專利名稱：耐高溫防磨涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于火力發(fā)電廠鍋爐受熱面的金屬管壁上的耐高溫防磨涂料。
磨損的原因是由于受500-1200℃的高溫、高速煙氣沖過(guò)鍋爐水冷管壁受熱面，在煙氣中又含有形狀不規(guī)則的硬質(zhì)固體顆粒，這些顆粒流經(jīng)受熱面時(shí)就會(huì)對(duì)受熱面管壁產(chǎn)生撞擊磨擦，管壁因磨損而變薄，直至造成爆管。
在鍋爐“四管”防磨措施當(dāng)中，雖然方法很多，如加裝防護(hù)瓦，管壁表面滲合金等處理。但終因價(jià)格昂貴或不易實(shí)施等原因而不能推廣應(yīng)用，造成管壁局部磨損爆管率仍持高不下。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉的耐高溫防磨涂料，使用時(shí)該涂料涂刷在鍋爐受熱面管子及燃煤系統(tǒng)的彎管等金屬管道壁上，燒結(jié)后形成的防護(hù)層能有效防止和延緩金屬管壁的磨損和腐蝕，從而大大降低因磨損和腐蝕所造成鍋爐停爐的事故率，且施工方便。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是本發(fā)明的耐高溫防磨涂料由占總重量30％至40％的甲料和占總重量60％至70％的乙料組成；甲料為復(fù)合磷酸鹽結(jié)合劑，其原料的組成是(重量)粘度為30至40秒、含固量為50％至60％的雙氫磷酸鋁75至90份，重量百分濃度為30％至35％的硅溶膠8至15份，重量百分濃度為30％至40％、模數(shù)為2.8至3.0的鉀水玻璃2至10份；將雙氫磷酸鋁液體加熱到40℃至60℃，在不斷攪拌的情況下，慢慢滴加硅溶膠，當(dāng)溫度上升到65℃至75℃時(shí)，停止加熱，并繼續(xù)攪拌10至15分鐘，當(dāng)溫度逐步降低后滴加鉀水玻璃，繼續(xù)攪拌5至10分鐘，冷卻后即制得復(fù)合磷酸鹽結(jié)合劑；乙料為混合粉料，其組分是(重量)100目至200目白剛玉細(xì)粉6.3至9份，300目至500目的白剛玉超微粉20至25份，200目至320目的棕剛玉細(xì)粉30至40份，400目至500目的棕剛玉超微粉15至20份，600目至800目的紅柱石5至7份，600目至800目的硅線石4至8份，200目至400目的生粘土3至5份、優(yōu)選廣西產(chǎn)生粘土，硼砂0.5至1.5份，六偏磷酸鈉0.2至0.5份；將各組分放入拌和機(jī)中拌和均勻即制成粉狀乙料。
本發(fā)明具有積極的效果本發(fā)明使用時(shí)，將甲料和乙料放入拌和機(jī)中拌和均勻即得到可供涂刷或涂抹或噴涂的剛玉質(zhì)耐高溫防磨涂料。施工前，將管壁表面去凈浮塵、浮銹、油污，然后用毛刷或噴槍將配制好的涂料均勻涂覆于管壁的金屬表面，24小時(shí)后再涂第二遍，經(jīng)48小時(shí)常溫養(yǎng)護(hù)后可隨爐點(diǎn)火升溫。本發(fā)明以雙氫磷酸鋁(磷酸二氫鋁)為甲料結(jié)合劑的基料，在輔以硅溶膠和鉀水玻璃后制成具有特殊性能的復(fù)合膠粘劑。一方面，在將硅溶膠與雙氫磷酸鋁混合之后，由于自由移動(dòng)的磷酸氫根離子和鋁離子破壞了硅溶膠膠體的表面電性，從而析出了正硅酸，表現(xiàn)出有白色乳狀物的產(chǎn)生；而另一方面，又由于雙氫磷酸鋁的用量是過(guò)量的，加入鉀水玻璃后，中和了過(guò)量的磷酸根離子，這樣就克服了由于析出正硅酸所引起的不平衡電荷問(wèn)題，控制了體系中的正硅酸與磷酸的進(jìn)一步的結(jié)合，并最大限度地降低了酸性鹽類對(duì)金屬管壁的早期腐蝕。這種復(fù)合膠粘劑可以在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定存在。此外，向此復(fù)合結(jié)合劑中加入剛玉等高硬度磨料作為填料后，在復(fù)合結(jié)合劑的作用下，其顆粒之間呈現(xiàn)相互懸浮的狀態(tài)，因此，所制出的耐磨涂料可以在常溫下長(zhǎng)期貯存。當(dāng)剛玉質(zhì)防磨涂料噴涂或刷涂在鍋爐爐管壁上后，涂料中的水份隨著常溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加而逐漸蒸發(fā)，慢慢固化后形成了硬質(zhì)涂層；當(dāng)溫度在常溫至580℃之間時(shí)，體系中所析出的正硅酸與磷酸鋁之間由于相互作用從而形成“硅酸鹽骨架”和“磷酸鹽骨架”，雙重骨架之間又有粒徑不同的剛玉質(zhì)磨料作填充，從而使得耐磨顆粒之間與金屬管壁表面形成良好的結(jié)合，使涂敷層變得致密。