[发明专利]一种耐硫酸、盐酸露点腐蚀的搪瓷涂层及其制备工艺

说明书

本发明涉及无机防护涂层领域，特别提供一种耐硫酸、盐酸露点腐蚀的搪瓷涂层及其制备工艺，可用于Q235钢、BTC1钢，304不锈钢和其他金属材料零件。微米级氧化物颗粒均匀弥散分布在搪瓷釉基体母相，其中：搪瓷釉通过分析纯原料(如：二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二硼、氧化钠、氧化钾、氧化镍、氧化钴、氟化钙等)混合、高温熔炼后水淬而成，微米氧化物颗粒为分析纯的三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆之一或任意组合。本发明的搪瓷涂层仅需使用市场可直接采购的原料制作，制备工艺过程无毒、无污染，符合节能和环保发展趋势；搪瓷涂层致密无孔洞、具有较高的强度、断裂韧性、与钢基体良好的结合力以及匹配的热膨胀系数。

技术领域

本发明涉及无机防护涂层领域，特别提供一种耐硫酸、盐酸露点腐蚀的搪瓷涂层及其制备工艺，可用于Q235钢、BTC1钢，304不锈钢和其他金属材料零件。

背景技术

在石化、电力等工业部门的锅炉所使用的燃料常含有少量的硫，燃烧形成的烟气中含腐蚀性的气体(如：SO₂、SO₃、CO₂、H₂O)和未燃碳素等。烟气进入换热器后，会在换热器冷端表面结露形成硫酸。换热器冷端温度通常在80～120℃之间，正是烟气露点温度范围。换热器一旦发生露点腐蚀，短期内可能穿孔报废。

普通有机涂层涂敷在金属表面后，一方面溶剂挥发产生很多针孔，另一方面高分子链结构自身存在着的微间隙，这些都会给水，氧气及其他腐蚀性离子形成扩散通道，从而引发涂层下方的金属腐蚀。更重要的是有机涂层具有耐热性差、导热系数低、热膨胀系数难与基材金属相匹配的缺点，在使用过程中涂层表面容易产生气孔，导致涂层起皱，因此有机涂层在防露点腐蚀上的应用受到限制。

使用电镀制备的涂层，结合力好，抗冲击性能和装饰效果很好，但是耐酸碱腐蚀效果不佳，而且电镀液易造成环境污染，废液处理成本较高。

使用等离子喷涂、磁控溅射、电子束气相沉积等方法制备的防护涂层虽然性能优越，但其对设备要求高，制备成本昂贵，工艺复杂，不适合大批量生产。

搪瓷涂层是一种广泛应用的防护涂层技术。通过调整其成分，它可以耐除氢氟酸外各种浓度的有机酸和无机酸。用搪瓷对部件进行防腐蚀可以极大地提高部件的防腐蚀水平。由于涂层较薄，涂覆搪瓷涂层对部件热导率的影响也较小。此外，搪瓷涂层在高温下仍然具有良好的化学稳定性，制备所需设备简易，制造成本低廉。通过调节玻璃成分和磨加物的成分和比例，可设计出特定性能，与基体相匹配的热膨胀系数，以及良好的耐硫、盐酸露点腐蚀性能。

因此，研制开发出一种新型的、制备工艺简单的、与Q235基体具有良好的结合能力、具备高性能的耐露点腐蚀防护搪瓷涂层，对于Q235钢和其他金属制零件的抗腐蚀应用具有重要的技术价值和应用前景。

发明内容:

本发明的目的在于提供一种耐硫酸、盐酸露点腐蚀的搪瓷涂层及其制备工艺，仅需使用市场可直接采购的原料，原料和涂层制备工艺过程无毒、无污染，搪瓷涂层具备耐硫酸、盐酸露点腐蚀等特点。

本发明的技术方案是：

一种耐硫酸、盐酸露点腐蚀的搪瓷涂层，该搪瓷涂层的组成包括：搪瓷基体和微米级氧化物颗粒，微米级氧化物颗粒均匀弥散分布于搪瓷基体内；微米级氧化物颗粒，粒径范围为1～10μm，总含量占搪瓷涂层的质量百分比为5～10％；

搪瓷基体，由搪瓷釉在高温下烧结而成，搪瓷釉由原料经过混合熔炼、水淬而成，搪瓷釉包括底釉和面釉，底釉烧结的厚度范围为50～100μm，面釉烧结的厚度范围为50～150μm；

按质量百分数计，底釉组成如下：二氧化硅和三氧化二铝60～67％，其中二氧化硅的含量大于58％；氧化钠和氧化钾13～20％；三氧化二硼9～13％；氧化镍和氧化钴2～3％；氟化钙4～7％；