一种耐铝液腐蚀的高温玻璃涂料的制作方法

文档序号:11933789阅读:348来源:国知局

本发明属于高温无机涂料技术领域,具体涉及一种耐铝液腐蚀的高温玻璃涂料。



背景技术:

近五十年来,铝已经成为世界上广泛应用的金属之一。在建筑业上,铝加工成铝合金后广泛的应用于金属门、窗、楼梯扶手等;在航空系国防军工部门也大量使用铝合金材料;在电力输送常用高强度钢线补强的铝缆;此外,汽车制造、日常用品、机械设备等领域也都大量使用铝合金。为了提高生产效率及生产品质,铝在快速熔融的同时需使用搅拌装置,使得铝液里的各种元素更加均匀。

目前生产过程中,用于铝液搅拌的工具通常使用造价便宜的碳钢或石墨制备而成,两者虽均已产业化,但其直接与高温铝液接触,腐蚀严重、烧损较大,会大大缩短搅拌工具的使用寿命,且易污染铝液。中国专利(CN 103938046A、CN 103938051A)公开的一种耐铝液腐蚀的金属陶瓷材料,是一种替代现有铝液搅拌工具的新型耐铝液腐蚀材料,但其制备温度高于1000℃。而本发明提供了一种耐铝液腐蚀的高温玻璃涂料,其只需涂装在现有的搅拌工具上即可,使用方便。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种耐铝液腐蚀的高温玻璃涂料,其耐铝液腐蚀性能良好,且施工方便,适用于铝液搅拌工具的表面涂覆。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种耐铝液腐蚀的高温玻璃涂料,其所用原料按重量百分数计为:A组分玻璃40-60%、B组分玻璃20-40%、硅线石0-10%、分散剂0-5%、高温粘结剂10-20%,上述各原料的重量百分数之和为100%;所用各原料粒度小于45μm。

其中,所述A组分玻璃中各原料组成按重量百分数计为:碳酸锶20-30%、碳酸钙20-30%、二氧化硅30-40%、硼酸5-15%、氧化铝2-8%,其重量百分数之和为100%。

所述B组分玻璃中各原料组成按重量百分数计为:氧化铝5-15%、硼酸40-60%、碳酸钠5-15%、氧化锌25-40%,其重量百分数之和为100%。

所述分散剂为聚丙烯酸酯。

所述高温粘结剂为有机硅树脂。

所述耐铝液腐蚀的高温玻璃涂料的使用方法,是将制备所述高温玻璃涂料的各原料烘干后配制成浆料,然后将其喷涂或涂刷在清理过的搅拌头(搅拌头的材质为普通碳钢或低合金钢)表面,经固化、烧结即得;其操作具体包括以下步骤:

1)配料:按配比称取A组分玻璃、B组分玻璃、硅线石、分散剂及高温粘结剂,然后将其于90~100℃烘干12h,以减小配料误差;

2)搅拌:将配料后的各原料搅拌均匀,形成均匀的浆料;

3)表面清理:对搅拌头表面进行除锈、除油及去除氧化层处理;

4)涂覆:使用刷子或喷枪将所得浆料涂刷或喷涂在搅拌头表面;

5)干燥:将涂覆好的搅拌头放置在100℃烘箱内干燥0.5-2h,使浆料附着在搅拌头表面;

6)烧结:分别在550~700℃、750~800℃各保温烧结0.5-2h后取出,即得。

本发明的显著优点在于:

(1)本发明中A组分玻璃为软化温度高达750℃的高温玻璃,B组分玻璃为流动性强的低温玻璃。在烧结过程中,B组分玻璃在550-700℃间液化流平,填充孔隙,并随着温度升高至700℃度后析晶硬化;而当温度达750~800℃后,A组分玻璃开始第二次液化流平,并再次填充孔隙,通过二次流平,可有效提高涂层的致密度。

(2)本发明采用高温玻璃涂料制备的涂层是富有光泽的玻璃态,其硬度高,耐铝液腐蚀性好,附着力强,致密度高,达到了实用化和工业化的条件。

(3)本发明高温玻璃涂料可制成浆料,施工时可直接喷涂或涂刷,其操作简单、节能,且可常温固化,成型温度低于800℃,工艺条件稳定可行。

附图说明

图1为涂刷后未烧结(A)与烧结后(B)工件表面的状态图。

具体实施方式

一种耐铝液腐蚀的高温玻璃涂料,其所用原料按重量百分数计为:A组分玻璃40-60%、B组分玻璃20-40%、硅线石0-10%、分散剂0-5%、高温粘结剂10-20%,上述各原料的重量百分数之和为100%;各原料粒度小于45μm。

其中,所述A组分玻璃中各原料组成按重量百分数计为:碳酸锶20-30%、碳酸钙20-30%、二氧化硅30-40%、硼酸5-15%、氧化铝2-8%,其重量百分数之和为100%。

所述B组分玻璃中各原料组成按重量百分数计为:氧化铝5-15%、硼酸40-60%、碳酸钠5-15%、氧化锌25-40%,其重量百分数之和为100%。

所述分散剂为聚丙烯酸酯。

所述高温粘结剂为有机硅树脂。

所述耐铝液腐蚀的高温玻璃涂料的使用方法,具体包括以下步骤:

