[发明专利]一种利用废弃玻璃制备复合耐高温涂覆材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用废弃玻璃制备复合耐高温涂覆材料的方法，属于废弃物利用技术领域。

背景技术

玻璃因具有透明性、不透气性、高强度、高硬度及耐高温的特性，目前已被广泛地应用于各种建筑物、交通工具及显示器装置等领域；且为了提升玻璃的使用安全性及应用性，市面上用于上述领域的玻璃多半是与具有热可塑性的聚乙烯醇缩丁醛结合，以形成各类安全玻璃、挡风玻璃或平板玻璃。

然而，由于废弃玻璃属于不易腐化的物质，不论是以掩埋、堆肥或焚化的方式处理废弃玻璃，皆不适用于长期处理大量的废弃玻璃。因此，各界环保人士及回收业者正积极开发各种将废弃玻璃回收再利用的技术，以期能降低自然资源的浪费以及废弃物与污染物质的生成量。

随着工业技术的发展，冶金、电力、煤炭等行业对动力系统的需求不断提高；而且燃煤供应紧张且煤粉品质下降，因此为保证工作效率则需增加单位时间的送煤量，这会使热气流煤粉中夹杂的灰分更多，气流流速更快，加之煤燃烧后会产生水及含氮、含硫、含氯等腐蚀性气体，这些都将导致金属管道、燃烧间等部件长期在高速粉尘冲击、高温、潮湿、腐蚀环境下工作，加速了材料的恶化，引发爆管、停机等问题，造成了材料的浪费及时间的损失，甚至威胁生命、财产的安全。

因此设计一种耐磨、耐腐蚀、耐高温的涂覆材料涂覆在金属材料表面，可以有效保护金属避免直接接触腐蚀性气体及高速粉尘的冲击，从而延长材料的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前我国每年产生大量的废弃玻璃，传统的处理方法为掩埋、焚化，造成环境污染及资源浪费，同时送煤过程中金属材料在高速粉尘冲击及湿热、腐蚀环境下容易损耗的问题，本发明利用玻璃本身耐高温、高强度及高硬度的性质，通过对其进行处理，与碳酸钠进行混合，在高温下渗碳，提高其耐磨性，再将其与乙烯基三乙氧基硅烷进行混合，辅以超声振荡，再以冷氢降温，实现其表面改性，增将其耐腐蚀性，最后与各种助剂进行混合，制备出耐高速粉尘冲击、湿热及腐蚀的涂覆材料。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

(1)取900～1200g废弃玻璃，使用水将其表面洗净，再使用刮刀去除其表面的附着物，随后将其放入粉碎机中进行粉碎，过筛得100～120目颗粒，按料液比1:2，将颗粒与质量分数为8％的硬脂酸乙醇溶液，进行混合，然后将混合物放入球磨机中，研磨2～4h，再进行减压过滤，收集滤饼；

(2)将上述所得的滤饼与碳酸钠按质量比3:1进行混合，随后将混合物放入温度为300～400℃，压力为10～15MPa的高温炉中煅烧50～70min，再以10℃/min的升温速度升温至800～850℃，保温1～2h，然后停止加热，自然冷却至室温，将煅烧物取出，放入粉碎机中粉碎，过200目标准筛，得预处理废弃玻璃颗粒；

(3)分别取60～90g乙烯基三乙氧基硅烷及300～600g上述制备的预处理废弃玻璃颗粒放入三口烧瓶中，再按固液比1:2向其中加入去离子水，搅拌均匀，然后使用冰醋酸调节pH为5.0～6.5，对容器进行加热至容器中的混合液沸腾，保持温度3～5h；

(4)待保温结束后，停止加热，以10mL/min的速率，向容器内通入温度2～4℃的氢气直至容器内的混合物温度为5～8℃，然后将容器移至20～25KHz超声振荡器中，超声振荡直至容器内的温度升至室温，随后进行减压过滤，将滤饼放入100℃的烘箱中烘干，再将滤饼取出放入粉碎机中粉碎，过200目筛，得涂覆材料基体；

(5)按重量份数计，取40～56份涂覆材料基体、25～30份聚二甲基硅氧烷、5～10份水、4～8份三硬脂酸甘油酯及10～12份水，放入容器中混合均匀，即可得到复合耐高温涂覆材料。

本发明的应用方法：取金属材料，使用高压气体吹扫设备对其表面进行吹扫，去除其表面杂质，然后使用本发明所制得的复合耐高温涂覆材料涂覆在其表面，涂覆厚度为8～12mm，再以10℃/min的升温速度，升温至130℃，保持温度2～3h，即可得到涂覆金属材料，将其升温至900℃，对其表面施加60～65N的力，材料整体保持完整，400℃处理1～2h后剪切强度为1.6～1.9MPa，用不锈钢与涂覆金属材料对磨，施加28～32N压力，转速为60～65rpm/min，磨耗量为0.18～0.24g/cm²。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

(1)本发明充分利用了废弃玻璃资源，减少了环境污染；