當(dāng)溫度繼續(xù)升高，硅酸鹽骨架先形成網(wǎng)狀，然后當(dāng)溫度在850-1200℃時(shí)，磷酸鹽骨架又進(jìn)一步形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，二種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相互重疊，將剛玉質(zhì)耐磨填料結(jié)合得更加牢固，加上低熔點(diǎn)的硼砂與粘土的相互熔融，使得剛玉質(zhì)防磨涂層與金屬管壁結(jié)合得更加牢固，紅柱石與硅線石由于具有高溫膨脹性能，所以，使防磨涂料在高溫下能與金屬管壁達(dá)到同步膨脹的目的，起到了保證涂料在高溫下不受金屬管壁的膨脹而造成開(kāi)裂和脫落的后果，最終形成一層致密的隔離層。該堅(jiān)硬的剛玉質(zhì)耐磨外殼為鍋爐金屬管壁表面罩上了一層防沖刷的外層，形成了耐高溫防磨涂層。本發(fā)明的剛玉質(zhì)耐高溫防磨涂料可廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠鍋爐中的受熱面金屬管壁，也適用于石化煉油廠的加熱爐爐管管壁。實(shí)踐證明，金屬爐管經(jīng)本涂料涂刷后，其表面帶有一層氧化膜，與管壁結(jié)合牢固，能在管壁溫度600-1200℃的高溫下長(zhǎng)期工作，涂層具有良好的抗熱沖擊能力，并具有較高的耐磨性、耐腐蝕性，且不會(huì)給爐管造成任何損害，并顯著延長(zhǎng)了爐管的使用壽命。由于本涂料施工方便，屬水溶性無(wú)毒、無(wú)味環(huán)保型涂料且價(jià)格低廉，是極具有發(fā)展前途和推廣價(jià)值的新型耐高溫防磨涂料。
最佳實(shí)施方式(實(shí)施例1)①制備甲料結(jié)合劑稱取粘度為35秒(涂-4杯)、含固量為55％的雙氫磷酸鋁32.5kg放入反應(yīng)釜中，將雙氫磷酸鋁液體加熱到50℃，在不斷攪拌的情況下，慢慢滴加重量百分濃度為35％的硅溶膠4.5kg，當(dāng)溫度上升到70℃時(shí)，停止加熱，并繼續(xù)攪拌15分鐘，當(dāng)溫度逐步降低后滴加重量百分濃度為35％、模數(shù)為3.0的鉀水玻璃2kg，繼續(xù)攪拌10分鐘，冷卻后即為復(fù)合磷酸鹽結(jié)合劑。用鐵桶裝盛后待用。
②制備乙料混合粉料將120目白剛玉細(xì)粉5.5kg，500目白剛玉超微粉17.5kg，320目棕剛玉細(xì)粉25kg，500目棕剛玉超微粉12kg，800目紅柱石4kg，800目硅線石3.5kg，廣西產(chǎn)320目生粘土3kg，化學(xué)純硼砂0.6kg，化學(xué)純六偏磷酸鈉0.14kg依次放入V型拌和機(jī)中攪拌15至20分鐘，混合均勻后得到乙料混合粉料。用鐵桶裝盛后待用。
③在施工現(xiàn)場(chǎng)，施工前，將需涂覆涂料的火力發(fā)電廠鍋爐受熱面的管子管壁表面去凈浮塵、浮銹、油污。將占總重量35％的甲料與占總重量65％的乙料經(jīng)電動(dòng)攪拌機(jī)拌和15至20分鐘至混合均勻。然后用毛刷或噴槍將配制好的涂料均勻涂覆于管壁的金屬表面，24小時(shí)后再涂第二遍，經(jīng)48小時(shí)常溫養(yǎng)護(hù)后可隨爐點(diǎn)火升溫，涂料中的水份隨著常溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加而逐漸蒸發(fā)，慢慢固化后形成了硬質(zhì)涂層；當(dāng)溫度在常溫至580℃之間時(shí)，體系中所析出的正硅酸與磷酸鋁之間由于相互作用從而形成“硅酸鹽骨架”和“磷酸鹽骨架”，雙重骨架之間又有粒徑不同的剛玉質(zhì)磨料作填充，從而使得耐磨顆粒之間與金屬管壁表面形成良好的結(jié)合，使涂敷層變得致密。當(dāng)溫度繼續(xù)升高，硅酸鹽骨架先形成網(wǎng)狀，然后當(dāng)溫度在850-1200℃時(shí)，磷酸鹽骨架又進(jìn)一步形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，二種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)相互重疊，將剛玉質(zhì)耐磨填料結(jié)合得更加牢固，加上低熔點(diǎn)的硼砂與粘土的相互熔融，使得剛玉質(zhì)防磨涂層與金屬管壁結(jié)合得更加牢固，紅柱石與硅線石由于具有高溫膨脹性能，所以，使防磨涂料在高溫下能與金屬管壁達(dá)到同步膨脹的目的，起到了保證涂料在高溫下不受金屬管壁的膨脹而造成開(kāi)裂和脫落的后果，最終形成一層致密的隔離層。該堅(jiān)硬的剛玉質(zhì)耐磨外殼為鍋爐金屬管壁表面罩上了一層防沖刷的外層，形成了耐高溫防磨涂層。