1)配料:按配比称取A组分玻璃、B组分玻璃、硅线石、分散剂及高温粘结剂,然后将其于90~100℃烘干12h,以减小配料误差;

2)搅拌:将配料后的各原料搅拌均匀,形成均匀的浆料;

3)表面清理:对搅拌头表面进行除锈、除油及去除氧化层处理;

4)涂覆:使用刷子或喷枪将所得浆料涂刷或喷涂在搅拌头表面;

5)干燥:将涂覆好的搅拌头放置在100℃烘箱内干燥0.5-2h,使浆料附着在搅拌头表面;

6)烧结:分别在550~700℃、750~800℃各保温烧结0.5-2h后取出,即得。

步骤2)的搅拌工序中,还可根据需要加入稀释剂,以调整浆料粘度。

步骤3)的表面清理工作可采用喷砂或砂纸打磨等方法进行。

步骤6)烧结过程可采用快速升温,升温速度可达10~15℃/min;烧结后搅拌头可直接取出,无需冷却至室温。

为了使本发明所述的内容更加便于理解,下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明,但是本发明不仅限于此。

表1实施例1-5制备高温玻璃涂料的组分配比表(重量百分数%)

实施例1

按照表1配比分别称取一定量的A组分玻璃、B组分玻璃、硅线石、聚丙烯酸酯及有机硅树脂,并按照前述步骤依次进行配料、搅拌、表面清理、涂覆、干燥等工序,干燥后的样品置于程控炉中进行烧结,烧结条件为550℃、750℃各保温烧结2h;其中,A组分玻璃的各原料组成为:碳酸锶20%、碳酸钙30%、二氧化硅30%、硼酸15%、氧化铝5%,B组分玻璃的各原料组成为:氧化铝5%、硼酸40%、碳酸钠15%、氧化锌40%。

实施例2

按照表1配比分别称取一定量的A组分玻璃、B组分玻璃、硅线石、聚丙烯酸酯及有机硅树脂,并按照前述步骤依次进行配料、搅拌、表面清理、涂覆、干燥等工序,干燥后的样品置于程控炉中进行烧结,烧结条件为600℃、760℃各保温烧结1.5h;其中,A组分玻璃的各原料组成为:碳酸锶30%、碳酸钙20%、二氧化硅35%、硼酸13%、氧化铝2%,B组分玻璃的各原料组成为:氧化铝10%、硼酸60%、碳酸钠5%、氧化锌25%。

实施例3

按照表1配比分别称取一定量的A组分玻璃、B组分玻璃、硅线石、聚丙烯酸酯及有机硅树脂,并按照前述步骤依次进行配料、搅拌、表面清理、涂覆、干燥等工序,干燥后的样品置于程控炉中进行烧结,烧结条件为650℃、780℃各保温烧结1h;其中,A组分玻璃的各原料组成为:碳酸锶26%、碳酸钙25%、二氧化硅36%、硼酸5%、氧化铝8%,B组分玻璃的各原料组成为:氧化铝12%、硼酸50%、碳酸钠8%、氧化锌30%。

实施例4

按照表1配比分别称取一定量的A组分玻璃、B组分玻璃及有机硅树脂,并按照前述步骤依次进行配料、搅拌、表面清理、涂覆、干燥等工序,干燥后的样品置于程控炉中进行烧结,烧结条件为680℃、780℃各保温烧结1h;其中,A组分玻璃的各原料组成为:碳酸锶28%、碳酸钙22%、二氧化硅32%、硼酸12%、氧化铝6%,B组分玻璃的各原料组成为:氧化铝15%、硼酸45%、碳酸钠12%、氧化锌28%。

实施例5

按照表1配比分别称取一定量的A组分玻璃、B组分玻璃、硅线石及有机硅树脂,并按照前述步骤依次进行配料、搅拌、表面清理、涂覆、干燥等工序,干燥后的样品置于程控炉中进行烧结,烧结条件为700℃、800℃各保温烧结0.5h;其中,A组分玻璃的各原料组成为:碳酸锶22%、碳酸钙23%、二氧化硅40%、硼酸10%、氧化铝5%,B组分玻璃的各原料组成为:氧化铝10%、硼酸55%、碳酸钠10%、氧化锌25%。

表2 实施例1-5所得涂层耐铝液腐蚀的检验结果

表2为实施例1-5所得涂层耐铝液腐蚀的检验结果。由表2可见,实施例1原料配方所形成的抗腐蚀涂层能有效延缓铝液腐蚀,但在30天后失效;实施例2原料配方所形成的抗腐蚀涂层能有效延缓铝液腐蚀,但在30天后基本失效;实施例3原料配方所形成的抗腐蚀涂层能有效延缓铝液腐蚀,但在30天后出现轻度腐蚀;实施例4原料配方所形成的抗腐蚀涂层能有效延缓铝液腐蚀,30天后仍能保护基体不被铝液腐蚀;实施例5原料配方所形成的抗腐蚀涂层能有效延缓铝液腐蚀,30天后基体依然保持完整。

由此可见,本发明所得高温玻璃涂料具有良好耐铝液腐蚀能力;且从以上实施例的检验结果分析可知,A组分玻璃含量达到60%时效果最佳。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

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