專(zhuān)利名稱(chēng)：抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料。用于鋼鐵熱處理前的保護(hù)。屬涂料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
通常鋼鐵表面會(huì)附有塵埃、油污、氧化皮、銹蝕層、污染物鹽分、或松動(dòng)的舊漆膜，其中氧化皮是比較常見(jiàn)但最容易被忽略的部分。氧化皮是鋼鐵在高溫鍛壓成型時(shí)所產(chǎn)生的一層致密氧化層，通常附著比較牢固，但相對(duì)鋼鐵本身則較脆。從電化學(xué)上分析，氧化皮的電極電位要比鐵高0.15-0.20V，在腐蝕介質(zhì)中，鐵先于氧化皮腐蝕，尤其是在有大量氧化皮存在時(shí)，大量的氧化皮為陰極，少量裸露的鐵成為小陽(yáng)極，會(huì)加速促進(jìn)鐵的局部腐蝕。在潮濕環(huán)境中，氧化皮的大陰極和脫落氧化皮而裸露鋼鐵表面的小陽(yáng)極，造成裸露區(qū)的局部腐蝕。氧化皮與鋼鐵表面實(shí)際存在無(wú)數(shù)微小縫隙，水氣和腐蝕介質(zhì)滲透到松動(dòng)的氧化皮下又發(fā)生縫隙腐蝕和濃差腐蝕。通常在鋼鐵表面涂裝前必須完全清除氧化皮，而許多鋼鐵表面的涂裝工作是在氧化皮未完全去除就進(jìn)行的，結(jié)果造成涂裝質(zhì)量的低劣和涂料使用壽命的大大縮短。
鋼鐵在受到高溫?zé)崽幚頃r(shí)，在高溫下很容易與空氣中的氧發(fā)生氧化作用，使鋼鐵被氧化和脫碳，造成材料的損失和力學(xué)性能的下降，因而，鋼鐵在高溫處理中需要采取一定的保護(hù)措施，涂料保護(hù)是一種非常經(jīng)濟(jì)和有效的方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、能夠避免鋼鐵在熱處理時(shí)的氧化損失以及清除氧化皮的工序，并使工件的規(guī)格尺寸更為精確；能夠避免在熱處理時(shí)由于金屬脫碳造成的疲勞強(qiáng)度下降，使鋼鐵使用壽命延長(zhǎng)；能夠避免金屬在熱處理時(shí)表面吸收氣體，防止金屬因吸氫而變脆。
2、涂料保護(hù)不會(huì)受鋼鐵工件復(fù)雜形狀或尺寸限制，工藝簡(jiǎn)單，操作方便，經(jīng)濟(jì)性好。
鋼鐵熱處理保護(hù)涂料屬于一次性使用涂料，在鋼鐵熱處理前涂覆涂料，熱處理結(jié)束后涂料保護(hù)作用完成，涂層自行脫落。熱處理保護(hù)涂料屬于專(zhuān)用涂料，近年來(lái)得到了較多的應(yīng)用和較快的發(fā)展。例如，英國(guó)BCRKTOP系列保護(hù)涂料可以有效用于防滲碳的熱處理保護(hù)。美國(guó)波音分機(jī)公司的陶瓷、硅酸鹽基防滲碳保護(hù)，前蘇聯(lián)的石棉基和鋁硼酸鹽為主的防滲碳保護(hù)涂料等，都得到了很好的應(yīng)用。我國(guó)防脫碳、防氧化涂料也得了較好的應(yīng)用，其中，以氧化硼為主要原料的防滲碳保護(hù)涂料，以玻璃為主要原料的防滲碳、防氫化涂料，以硅酸鹽為主要原料的防滲碳保護(hù)涂料等，都先后在生產(chǎn)中應(yīng)用，并取得較好效果。國(guó)內(nèi)中科院研究所和濟(jì)南鋼鐵公司最近幾年都著手這方面的研究，進(jìn)行了爐加熱前防氧化噴涂，經(jīng)過(guò)未進(jìn)行噴涂的空白樣對(duì)比，鋼坯表面氧化皮生成量降低65％以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種同溫下具有十分良好的抗鋼鐵表面起氧化皮性能，能使鋼坯表面氧化皮產(chǎn)生量降低更低的抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，其特征在于它主要是由以下重量份的原料組成硼酸乙酯20-25份有機(jī)硅樹(shù)脂15-25份5％-10％聚乙烯醇縮丁醛異丙醇溶液5-10份鋁粉15-20份溶劑10-20份分散劑1-2份，其中，聚乙烯醇縮丁醛的異丙醇溶液中聚乙烯醇縮丁醛的重量固體份為5％-10％。
本發(fā)明抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，所述涂料原料中還加入有1～2份有機(jī)膨潤(rùn)土類(lèi)防沉劑。
