本發(fā)明涉及陶瓷材料制備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種樹脂陶瓷材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
脫硫系統(tǒng)最早應(yīng)用在電廠煙氣系統(tǒng)，濕法煙氣脫硫技術(shù)為電廠應(yīng)用最多的脫硫技術(shù)。濕法脫硫是鍋爐煙氣經(jīng)電除塵處理后進入fgd裝置中，原煙氣進入吸收塔后折流向上與噴淋下來的漿液充分接觸，煙氣被漿液冷卻并達到飽和，煙氣中的so2、so3、hcl、hf等酸性成分被吸收，再連續(xù)流經(jīng)除霧器而除去所含霧滴。經(jīng)洗滌和凈化的煙氣流出吸收塔進入煙囪排放。
濕式石灰石-石膏脫硫工藝已成為我國火力發(fā)電廠煙氣脫硫的主導工藝，而吸收塔是濕法脫硫裝置的核心設(shè)備。當吸收液通過噴嘴霧化噴入吸收塔后，吸收液分散成細小的液滴并覆蓋吸收塔的整個斷面。這些液滴在與逆流而上的煙氣接觸時發(fā)生吸收反應(yīng)；生成物在向下流動過程中與漿液、送入系統(tǒng)的氧化空氣充分接觸，發(fā)生氧化和中和反應(yīng)，吸收劑的氧化和中和反應(yīng)在吸收塔底部的儲液區(qū)完成并最終形成石膏。
吸收塔內(nèi)的腐蝕機理為化學腐蝕、電化學腐蝕、沖刷腐蝕三種?；瘜W腐蝕：煙氣中so2、so3、hcl、hf或其它有害化學成分與鋼鐵相遇，并發(fā)生化學反應(yīng)，產(chǎn)生硫酸鹽、亞硫酸鹽或其它化合物。電化學腐蝕：在特殊結(jié)構(gòu)處如縫隙、焊縫或表面缺陷處，由于缺氧、水解與離子擴散的原因的綜合作用，造成局部高酸性環(huán)境，與金屬基體的其它部分之間產(chǎn)生電位差形成原電池，縫隙腐蝕和cl-造成的孔蝕屬于此類腐蝕。沖刷腐蝕：吸收塔中所使用的稀釋劑(石灰石漿液)中含有固體顆粒，氧氣由噴淋管噴嘴噴出，以一定的流速流過金屬表面時，會對吸收塔塔壁及其他內(nèi)件產(chǎn)生沖刷腐蝕，另外煙氣中對的含有粉煤灰等固體顆粒對吸收塔亦有磨損。磨損破壞金屬表面的鈍化膜，使新的金屬表面暴露在腐蝕環(huán)境中，受到腐蝕。
目前，所使用的吸收塔襯里防腐蝕材料主要分為三種：玻璃鱗片樹脂、橡膠和高鎳合金。由于高鎳合金價格昂貴，國內(nèi)所生產(chǎn)的設(shè)備盡在腐蝕嚴重的區(qū)域(如煙氣進口)粘貼，而在其它的部位較多的使用玻璃鱗片樹脂和橡膠進行防腐。
橡膠襯里的物理失效較玻璃鱗片樹脂多，也易老化，這也是橡膠本身的結(jié)構(gòu)所決定。而玻璃鱗片樹脂硬化時收縮，各接觸面的殘余應(yīng)力比較小，熱膨脹系數(shù)比較小，故不易衰減。但是，對于玻璃鱗片樹脂而言，鱗片不足容易分層，形成鱗片與鱗片之間的重疊排列，涂層的抗?jié)B透性不好，用量過大，反而不利于鱗片分布，造成雜亂無序的排列。此外，玻璃鱗片樹脂中存在大量有機易揮發(fā)溶劑，在施工過程中，溶劑揮發(fā)會影響涂層的致密性，體積收縮率大，影響涂層與基體之間的結(jié)合強度，從而影響涂層的耐腐性能，尤其是在端面、連接面及拐角處。另外，玻璃鱗片樹脂在施工過程中，存在大量有機易揮發(fā)溶劑，存在火災(zāi)隱患。
有鑒于此，特提出本發(fā)明。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的第一目的在于提供一種樹脂陶瓷材料，以解決上述問題，所述的樹脂陶瓷材料，具有易成型、不含水、固化后的收縮率為0等優(yōu)點，該樹脂陶瓷材料成型后，表面致密，與碳鋼的粘結(jié)強度大，具有高耐磨、耐腐蝕性能，較好的耐沖刷能力等優(yōu)點。并且，該樹脂陶瓷材料無有機溶劑，安全環(huán)保。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種所述的樹脂陶瓷材料的制備方法，該方法將組份a、b按比例混合，具有方便、簡單、易于操作等優(yōu)點，并且不存在有機溶劑帶來的安全隱患。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
