加热炉耐高温防腐涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种加热炉耐高温防腐涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在乳钢领域内，钢材在乳制或者锻造前，首先需要对其在1300?1400°C下进行软化热处理;对于该处理工艺来说，加热炉是常用的热工设备。
[0003]加热炉以工业液体(气体)燃料作为热源，热源在加热炉炉膛中燃烧，产生高温烟气并以它作为热载体，实现对进入加热炉中钢坯的升温热处理。在加热处理过程中，加热炉内的氧气会和钢坯发生作用，在钢坯表面反应生成氧化亚铁和氧化铁，当加热炉内的温度达到1360°C时，钢坯表面的氧化亚铁就会成为熔融态物质，从而脱离钢坯表面掉落到加热炉的炉壁、炉底和加载输送待处理钢坯的水冷管上。经过多次上述加热处理工艺后，加热炉内部炉壁、炉底、水冷管上会附着大量的氧化亚铁的铁皮熔渣，上述熔渣在高温条件下熔融后会逐渐渗透入覆盖于炉壁、炉底和水冷管上的耐火材料层中，从而影响耐火材料层的耐火性能。
[0004]为此，就需要定期地对上述熔渣进行清理，但是由于上述熔渣已经渗透进入耐火材料层且与其发生粘渣作用，从而加大了扒渣的难度，如果处理不当则很容易将耐火材料层扒去，导致耐火材料层破损;这样一方面可能会造成高温熔渣经破损的耐火材料层渗入烧穿炉底，另一方面因扒渣导致耐火材料层破损的维修费用总体造成了生产成本的提高。
[0005]为了解决上述问题，需在加热炉耐火材料层上覆盖设置一层耐高温涂料，从而利用该高温涂料层实现将熔渣和耐火材料层隔离，同时高温涂料层也可以抗熔渣侵蚀的目的。然而，现有技术中的耐高温涂料均追求粘结度高和更换时易剥离，而对不被氧化、无需更换的耐高温涂料还少见报道。
【发明内容】
[0006]为解决耐高温涂料不被氧化、无需更换的问题，本发明提供一种加热炉耐高温防腐涂料及其制备方法，以解决不被高温氧化消耗和腐蚀的问题。
[0007]本发明通过下列技术方案实现:一种加热炉耐高温防腐涂料，由下列质量份的组分组成:
Sn〇2溶胶20?40份、
粘结剂10?20份、
核壳结构载体30?50份、
水10?15份、
聚乙二醇(PEG200)10?20份。
[0008]所述Sn02溶胶是将SnCl4.5H20与水按质量比为10?15:2.5?4进行混合，配成31102水溶液，再在搅拌条件下，按SnCl4‘5H20与浓氨水(质量浓度是25?28%)的质量比为10?15:2.5?6滴加浓氨水，即得到深褐色的Sn02溶胶。
[0009]所述粘结剂是质量浓度为15?20%的偏铝酸钠或磷酸铝。
[0010]所述水为蒸馏水或去离子水。
[0011 ]所述核壳结构载体是经过下列各步骤制得:
(1)研磨招娃合金至1?500nm的纳米级微球；
(2 )将步骤(1)的纳米微球按1?10g/mL分散于CTAB和乙醇的混合液中形成悬浊液，将此悬浊液在超声波条件下搅拌，使纳米微球均匀分散在溶液中；
(3)将步骤(2)所得悬浊液在搅拌条件下，与氨水一同并流缓慢滴加入到TB0T中，至悬池液pH值=9?11;
(4)将硝酸铬与硝酸铝按3:2的质量比溶于去离子水中，使盐的浓度为0.5?2mol/L;
(5)按体积比为1:1，在70°C下将步骤(4)配制的溶液逐滴加入到步骤(3)所得悬浊液中，滴加过程中持续搅拌，生成沉淀物；
(6)将步骤(5)所得沉淀物进行离心处理，并依次以无水乙醇和去离子水洗涤沉淀物，将沉淀物在环境温度下干燥12?24h，然后以110?120°C中干燥6?12h;
(7)将步骤(6)干燥后的物料经550?950°C焙烧2?6h，即得核壳结构载体。