本發(fā)明抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，所述有機(jī)硅樹(shù)脂可以是聚甲基硅氧烷樹(shù)脂、環(huán)氧改性有機(jī)硅樹(shù)脂、聚酯改性有機(jī)硅樹(shù)脂、硼改性有機(jī)硅樹(shù)脂等。
本發(fā)明抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，所述溶劑可以是二甲苯、丙酮、丙醇中的二種或三種。
本發(fā)明抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，所述分散劑可以是陰離子潤(rùn)濕或有機(jī)硅氧烷類(lèi)分散劑。
本發(fā)明涂料作為高溫場(chǎng)合應(yīng)用的涂料，具有以下使用特點(diǎn)1、能夠保護(hù)鋼鐵在高溫下不出現(xiàn)氧化皮、不脫碳。
2、涂層對(duì)鋼鐵或合金的物理性能、力學(xué)性能、化學(xué)成分無(wú)影響，涂料中不含有損害或污染金屬的成分。
3、涂料層經(jīng)過(guò)熱處理后，能夠自行脫落，很容易清除。
4、涂層的使用溫度范圍很寬，達(dá)800℃-1800℃，而且在高溫下涂層不釋放有毒氣體。
具體保護(hù)機(jī)理是1、硼酸乙酯在600℃左右形成熔融的氧化硼膜，900℃以上溶解鋼鐵表面的氧化膜，形成致密的保護(hù)層。
2、在涂層加熱過(guò)程中，涂料中有機(jī)硅樹(shù)脂如DC805(曾被美國(guó)用于航天飛機(jī)，可耐1371℃的高溫耐熱涂料)在700℃左右時(shí)，形成致密牢固的無(wú)機(jī)硅酸鹽陶瓷狀物，隔絕了氣氛和鋼鐵表面接觸而起到了保護(hù)作用。
3、另外，涂料中的鋁粉利用在高溫下被氧化成一層致密且十分難熔的氧化鋁層(熔點(diǎn)約2050℃)，在這個(gè)氧化還原反應(yīng)過(guò)程中，由于金屬鋁與鋼鐵表面附近的氧氣大量反應(yīng)，造成靠近涂層的活性氣體稀薄，而不能和鋼鐵表面起作用，起到了很好的保護(hù)作用。
由此可以看出，本發(fā)明涂料之所以在同溫下具有十分良好的抗鋼鐵表面起氧化皮，是因?yàn)樵撏苛辖Y(jié)合了目前氧化硼、有機(jī)硅和氧化鋁層三種在耐高溫中最有特點(diǎn)的物質(zhì)，分別具有反應(yīng)型保護(hù)、熔膜屏蔽型保護(hù)和氧化還原型保護(hù)三種不同的保護(hù)機(jī)理。
我們進(jìn)行了爐加熱防氧化噴涂，經(jīng)與未進(jìn)行噴涂的空白樣對(duì)比，鋼坯表面氧化皮產(chǎn)生量降低至90％左右，而其他單位使用的同種功效的涂料是65％左右，整整高出25％，這得益于本發(fā)明的涂料結(jié)合了三種保護(hù)機(jī)理于一體(反應(yīng)型保護(hù)機(jī)理、熔膜屏蔽型保護(hù)和氧化還原型保護(hù)機(jī)理)。該涂料很大程度上阻止了鋼鐵在高溫時(shí)的氧化。涂料層經(jīng)過(guò)熱處理后，能夠自行脫落，很容易清除。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本發(fā)明抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，由以下原料攪拌混合組成硼酸乙酯23kg，聚甲基硅氧烷樹(shù)脂25kg，10％聚乙烯醇縮丁醛的異丙醇溶液(溶劑為異丙醇)10kg，鋁粉20kg，二甲苯5kg，丙酮5kg，丙醇10kg和脂肪醇磺酸脂2kg。
實(shí)施例2硼酸乙酯30kg，環(huán)氧改性有機(jī)硅樹(shù)脂18kg，10％聚乙烯醇縮丁醛的異丙醇溶液10kg，鋁粉20kg，二甲苯5kg，丙醇15kg，磺化油或甲基磺酸脂2kg。其余同例1。
實(shí)施例3硼酸乙酯30kg聚酯改性有機(jī)硅樹(shù)脂18kg，10％聚乙烯醇縮丁醛的異丙醇溶液10kg，鋁粉20kg，二甲苯5kg，丙醇15kg，聚二甲基硅氧烷2kg。其余同例1。
實(shí)施例4硼酸乙酯23kg，聚甲基有機(jī)硅氧烷樹(shù)脂25kg，10％聚乙烯醇縮丁醛的異丙醇溶液8kg，鋁粉20kg，二甲苯5kg，丙酮2kg，丙醇15kg，聚二甲基硅氧烷2kg。其余同例1。