一種樹脂陶瓷材料，包括組份a和組份b，所述組份a與組份b的質(zhì)量比為(3～6)：1，
其中，所述組份a包括按照質(zhì)量份數(shù)計的如下組份：
樹脂100～1000份，碳化硅150～170份，棕剛玉40～200份，鈦白粉1～23份，滑石粉25～60份，白炭黑1～32份和二氧化硅1～28份；
優(yōu)選的，所述樹脂包括丙烯酸樹脂、聚乙烯樹脂、環(huán)氧樹脂和聚氨酯中的一種或者幾種的組合；
所述組份b包括按照質(zhì)量份數(shù)計的如下組份：
固化劑210～250份和促進劑4～8份；
優(yōu)選的，還包括黃色染料0.4～0.6份。
優(yōu)選的，所述的樹脂陶瓷材料，所述組份a包括按照質(zhì)量份數(shù)計的如下組份：
樹脂100～200份，碳化硅150～170份，棕剛玉40～50份，鈦白粉21～23份，滑石粉55～60份，白炭黑30～32份，二氧化硅25～28份。
優(yōu)選的，所述的樹脂陶瓷材料，所述組份a包括按照質(zhì)量份數(shù)計的如下組份：
樹脂600～1000份，碳化硅150～170份，棕剛玉180～200份，鈦白粉1～3份，滑石粉25～30份，白炭黑1～3份，二氧化硅1～3份。
優(yōu)選的，以質(zhì)量份數(shù)計，所述組份a中還包括：顏料0.5～1.2份；
優(yōu)選的，所述顏料為黑色顏料或染料酞箐藍；
更優(yōu)選的，所述黑色顏料為1～1.2份，所述染料酞箐藍0.5～0.7份。
優(yōu)選的，以質(zhì)量份數(shù)計，所述組份a中還包括：石棉絨0.8～1.0份。
優(yōu)選的，在組份a中，所述碳化硅的目數(shù)為120～320目；
更優(yōu)選的，所述碳化硅包括120目碳化硅100～110份和320目碳化硅50～60份。
優(yōu)選的，在組份a中，所述棕剛玉的目數(shù)為200～325目，更優(yōu)選的目數(shù)為230～240目。
優(yōu)選的，以質(zhì)量份數(shù)計，在所述組份b中還包括：二氧化硅1～2份。
優(yōu)選的，在組份b中，所述固化劑為固化劑651、固化劑650、固化劑593中的一種或者幾種的組合；
更優(yōu)選的，所述固化劑為固化劑651180～200份和固化劑59330～50份。
所述的樹脂陶瓷材料的制備方法，分別將組份a和組份b按計量混勻，然后將組份b按照比例加入組份a中并攪拌均勻，優(yōu)選的攪拌時間大于3分鐘。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
(1)本申請所提供的樹脂陶瓷材料，附著力達到59kg/厘米2、洛氏硬度高達105，與碳鋼的粘結(jié)強度≥30mpa，體積收縮率為0，具有結(jié)合力更強、體積收縮率更低、耐沖刷性更強、耐腐蝕性能更強等優(yōu)點。
(2)本申請所提供的樹脂陶瓷材料，無有機溶劑，施工過程安全環(huán)保，且涂層在150℃下，外觀無開裂、無變化，強度無變化，高溫下不影響其結(jié)合力和耐蝕性能。
(3)本申請所提供的樹脂陶瓷材料的制備方法，方便、簡單、易于操作，適合批量生產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用。
具體實施方式