(實(shí)施例2)其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于甲料的原料中相同規(guī)格的雙氫磷酸鋁為27kg，相同規(guī)格的硅溶膠為3.5kg，相同規(guī)格的鉀水玻璃為1.2kg；乙料中相同規(guī)格的白剛玉細(xì)粉為6kg，相同規(guī)格的白剛玉超微粉為18kg，相同規(guī)格的棕剛玉細(xì)粉為28kg，相同規(guī)格的棕剛玉超微粉為12kg，相同規(guī)格的紅柱石為4kg，相同規(guī)格的硅線石為4kg，相同規(guī)格的廣西產(chǎn)生粘土為2.5kg，相同規(guī)格的硼砂為0.5kg，相同規(guī)格的六偏磷酸鈉為0.3kg。
(實(shí)施例3)其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于甲料的原料中相同規(guī)格的雙氫磷酸鋁為24kg，相同規(guī)格的硅溶膠為3kg，相同規(guī)格的鉀水玻璃為1kg。乙料中相同規(guī)格的白剛玉細(xì)粉為5kg，相同規(guī)格的白剛玉超微粉為15kg，相同規(guī)格的棕剛玉細(xì)粉為24.5kg，相同規(guī)格的棕剛玉超微粉為12.5kg，相同規(guī)格的紅柱石為4.2kg，相同規(guī)格的硅線石為4.2kg，相同規(guī)格的廣西產(chǎn)生粘土為2.8kg，相同規(guī)格的硼砂為0.7kg，相同規(guī)格的六偏磷酸鈉為0.2kg。
權(quán)利要求
1.一種耐高溫防磨涂料，由占總重量30％至40％的甲料和占總重量60％至70％的乙料組成；甲料為復(fù)合磷酸鹽結(jié)合劑，其原料的組成是(重量)粘度為30至40秒、含固量為50％至60％的雙氫磷酸鋁75至90份，重量百分濃度為30％至35％的硅溶膠8至15份，重量百分濃度為30％至40％、模數(shù)為2.8至3.0的鉀水玻璃2至10份；將雙氫磷酸鋁液體加熱到40℃至60℃，在不斷攪拌的情況下，慢慢滴加硅溶膠，當(dāng)溫度上升到65℃至75℃時(shí)，停止加熱，并繼續(xù)攪拌10至15分鐘，當(dāng)溫度逐步降低后滴加鉀水玻璃，繼續(xù)攪拌5至10分鐘，冷卻后得到液態(tài)復(fù)合磷酸鹽結(jié)合劑；乙料為混合粉料，其組分是(重量)100目至200目白剛玉細(xì)粉6.3至9份，300目至500目的白剛玉超微粉20至25份，200目至320目的棕剛玉細(xì)粉30至40份，400目至500目的棕剛玉超微粉15至20份，600目至800目的紅柱石5至7份，600目至800目的硅線石4至8份，200目至400目的生粘土3至5份，硼砂0.5至1.5份，六偏磷酸鈉0.2至0.5份；將各組分放入拌和機(jī)中拌和均勻即制成粉狀乙料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫防磨涂料，其特征在于生粘土為廣西產(chǎn)生粘土。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于火力發(fā)電廠鍋爐受熱面的金屬管壁上的耐高溫防磨涂料。本發(fā)明由占總重量30％至40％甲料和占總重量60％至70％乙料組成。甲料為復(fù)合磷酸鹽結(jié)合劑，由雙氫磷酸鋁、硅溶膠、鉀水玻璃混合加熱反應(yīng)冷卻后制得；乙料為混合粉料，由白剛玉細(xì)粉、白剛玉超微粉、棕剛玉細(xì)粉、棕剛玉超微粉、紅柱石、硅線石、生粘土、硼砂、六偏磷酸鈉混合均勻制成。本發(fā)明使用時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)將甲料和乙料攪拌混合后，直接刷涂或噴涂在鍋爐爐管金屬管壁上，經(jīng)常溫養(yǎng)護(hù)及高溫固化，即形成一層表面光滑、耐磨性能好的防磨涂料。能起到保護(hù)鍋爐爐管免受高溫高速煙氣流的沖刷和腐蝕的作用，有效地延長(zhǎng)了爐管的使用壽命。
文檔編號(hào)C09D5/00GK1451696SQ0211289
公開(kāi)日2003年10月29日 申請(qǐng)日期2002年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月18日
發(fā)明者陳海淵 申請(qǐng)人:陳海淵