙醇将粉料调成浆液，静止陈化20h，将陈化后的瓷浆用无水酒精进行调配，得到瓷浆；
(3)涂搪和烧制：将预处理后的基板匀速浸入调好的釉浆中获得1.5mm厚的瓷层，涂搪后的试样在100℃电阻炉中保温进行烘干处理4h,然后分别在1150℃下烧结4min，在温度为900℃时晶化10min，得到成品搪瓷材料。
实施例4：
一种专用于聚氯化铝生产的搪瓷反应釜材料的制备方法，具体步骤为：
(1)瓷釉粉料的制备：将3g碳化钛-丙烯晴复合物，3g碳化锆-丙烯晴复合物，4g氧化镧-丁晴橡胶复合材料，1g氧化钷-丁晴橡胶复合材料，1g乙氧基月桂酷胺，1g甘油-硬脂酸酯，1g氧化锡锑，10g氮化铝，10g氮化硼，3g氧化钠，3g氧化锂，5g氧化钾，35g三氧化二铝，30g二氧化硅，20g三氧化二硼，4g氧化锡，3g氧化钙，5g二氧化锆，3g氧化钡，2g二氧化钛，4g三氧化二锑，4g氧化镁和5g氧化锌放入研钵中混合均匀后,装入刚玉坩埚中放入马弗炉加热到650℃,保温0.5h，然后再转移至高温箱式电阻炉中，从室温随炉升温至1300℃,保温2h，然后将熔融的瓷釉料倒入冷水中，使熔融瓷釉料急冷而获得瓷釉碎块，晾干，接着将瓷釉碎块放入红外烘箱在50℃下烘烤25h，烘干的瓷釉碎块球磨25h后过800目筛，得到瓷釉粉料；
(2)瓷浆的调制：用无水乙醇将粉料调成浆液，静止陈化24h，将陈化后的瓷浆用无水酒精进行调配，得到瓷浆；
(3)涂搪和烧制：将预处理后的基板匀速浸入调好的釉浆中获得2mm厚的瓷层，涂搪后的试样在100℃电阻炉中保温进行烘干处理5h,然后分别在900℃下烧结5min，在温度为850℃时晶化2min，得到成品搪瓷材料。
实施例5：
一种专用于聚氯化铝生产的搪瓷反应釜材料的制备方法，具体步骤为：
(1)瓷釉粉料的制备：将2g碳化硅-丙烯晴复合物，3g碳化钛-丙烯晴复合物，1g碳化锆-丙烯晴复合物，4g氧化镧-丁晴橡胶复合材料，2g氧化镨-丁晴橡胶复合材料，2g乙氧基月桂酷胺，1g甘油-硬脂酸酯，9g氮化铝，8g氮化硼，3g氧化钠，2g氧化锂，4g氧化钾，35g三氧化二铝，40g二氧化硅，28g三氧化二硼，3g氧化锡，2g氧化钙，2g二氧化锆，3g氧化钡，2g二氧化钛，4g三氧化二锑，4g氧化镁和5g氧化锌放入研钵中混合均匀后,装入刚玉坩埚中放入马弗炉加热到700℃,保温0.5h，然后再转移至高温箱式电阻炉中，从室温随炉升温至1350℃,保温2.5h，然后将熔融的瓷釉料倒入冷水中，使熔融瓷釉料急冷而获得瓷釉碎块，晾干，接着将瓷釉碎块放入红外烘箱在50℃下烘烤30h，烘干的瓷釉碎块球磨30h后过800目筛，得到瓷釉粉料；
(2)瓷浆的调制：用无水乙醇将粉料调成浆液，静止陈化30h，将陈化后的瓷浆用无水酒精进行调配，得到瓷浆；
(3)涂搪和烧制：将预处理后的基板匀速浸入调好的釉浆中获得2.5mm厚的瓷层，涂搪后的试样在100℃电阻炉中保温进行烘干处理5h,然后分别在1200℃下烧结5min，在温度为900℃时晶化28min，得到成品搪瓷材料。
实施例6：
一种专用于聚氯化铝生产的搪瓷反应釜材料的制备方法，具体步骤为：