下面將結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下列所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
一種樹脂陶瓷材料，包括組份a和組份b，所述組份a與組份b的質(zhì)量比為(3～6)：1，
其中，所述組份a包括按照質(zhì)量份數(shù)計的如下組份：
樹脂100～1000份，碳化硅150～170份，棕剛玉40～200份，鈦白粉1～23份，滑石粉25～60份，白炭黑1～32份和二氧化硅1～28份；
優(yōu)選的，所述樹脂包括丙烯酸樹脂、聚乙烯樹脂、環(huán)氧樹脂和聚氨酯中的一種或者幾種的組合；
所述組份b包括按照質(zhì)量份數(shù)計的如下組份：
固化劑210～250份和促進劑4～8份；
優(yōu)選的，還包括黃色染料0.4～0.6份。
在本申請中，樹脂根據(jù)需要，包括丙烯酸樹脂、聚乙烯樹脂、環(huán)氧樹脂和聚氨酯中的一種或者幾種的組合。
碳化硅為陶瓷材料，碳化硅本身易氧化，但它氧化之后形成了一層二氧化硅薄膜，氧化進程逐步被阻礙。在空氣中，碳化硅在800℃時就開始氧化，但很緩慢；隨著溫度升高，則氧化速度急速加快。對于耐高溫氣體、液體腐蝕有很好的作用。
棕剛玉，棕剛玉是以鋁礬土、無煙煤、鐵屑為主要原料，在電弧爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉而成，呈棕褐色，韌性好，顯微硬度1800-2200kg/mm2，體積密度≥3.85g/cm3，耐高溫、耐火度高達1850℃，可做耐火材料，也可用作磨料。
鈦白粉，主要作為顏料，具有折射率高、消色力強、遮蓋力大、分散性好、白度好、無毒、物理和化學性質(zhì)穩(wěn)定，并且具有優(yōu)良的光學、電學性能?；鄣奶砑涌纱蠓忍岣咄苛系墓πШ托阅?，還能改善涂膜性能。白炭黑是白色粉末狀x-射線無定形硅酸和硅酸鹽產(chǎn)品的總稱，主要是指沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅、超細二氧化硅凝膠和氣凝膠，也包括粉末狀合成硅酸鋁和硅酸鈣等。白炭黑是多孔性物質(zhì)，其組成可用sio2·nh2o表示，其中nh2o是以表面羥基的形式存在。白炭黑耐高溫、不燃、無味、無嗅、具有很好的電絕緣性，可以提高陶瓷樹脂的耐蝕性能。
二氧化硅是無定型白色粉末，表面存在不飽和的殘鍵及不同鍵合狀態(tài)的羥基，其分子狀態(tài)呈三維鏈狀結(jié)構(gòu)。在防腐涂料配方里，二氧化硅當作增稠觸變和防沉降作用添加劑，起到防沉降、懸浮等作用，使得填料和其他的助劑能在樹脂中均勻分散開，不出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象；觸變作用，使得涂料具有優(yōu)越的抗流掛性能和厚涂性能，提高施工性能。
樹脂是主要的成膜物質(zhì)，碳化硅和棕剛玉為成填料。樹脂與顏料、填料結(jié)合在一起，并在基體材料上形成均勻致密的涂膜，經(jīng)固化后形成涂層。本申請所提供的陶瓷材料，有機溶劑，施工過程安全環(huán)保，且涂層在150℃下，外觀無開裂、無變化，強度無變化，高溫下不影響其結(jié)合力和耐蝕性能。該樹脂陶瓷材料，與附著力達到59kg/厘米2、洛氏硬度高達105，與碳鋼的粘結(jié)強度≥30mpa，體積收縮率為0，具有結(jié)合力更強、體積收縮率更低、耐沖刷性更強、耐腐蝕性能更強等優(yōu)點。特別的，環(huán)氧樹脂還包括丙烯酸改性環(huán)氧樹脂。
優(yōu)選的，所述的樹脂陶瓷材料，所述組份a包括按照質(zhì)量份數(shù)計的如下組份：
樹脂100～200份，碳化硅150～170份，棕剛玉40～50份，鈦白粉21～23份，滑石粉55～60份，白炭黑30～32份，二氧化硅25～28份。
