一種耐高溫防腐涂層的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種耐高溫防腐涂層的制備方法，通過對涂敷底材金屬件的預(yù)處理，以及在制備過程中選擇性地對反應(yīng)溫度進(jìn)行控制，使得制備得到的耐高溫防腐涂層對底材的附著力得以增強(qiáng)。該涂層的原料包括基于該涂層總重量計(jì)70～92wt%，并優(yōu)選為80～90wt%的液體酚醛樹脂和8～30wt%的添加劑；其中，在所述液體酚醛樹脂中，酚醛樹脂含量為40～60wt%，酚醛殘?zhí)柯蕿?0～65wt%。添加劑可以選自炭黑粉、碳纖維、硅藻土或白炭黑中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明方法制備得到的涂層尤其適合在600～850℃的稀土冶煉氯化爐中使用。
【專利說明】一種耐高溫防腐涂層的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐高溫防腐涂層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前稀土精礦的分解方法主要是酸分解法、堿分解法和高溫氯化法。氯化工藝通常是將碳和稀土精礦混合制團(tuán)，在豎式氯化爐的高溫下直接通入氯氣，根據(jù)生成不同氯化物沸點(diǎn)的差異，制得稀土金屬的氯化物。
[0003]然而，由于設(shè)備在氯氣條件下腐蝕嚴(yán)重，因此該法的推廣性較差，在使用該法的企業(yè)中也需要經(jīng)常更換被腐蝕的設(shè)備，從而造成生產(chǎn)成本增加。同樣，酸分解法也存在設(shè)備腐蝕的問題。一般的涂層很難滿足700-900°C且氯氣濃度較高的條件。類似地，在垃圾焚燒領(lǐng)域也存在因焚燒物質(zhì)含氯、硫等元素導(dǎo)致焚燒設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。因此，有必要研究并提供高效的耐高溫防腐材料和保護(hù)措施來解決高溫高氯條件下的設(shè)備腐蝕問題。
[0004]中國專利CN201010032473采用酚醛樹脂溶液、綠色碳化硅粉和白色鋼玉粉為原料，混合后，干燥固化可得到隔熱性能優(yōu)良的涂層，但該涂層未經(jīng)充分的后處理，容易在高溫、高腐蝕條件下失效。
[0005]中國專利CN200910300411涉及一種復(fù)合耐溫耐壓重防腐涂層及其制備方法，該發(fā)明的涂層在厚度為0.1-2.0mm范圍內(nèi)，可耐5_15MPa、100_180°C條件下的含有硫化氫、氯化物等酸性強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的腐蝕破壞，并且該涂層與金屬基材結(jié)合力強(qiáng)。但是，該專利所提供的涂層無法適應(yīng)更高的溫度
[0006]日本專利JP60195014公開了一種基材上涂敷特定的苯環(huán)類聚合物的方法，通過將涂料在真空下以及超過700°C的條件下加熱分解，使碳化涂層覆蓋在基材上，該涂層具有導(dǎo)電性和非常高的硬度，其中所用的基材`可以是硅、碳、鋁以及碳化硅等。
[0007]日本專利JP56163054公開了將熱固性樹脂的乳液(環(huán)氧或者是酚醛)和耐熱材料如鋯或者鈷混合，可選地進(jìn)一步加入其它種類的水溶性粘合劑如硅膠、硅酸鹽等，再進(jìn)行燃燒和碳化得到用于澆鑄模型的涂層，在金屬熔化物的侵蝕下有較長的使用壽命。但是，該專利需使用昂貴的鋯和鈷等貴金屬材料，并且涂層在高溫高氯環(huán)境下抗腐蝕性不高。
[0008]專利US4508762公開了一種防熱材料,將包含纖維的非溶劑型樹脂和含碳量大于45%的液體樹脂混合均勻，然后通過干燥、固化以及硬化等工藝得到一種多孔材料，該材料適用于導(dǎo)彈推進(jìn)階段的熱保護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是解決在高溫焚燒以及冶煉作業(yè)的高溫、高氯或者高溫酸性環(huán)境下金屬材料的耐溫和防腐問題，提供了一種新型的高效耐高溫防腐涂層的制備方法。該制備方法通過對金屬表面進(jìn)行預(yù)處理，能夠提高涂層在金屬基材的附著力，從而增加其使用壽命O