[0012]所述步骤(2)中的CTAB和乙醇的混合液是将CTAB溶于无水乙醇中，使混合溶液中CTAB 的浓度为 0.08 ?0.25mol/L。
[0013]本发明的另一目的在于提供一种加热炉耐高温防腐涂料的制备方法，经过下列各步骤:
A、按下列质量份的组分备料:
Sn02溶胶20?40份、
粘结剂10?20份、
核壳结构载体30?50份、
水10?15份、
聚乙二醇(PEG200)10?20份；
B、将步骤A中的Sn02溶胶、粘结剂、核壳结构载体和水混合，再加入聚乙二醇混合均匀后，在20?150°C下，搅拌10?30分钟，即得到加热炉耐高温防腐涂料。
[0014]本发明具有下列优点和效果:
本发明采用Sn(V_性材料，具有良好的耐腐蚀性能;采用核壳结构载体，其外壳和内核以Ti02层隔开，能实现热量的传递，解决温度不均且易出现热点和换热困难等问题，该核壳结构载体在耐高温防腐涂料应用方面具有显著的效果，并且该核壳结构载体还同时具备很好的蓄热能力，防止内核与外层发生熔融反应，并且提高了耐高温防腐涂料的机械强度。本发明提供的加热炉耐高温防腐涂料具有紧密堆积结构，稳定性好，具有优异的抵抗熔渣渗透侵蚀性能，能够阻挡空气和烟气污染物向耐高温防腐涂料内部扩散，在高温时有效保护耐高温防腐涂料和耐火材料不被氧化，进而降低耐火材料的消耗和生产成本。本发明提供的加热炉耐高温防腐涂料具有自洁能力，无需与耐火材料剥离更换，使用寿命长。本发明的制备方法简单，操作方便，节能，环保，方便快速，成本低廉。
【具体实施方式】
[0015]下面通过实施例对本发明做进一步说明。
[0016]实施例1
A、将SnCl4‘5H20与水按质量比为12:3进行混合，配成51102水溶液，再在搅拌条件下，按SnCl4‘5H20与浓氨水(质量浓度是25?28%)的质量比为12:4滴加浓氨水，即得到深褐色的Sn02溶胶；
B、经过下列各步骤制得核壳结构载体:
(1)研磨招娃合金至1?200nm的纳米级微球；
(2 )将步骤(1)的纳米微球按6g/mL分散于CTAB和乙醇的混合液中形成悬浊液，将此悬浊液在超声波条件下搅拌，使纳米微球均匀分散在溶液中；其中，CTAB和乙醇的混合液是将CTAB溶于无水乙醇中，使混合溶液中CTAB的浓度为0.12mol/L;
(3)将步骤(2)所得悬浊液在搅拌条件下，与氨水一同并流缓慢滴加入到ΤΒ0Τ中，至悬池液pH值=10;
(4)将硝酸铬与硝酸铝按3:2的质量比溶于去离子水中，使盐的浓度为lmol/L;
(5)按体积比为1:1，在70°C下将步骤(4)配制的溶液逐滴加入到步骤(3)所得悬浊液中，滴加过程中持续搅拌，生成沉淀物；
(6)将步骤(5)所得沉淀物进行离心处理，并依次以无水乙醇和去离子水洗涤沉淀物，将沉淀物在环境温度下干燥20h，然后以115°C中干燥8h;
(7)将步骤(6)干燥后的物料经750°C焙烧4h，即得核壳结构载体；
C、按下列质量份的组分备料:
Sn02溶胶30份、
质量浓度为15%的偏铝酸钠 15份、
核壳结构载体40份、
蒸馏水12份、
聚乙二醇(PEG200)15份；
D、将步骤C中的Sn02溶胶、粘结剂、核壳结构载体和水混合，再加入聚乙二醇混合均匀后，在80°C下，搅拌20分钟，即得到加热炉耐高温防腐涂料。
[0017]所得耐高温防腐涂料在1400°C下烧5h，测粘结强度达9.2MPa，加热炉正常生产2年后，耐高温防腐涂料无污毁面、无脱落。
[0018]实施例2
A、将SnCl4.5H20与水按质量比为10: 2.5进行混合，配成Sn02水溶液，再在搅拌条件下，按SnCl4.5H20与浓氨水(质量浓度是25?28%)的质量