(1)瓷釉粉料的制备：将2g碳化硅-丙烯晴复合物，4g碳化锆-丙烯晴复合物，5g氧化镧-丁晴橡胶复合材料，2g乙氧基月桂酷胺，1g乙氧基硬脂酞胺，1g甘油-硬脂酸酯，1g氧化锡锑，10g氮化铝，10g氮化硼，4g氧化钠，4g氧化锂，5g氧化钾，40g三氧化二铝，48g二氧化硅，30g三氧化二硼，4g氧化锡，5g氧化钙，5g二氧化锆，4g氧化钡，3g二氧化钛，5g三氧化二锑，5g氧化镁和6g氧化锌放入研钵中混合均匀后,装入刚玉坩埚中放入马弗炉加热到700℃,保温0.5h，然后再转移至高温箱式电阻炉中，从室温随炉升温至1400℃,保温3h，然后将熔融的瓷釉料倒入冷水中，使熔融瓷釉料急冷而获得瓷釉碎块，晾干，接着将瓷釉碎块放入红外烘箱在50℃下烘烤36h，烘干的瓷釉碎块球磨36h后过800目筛，得到瓷釉粉料；
(2)瓷浆的调制：用无水乙醇将粉料调成浆液，静止陈化12h，将陈化后的瓷浆用无水酒精进行调配，得到瓷浆；
(3)涂搪和烧制：将预处理后的基板匀速浸入调好的釉浆中获得2.5mm厚的瓷层，涂搪后的试样在100℃电阻炉中保温进行烘干处理6h,然后分别在1200℃下烧结6min，在温度为950℃时晶化30min，得到成品搪瓷材料。
对比实施例1：
将实施例1-6进行耐酸腐蚀速率、抗冲击力、韧性、导电率和热膨胀系数测试，试验结果见表1。
表1：
表1结果表明：耐酸腐蚀速度从高到低排：实施例5>实施例6>实施例2>实施例1>实施例3>实施例4；弹性模量从高到低排：实施例4>实施例6>实施例5>实施例2>实施例3>实施例1；摩擦系数从高到低排：实施例4>实施例5>实施例2>实施例3>实施例6>实施例1；表面电阻从高到低排：实施例5>实施例3>实施例6>实施例2>实施例1>实施例4；热膨胀系数从高到低排：实施例4>实施例3>实施例2>实施例6>实施例5>实施例1。
在本发明的一种较佳实施方式中，一种专用于聚氯化铝生产的搪瓷反应釜材料的制备方法，具体步骤为：
(1)瓷釉粉料的制备：将3g碳化钛-丙烯晴复合物，3g碳化锆-丙烯晴复合物，4g氧化镧-丁晴橡胶复合材料，1g氧化钷-丁晴橡胶复合材料，1g乙氧基月桂酷胺，1g甘油-硬脂酸酯，1g氧化锡锑，10g氮化铝，10g氮化硼，3g氧化钠，3g氧化锂，5g氧化钾，35g三氧化二铝，30g二氧化硅，20g三氧化二硼，4g氧化锡，3g氧化钙，5g二氧化锆，3g氧化钡，2g二氧化钛，4g三氧化二锑，4g氧化镁和5g氧化锌放入研钵中混合均匀后,装入刚玉坩埚中放入马弗炉加热到650℃,保温0.5h，然后再转移至高温箱式电阻炉中，从室温随炉升温至1300℃,保温2h，然后将熔融的瓷釉料倒入冷水中，使熔融瓷釉料急冷而获得瓷釉碎块，晾干，接着将瓷釉碎块放入红外烘箱在50℃下烘烤25h，烘干的瓷釉碎块球磨25h后过800目筛，得到瓷釉粉料；
(2)瓷浆的调制：用无水乙醇将粉料调成浆液，静止陈化24h，将陈化后的瓷浆用无水酒精进行调配，得到瓷浆；
(3)涂搪和烧制：将预处理后的基板匀速浸入调好的釉浆中获得2mm厚的瓷层，涂搪后的试样在100℃电阻炉中保温进行烘干处理5h,然后分别在900℃下烧结5min，在温度为850℃时晶化2min，得到成品搪瓷材料。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。