[0010]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種耐高溫涂層的制備方法，包括:[0011]i)將該涂層的原料的各組分混合均勻，所述組分包括:基于該涂層各組分總重量計(jì)7(T92wt%，并優(yōu)選為8(T90wt%的液體酚醛樹脂和8~30wt%的添加劑；其中，在所述液體酚醛樹脂中，酚醛樹脂含量為4(T60wt%，酚醛殘?zhí)柯蕿?(T65wt% ；
[0012]ii)將i)得到的混合物涂敷在金屬件表面；
[0013]iii)將ii)中經(jīng)涂敷的金屬件在12(T200°C的溫度下干燥、固化10-24小時(shí)；
[0014]iv)將iii)中得到的金屬件置于28(T310°C中12~36小時(shí)，得到沉積在金屬件表面的耐高溫防腐涂層。
[0015]通過上述制備方法得到的涂層還具有防腐的性能。例如該涂層可以在含氯、硫等元素的腐蝕性物質(zhì)存在的高溫條件下使用。
[0016]本發(fā)明中所述“高溫” 一般指“50(T850°C ”的溫度。
[0017]添加劑優(yōu)選為炭黑粉、碳纖維、硅藻土和白炭黑中的一種或多種。
[0018]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法還包括在步驟i i )之前將金屬件拉絲、噴砂或者鈍化，使其具有粗糙的表面。這樣，涂層在金屬件上的附著力能夠得到很大提高，從而增加涂層的使用壽命。
[0019]上述金屬件例如可以為不銹鋼、鑄鐵、普通鋼材。涂敷的方式可以為刷涂或噴涂。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，通過上述方法得到的涂層的厚度為0.07、.3mm。
[0021 ] 本發(fā)明提供了一種通過上述方法制備得到的耐高溫防腐涂層。
[0022]本發(fā)明還提供了由該方法獲得的涂層在稀土提煉或垃圾焚燒工藝設(shè)備中的應(yīng)用。
`[0023]本發(fā)明的耐高溫防腐涂層制備方法工藝較為簡單，易于操作。通過對涂敷底材金屬件的預(yù)處理，以及在制備過程中選擇性地對反應(yīng)溫度進(jìn)行控制，使得制備得到的耐高溫防腐涂層對底材的附著力得以增強(qiáng)。同時(shí)，制備得到的涂層尤其適合在60(T85(TC的稀土冶煉氯化爐中使用。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的范圍并不限于此。
[0025]在下列實(shí)施例中，涂層厚度采用GB T 11374-1989測試；附著力采用ASTM D3359測試；耐溫性:將附著有涂層的金屬件放入設(shè)定測試溫度的氣氛爐中進(jìn)行測試。
[0026]實(shí)施例1
[0027]稱取水溶性酚醛樹脂100g (其中酚醛樹脂含量為53%)，炭黑粉10g。將兩種原料在三口瓶中以500rpm的轉(zhuǎn)數(shù)攪拌1.5小時(shí)，得到的混合物。取經(jīng)過拉絲處理后的321不銹鋼拉絲片材經(jīng)超聲波清洗，烘干。將混合物用涂料輥均勻涂敷在321不銹鋼拉絲片材表面。將涂敷好的321不銹鋼拉絲片材在通風(fēng)櫥中放置3小時(shí)，隨后將該321不銹鋼拉絲片材置于烘箱中150°C干燥固化12小時(shí)，徹底去除溶劑。將干燥固化好的片材置于馬弗爐中，保持空氣氣氛，300°C反應(yīng)12小時(shí)。得到耐高溫防腐涂層。涂層厚度為0.09_。測定涂層的附著力，結(jié)果見表1所示。
[0028]將上述得到的附著有涂層的金屬件放入650°C的氣氛爐中，焚燒8小時(shí)，涂層不脫落，其中氣氛爐所用氣氛為48%氮?dú)狻?0% 二氧化碳、2%的水蒸氣和1%的氧氣。
[0029]實(shí)施例2
[0030]稱取水溶性酚醛樹脂100g (其中酚醛樹脂含量為53%)，硅藻土 10g。將兩種原料在三口瓶中以500rpm的轉(zhuǎn)數(shù)攪拌3小時(shí)。得到的混合物。取拉絲處理后的321不銹鋼拉絲片材經(jīng)超聲波清洗，烘干。將混合物用涂料輥均勻涂敷在321不銹鋼拉絲片材表面。將涂敷好的321不銹鋼拉絲片材在通風(fēng)櫥中放置5小時(shí)，隨后將該321不銹鋼拉絲片材置于烘箱中150°C干燥固化15小時(shí)，徹底去除溶劑。將干燥固化好的片材置于馬弗爐中，保持空氣氣氛，300°C反應(yīng)16小時(shí)。得到耐溫防腐涂層。涂層厚度為0.12mm。測定涂層的附著力，結(jié)果見表1所示。
[0031]將上述得到的附著有涂層的金屬件放入650°C的氣氛爐中，焚燒8小時(shí)，涂層不脫落，其中氣氛爐所用氣氛為48%氮?dú)狻?0% 二氧化碳、2%的水蒸氣和1%的氧氣。