優(yōu)選的，所述的樹脂陶瓷材料，所述組份a包括按照質(zhì)量份數(shù)計的如下組份：
樹脂600～1000份，碳化硅150～170份，棕剛玉180～200份，鈦白粉1～3份，滑石粉25～30份，白炭黑1～3份，二氧化硅1～3份。
對樹脂、顏料和填料的組份進行優(yōu)選，使材料的分散性能更好，也使成膜后的材料的致密性和表面形態(tài)更好。
優(yōu)選的，以質(zhì)量份數(shù)計，所述組份a中還包括：顏料0.5～1.2份；
優(yōu)選的，所述顏料為黑色顏料或染料酞箐藍；
更優(yōu)選的，所述黑色顏料為1～1.2份，所述染料酞箐藍0.5～0.7份。
顏料只要是調(diào)節(jié)顏色，其中黑色顏料包括：炭黑、燈黑、植物黑、動物黑、石墨等。
優(yōu)選的，以質(zhì)量份數(shù)計，所述組份a中還包括：石棉絨0.8～1.0份。
石棉絨是天然纖維狀的硅質(zhì)礦物的泛稱，是一種被廣泛應(yīng)用于建材防火板的硅酸鹽類礦物纖維，也是唯一的天然礦物纖維，它具有良好的抗拉強度和良好的隔熱性與防腐蝕性，不易燃燒。添加石棉絨以后，會增強樹脂陶瓷材料的韌性和耐高溫的性能。
優(yōu)選的，在組份a中，所述碳化硅的目數(shù)為120～320目；
更優(yōu)選的，所述碳化硅包括：120目碳化硅100～110份和320目碳化硅50～60份。
對碳化硅的目數(shù)進行限定，優(yōu)選的采用目數(shù)級別的碳化硅，是碳化硅的分散性能更佳，涂層強度也更大。
優(yōu)選的，在組份a中，所述棕剛玉的目數(shù)為200～325目，更優(yōu)選的目數(shù)為230～240目。
優(yōu)選的，以質(zhì)量份數(shù)計，在所述組份b中還包括：二氧化硅1～2份。
組份b中的二氧化硅主要起到增稠的作用。
優(yōu)選的，所述固化劑為固化劑651、固化劑650、固化劑593中的一種或者幾種的組合；
更優(yōu)選的，以質(zhì)量份數(shù)計，所述固化劑為固化劑651180～200份和固化劑59330～50份。
固化劑651是低分子量聚酰胺樹脂是環(huán)氧樹脂的優(yōu)良固化劑，毒性低，反應(yīng)放熱慢，能在常溫條件下固化。分子結(jié)構(gòu)中含有極性的氨基、羥基及酰胺基，性質(zhì)比較活潑，不僅可以作為環(huán)氧樹脂的固化劑，還可以作為環(huán)氧樹脂的增韌劑。
固化劑593是一種無溶劑改性脂肪胺、環(huán)氧樹脂固化劑。它顯示低粘度、低色澤，與環(huán)氧樹脂配比時具有良好的低溫(0℃)固化和適當?shù)目刹僮鲿r間，并且固化物顯示良好的耐化學藥品特性。
促進劑是與催化劑或固定劑并用時，可以提高反應(yīng)速率的一種用量較少的物質(zhì)。其中，環(huán)氧樹脂用促進劑包括：a，脂肪胺促進劑：dmp-30，ep-184，三乙醇胺等；b，酸酐促進劑：bdma，ct-152x，dbu等；c，聚醚胺催化劑：ep-184，399等d，潛伏型催化劑：k-61b，ct-152x等。聚氨酯膠黏劑用促進劑包括：a，胺類促進劑：三乙烯二胺，a-1，a-33，dc-829等；b，錫類促進劑：二月桂酸二丁基錫，辛酸亞錫，ct-e229等；⑶酚醛樹脂膠黏劑用促進劑(氯化亞錫、三氯化鐵、對氯代苯甲酸、促進劑m)。
所述的樹脂陶瓷材料的制備方法，分別將組份a和組份b按計量混勻，然后將組份b按照比例加入組份a中并攪拌均勻，優(yōu)選的攪拌時間大于3分鐘。
實施例1
本實施例所提供的樹脂材料，包括質(zhì)量比為3:1的組份a和組份b；
其中，組份a具體包括以下組份：
丙烯酸改性環(huán)氧樹脂100kg，碳化硅150kg，棕剛玉40kg，鈦白粉1kg，滑石粉25kg，白炭黑1kg，二氧化硅1kg；