實(shí)施例5硼酸乙酯23kg，環(huán)氧改性有機(jī)硅樹(shù)脂25kg，5％聚乙烯醇縮丁醛的異丙醇溶液10kg，鋁粉20kg，二甲苯5kg，丙酮5kg，丙醇10kg，聚二甲基硅氧烷2kg。其余同例1。
實(shí)施例6硼酸乙酯23kg硼改性有機(jī)硅樹(shù)脂25kg，8％聚乙烯醇縮丁醛的異丙醇溶液8kg，鋁粉20kg，二甲苯5kg，丙酮2kg，丙醇15kg和有機(jī)膨潤(rùn)土防沉劑2kg。其余同例1。
以上各例中，聚乙烯醇縮丁醛的異丙醇溶液的溶劑均為異丙醇。聚乙烯醇縮丁醛的異丙醇溶液中聚乙烯醇縮丁醛的重量固體份為5％-10％。
權(quán)利要求
1.一種抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，其特征在于它主要是由以下重量份的原料組成硼酸乙酯20-25份有機(jī)硅樹(shù)脂15-25份聚乙烯醇縮丁醛的異丙醇溶液5-10份鋁粉15-20份溶劑10-20份分散劑1-2份，其中，聚乙烯醇縮丁醛的異丙醇溶液中聚乙烯醇縮丁醛的重量固體份為5％-10％。
5％-10％聚乙烯醇縮丁醛的溶劑為異丙醇，％為重量百分比濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，其特征在于所述涂料原料中還加入有1-2份有機(jī)膨潤(rùn)土類(lèi)防沉劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，其特征在于所述有機(jī)硅樹(shù)脂是聚甲基硅氧烷樹(shù)脂、環(huán)氧改性有機(jī)硅樹(shù)脂、聚酯改性有機(jī)硅樹(shù)脂或硼改性有機(jī)硅樹(shù)脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，其特征在于所述溶劑是二甲苯、丙酮、丙醇中的二種或三種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，其特征在于所述分散劑是陰離子潤(rùn)濕類(lèi)分散劑或有機(jī)硅氧烷類(lèi)分散劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，其特征在于所述有機(jī)膨潤(rùn)土類(lèi)防沉劑是2-甲基-2-氫化牛脂膨潤(rùn)土銨鹽、2-甲基-2-氫化牛脂水輝石銨鹽或2-甲基芐基-氫化牛脂水輝石銨鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，其特征在于所述陰離子潤(rùn)濕類(lèi)分散劑是脂肪醇磺酸脂、磺化油或甲基磺酸脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，其特征在于所述有機(jī)硅氧烷類(lèi)分散劑是聚二甲基硅氧烷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗高溫鋼鐵表面氧化皮涂料，它主要是由以下重量份的原料組成硼酸乙酯20－25份，有機(jī)硅樹(shù)脂15－25份，5％－10％聚乙烯醇縮丁醛(溶劑為異丙醇)5－10份，鋁粉15－20份，溶劑10－20份，分散劑1－2份。本發(fā)明涂料結(jié)合了目前氧化硼、有機(jī)硅和氧化鋁層三種在耐高溫中最有特點(diǎn)的物質(zhì)，分別具有反應(yīng)型保護(hù)、熔膜屏蔽型保護(hù)和氧化還原型保護(hù)三種不同的保護(hù)機(jī)理，經(jīng)與未進(jìn)行噴涂的空白樣對(duì)比，鋼坯表面氧化皮產(chǎn)生量降低至90％左右，而其他單位使用的同種功效的涂料是65％左右，整整高出25％。
文檔編號(hào)C09D129/14GK101067067SQ200710023510
公開(kāi)日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2007年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月4日
發(fā)明者陳雷, 李一新 申請(qǐng)人:江陰市大阪涂料有限公司