[0032]對比例I
[0033]稱取水溶性酚醛樹脂100g (其中酚醛樹脂含量為53%)，炭黑粉10g。將兩種原料在三口瓶中以500rpm的轉(zhuǎn)數(shù)攪拌1.5小時(shí)，得到的混合物。取321不銹鋼片材經(jīng)超聲波清洗，烘干。將混合物用涂料輥均勻涂敷在321不銹鋼片材表面。將涂敷好的321不銹鋼片材在通風(fēng)櫥中放置3小時(shí)，隨后將該321不銹鋼片材置于烘箱中150°C干燥固化12小時(shí)，得到耐高溫防腐涂層。涂層厚度為0.09_。測定涂層的附著力，結(jié)果見表1所示。
[0034]將上述得到的附著有涂層的金屬件放入650°C的氣氛爐中，焚燒8小時(shí)，涂層部分脫落，其中氣氛爐所用氣氛為48%氮?dú)狻?0% 二氧化碳、2%的水蒸氣和1%的氧氣。
[0035]對比例2
[0036]稱取水溶性酚醛樹脂100g (其中酚醛樹脂含量為53%)，硅藻土 10g。將兩種原料在三口瓶中以500rpm的轉(zhuǎn)數(shù)攪拌3小時(shí)，得到的混合物。取321不銹鋼片材，經(jīng)超聲波清洗，烘干。將混合物用涂料輥均勻涂敷在321不銹鋼片材表面。將涂敷好的321不銹鋼片材在通風(fēng)櫥中放置5小時(shí)，隨后將該321不銹鋼片材置于烘箱中150°C干燥固化15小時(shí)，得到涂層。涂層厚度為0.12mm。測定涂層的附著力，結(jié)果見表1所示。
[0037]將上述得到的附著有涂層的金屬件放入650°C的氣氛爐中，焚燒8小時(shí)，涂層有部分脫落，其中氣氛爐所用氣氛為48%氮?dú)狻?0% 二氧化碳、2%的水蒸氣和1%的氧氣。
[0038]表1附著力測試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種耐高溫防腐涂層的制備方法，包括: i)將所述涂層的原料的各組分混合均勻，所述組分包括:基于所述涂層各組分總重量計(jì)7(T92wt%的液體酚醛樹脂和8~30wt%的添加劑；其中，在所述液體酚醛樹脂中，酚醛樹脂含量為40~60wt%，酚醛殘?zhí)柯蕿?0~65wt% ； ii)將i)得到的混合物涂敷在金屬件表面； iii)將ii)中經(jīng)涂敷的金屬件在12(T200°C的溫度下干燥、固化10-24小時(shí)； iv)將iii)中得到的金屬件置于28(T310°C中12~36小時(shí)，得到沉積在金屬件表面的耐高溫防腐涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加劑為炭黑粉、碳纖維、硅藻土和白炭黑中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述組分包含基于涂料各組分總重量計(jì)8(T90wt%的液體酚醛樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在步驟ii)之前將金屬件拉絲、噴砂或者純化，使其具有粗糖的表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，金屬件為不銹鋼、鑄鐵、普通鋼材。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述涂敷的方式為刷涂或噴涂。
7.根據(jù)`權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述涂層的厚度為0.07、.3mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述高溫為60(T85(TC。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法制備得到的耐高溫防腐涂層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的耐高溫防腐涂層在稀土提煉或垃圾焚燒工藝設(shè)備中的應(yīng)用。
【文檔編號】C09D161/06GK103788807SQ201210421252
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】張龍貴, 劉宣伯, 侯家祥, 任毅, 馬蓓蓓, 羅水源 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院