組份b具體包括以下組份：
固化劑650210kg，促進劑dmp-304kg。
實施例2
本實施例所提供的樹脂材料，包括質(zhì)量比為6:1的組份a和組份b；
其中，組份a具體包括以下組份：
聚氨酯1000kg，碳化硅170kg，棕剛玉200kg，鈦白粉23kg，滑石粉60kg，白炭黑32kg，二氧化硅28kg；
組份b具體包括以下組份：
固化劑651250kg和促進劑三乙烯二胺8kg。
實施例3
本實施例所提供的樹脂材料，包括質(zhì)量比為3:1的組份a和組份b；
其中，組份a具體包括以下組份：
丙烯酸改性環(huán)氧樹脂800kg，320#碳化硅150kg，320#棕剛玉40kg，鈦白粉22.5kg，滑石粉58kg，白炭黑31.8kg，黑色顏料1.2kg和二氧化硅28kg。
組份b具體包括以下組份：
固化劑651.190kg，固化劑593.40kg，促進劑三乙醇胺8kg和黃色染料520g。
實施例4
本實施例所提供的樹脂材料，包括質(zhì)量比為3:1的組份a和組份b；
其中，組份a具體包括以下組份：
丙烯酸改性環(huán)氧樹脂150kg，120#碳化硅108kg，320#碳化硅57kg，240#棕剛玉195kg，滑石粉25kg，白炭黑1kg，石棉絨800g，鈦白粉1.25kg和二氧化硅1.8kg。
組份b具體包括以下組份：
固化劑651190kg，固化劑59340kg，促進劑ep-1844kg，黃色染料520g和二氧化硅59.5kg。
實施例5
本實施例所提供的樹脂材料，包括質(zhì)量比為3:1的組份a和組份b；
其中，組份a具體包括以下組份：
丙烯酸改性環(huán)氧樹脂150kg，120#碳化硅108kg，320#碳化硅57kg，240#棕剛玉195kg，滑石粉25kg，白炭黑1kg，石棉絨800g，鈦白粉1.25kg，染料酞箐藍650g和二氧化硅1.8kg。
組份b具體包括以下組份：
固化劑651.190kg，固化劑593.40kg，促進劑dmp-308kg和黃色染料520g。
實驗例1樹脂陶瓷材料涂層基本性能測試
對本申請實施例1-3所提供的樹脂陶瓷材料進行基體的涂覆，得到涂層，分別對涂層的氧指數(shù)、負荷變形溫度、拉伸強度和巴柯爾硬度、附著力、洛氏硬度、粘結(jié)強度和體積收縮率進行測試。
采用以下方法進行涂覆：將碳鋼表面按照gb8923-98《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》sa2/2.5級進行噴砂除銹，表面粗糙度為50μm。然后將組份a和組份b按比例混合后，均勻涂覆在碳鋼表面，厚度為0.1mm。
對比例1采用玻璃鱗片膠泥(廊坊星爾化工產(chǎn)品有限公司)進行涂覆，厚度為0.1mm。
實驗結(jié)果如表1所示。
表1基本性能測試結(jié)果
實驗結(jié)果表明，本申請所提供的樹脂陶瓷材料與常用玻璃鱗片樹脂相比，具有結(jié)合力更強、體積收縮率更低、耐沖刷性更強、耐腐蝕性能更強等優(yōu)點。
實驗例2樹脂陶瓷材料耐蝕性能測試
對實驗例1中的實施例1-5組涂層和對比例的涂層進行10000h中性鹽霧實驗(國際標準iso3768-1976)，實施例1-5組涂層基本無變化，而對比例組在7000h出現(xiàn)鼓包，9000h后玻璃鱗片樹脂陶瓷材料涂層基本失效。
實驗結(jié)果表明，本申請所提供的樹脂陶瓷材料具有更好的耐蝕性能。
盡管已用具體實施例來說明和描述了本發(fā)明，然而應(yīng)意識到，以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍；因此，這意味著在所附權(quán)利要求中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些替換和修改。