[发明专利]一种耐高温防腐涂料和基于该涂料的涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐高温防腐涂料和基于该涂料的涂层的制备方法。

背景技术

目前稀土精矿的分解方法主要是酸分解法、碱分解法和高温氯化法。氯化法分解稀土精矿可以直接制得无水氯化稀土，便于熔盐电解制取混合稀土金属。氯化工艺通常是将碳和稀土精矿混合制团，在竖式氯化炉的高温下直接通入氯气，根据生成不同氯化物沸点的差异，制得稀土金属的氯化物。

然而，由于设备在氯气条件下腐蚀严重，因此该法的推广性较差，在使用该法的企业中也需要经常更换被腐蚀的设备，从而造成生产成本增加。同样，酸分解法也存在设备腐蚀的问题。一般的涂层很难满足700-900℃且氯气浓度较高的条件。因此，有必要研究并提供高效的耐高温防腐材料和保护措施来解决高温高氯条件下的设备腐蚀问题。

中国专利CN201010032473采用酚醛树脂溶液、绿色碳化硅粉和白色钢玉粉为原料，混合后，干燥固化可得到隔热性能优良的涂层，但该涂层未经充分的后处理，容易在高温、高腐蚀条件下失效。

中国专利CN200910300411涉及一种复合耐温耐压重防腐涂层及其制备方法，该发明的涂层在厚度为0.1-2.0mm范围内，可耐5-15MPa、100-180℃条件下的含有硫化氢、氯化物等酸性强腐蚀介质的腐蚀破坏，并且该涂层与金属基材结合力强。但是，该专利所提供的涂层无法适应更高的温度

日本专利JP60195014公开了一种基材上涂覆特定的苯环类聚合物的方法，通过将涂料在真空下以及超过700℃的条件下加热分解，使碳化涂层覆盖在基材上，该涂层具有导电性和非常高的硬度，其中所用的基材可以是硅、碳、铝以及碳化硅等。

日本专利JP56163054公开了将热固性树脂的乳液（环氧或者是酚醛）和耐热材料如锆或者钴混合，可选地进一步加入其它种类的水溶性粘合剂如硅胶、硅酸盐等，再进行燃烧和碳化得到用于浇铸模型的涂层，在金属熔化物的侵蚀下有较长的使用寿命。但是，该专利需用到价格昂贵的稀有金属锆和钴，从而增加了成本，并且在稀土冶炼氯化过程中容易被腐蚀。

专利US4508762公开了一种防热材料，将包含纤维的非溶剂型树脂和含碳量大于45%的液体树脂混合均匀，然后通过干燥、固化以及硬化等工艺得到一种多孔材料，该材料适用于导弹推进阶段的热保护。

发明内容

本发明的目的是为了解决在稀土提炼过程中的高温、高氯或者高温、酸性环境下金属材料的长效耐温、耐氯和防腐等问题，提供了一种新型的高效耐温耐氯防腐涂料和基于该涂料的涂层的制备方法。

根据本发明，提供了一种涂料，包含：基于该涂料各组分总重量计70~92wt%，并优选为80~90wt%的液体酚醛树脂和8~30wt%的多孔硅氧化物；其中，在该液体酚醛树脂中，酚醛树脂含量为40~60wt%，酚醛残炭率为40~65wt%。该涂料具有耐高温防腐的性能。例如该涂料可用于含氯等元素的腐蚀性物质存在下的高温环境。

本发明中所述“高温”一般指“500~850℃”，尤其是指“600~850℃”的温度。

优选地，上述多孔硅氧化物的平均粒径为20~500nm，例如50、80、100、150、200、250、300或400nm。多孔硅氧化物优选为硅藻土。

本发明还提供了一种耐高温涂层的制备方法，包括以下步骤：i）将上述涂料的各组分混合均匀；ii）将i）得到的混合物涂敷在金属件表面；iii）将ii）中经涂敷的金属件在120~200℃的温度下进行干燥，以除去溶剂并固化；iv）将iii）中得到的金属件在惰性气体中、在600~700℃下烧结5~24小时，得到沉积在金属件表面的耐高温涂层。所得涂层具有防腐的性能。

在一个优选的实施例中，在步骤iii）之前，将步骤ii）中经涂敷的金属件在80~120℃下干燥4~12小时。

步骤i）例如可通过高速搅拌机将混合物搅拌均匀。步骤ii）中的金属件例如可以是不锈钢、铸铁、普通钢材。

优选的是，步骤i）得到的混合物的表观粘度为500~10000mps；经过步骤iii）固化后，金属件表面的固体涂层前体是步骤i）中混合物的25~55wt%。

在一个实施例中，根据本发明所述方法得到的涂层的厚度为0.05~0.5mm，优选为0.08~0.4mm；涂层的密度为0.4~1.5g/cm³，优选为0.75~1.1g/cm³。

根据本发明的耐高温防腐涂层可以在600~850℃下使用，在腐蚀性气体存在的条件下，具有较长的使用寿命。