[发明专利]一种垃圾焚烧炉炉排片的防腐防粘涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种垃圾焚烧炉炉排片的防腐防粘涂层及其制备方法和应用。所述防腐防粘涂层的涂料由以下组分组成：金属氧化物溶胶40‑60份，氟掺杂石墨烯2‑4份，纳米陶瓷粉末8‑12份，防腐填料6‑8份，相容剂3‑6份，硅烷偶联剂1‑3份，助剂4‑7份，溶剂40‑60份，所有组分之和为100份。

技术领域

本发明涉及垃圾焚烧设备领域，具体涉及一种垃圾焚烧炉炉排片及其涂层实施方法。

背景技术

目前世界各国普遍采用焚烧方法处理城市生活垃圾，焚烧处理具有占地少、厂址选择易、处理周期短、减量化显著、无害化较彻底以及可回收垃圾焚烧余热等优点。焚烧设备大多是炉排型焚烧炉，炉排型焚烧炉具有对垃圾的预处理要求不高，对垃圾热值适应范围广、运行及维护简便等优点。而关键的燃烧设备是炉排片，炉排片一般采用高铬钼合金，耐热、耐磨、耐腐蚀的铸钢制造，材质性能和结构都较为独特。

炉排片的使用寿命一般设计为5～8年，但是在实际焚烧垃圾过程中，会产生大量的酸性气体、重金属、二噁英等烟气污染物，发现炉排片的腐蚀逐渐增大，垃圾燃烧效果逐年降低，经使用1～2年后炉排片就会有明显的局部腐蚀，须局部更换炉排片。特别是我国垃圾与国外发达国家的垃圾差别较大，其中含有较多的坚硬的不易燃烧物(如铁件、陶瓷、玻璃等)，以及腐蚀性物，这些因素必然会加快炉排片运动面的腐蚀程度。

因为目前腐蚀问题还无法有效解决，一般通过改良材质降低腐蚀程度的办法或是更换修复炉排片的方法来解决该问题。这两种方法虽然简便，但铸件和加工炉排片周期长、成本高，并且更换工序复杂，无形中提高了经济成本和劳动强度。

为了实现垃圾焚烧炉炉排片的耐磨防腐性能，在其表面施加耐磨防腐涂层是一种较为普遍且成本低廉的方法，例如专利CN109440100A公开了在炉排片表面施加复合合金涂层实现耐磨防腐工艺，但是所述涂层以镍铬合金为主，采用热喷涂的方法，成本高昂，施加工艺复杂，不易推广，且所述涂层的耐磨防腐性能并不是最佳的。

因此，如何寻找一种成分简单，施工工艺简便且防腐防粘性能优良的涂层用来制备垃圾焚烧炉的炉排片是所属领域亟需解决的难题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于垃圾焚烧炉炉排片的防腐防粘涂料、防腐防粘涂层及其制备方法和应用。

第一方面，本发明提供了一种防腐防粘涂料，由以下组分组成：金属氧化物溶胶40-60份，氟掺杂石墨烯2-4份，纳米陶瓷粉末8-12份，防腐填料6-8份，相容剂3-6份，硅烷偶联剂1-3份，助剂4-7份，溶剂40-60份，所有组分之和为100份。

本发明为了使得垃圾焚烧炉炉排片具有良好的防腐防粘效果，选择将氟掺杂石墨烯、纳米陶瓷粉末、防腐填料在硅烷偶联剂的作用下相互交联、穿插，形成片状-纤维状-颗粒状的稳定结构，该种稳定结构具有极强的物理结合能力，能够避免防腐防粘涂层在外力(不同种类垃圾)冲击下造成脱落、开裂。同时，利用片状-纤维状-颗粒状的稳定结构能够增强涂层的整体韧性，避免涂层内部细微裂隙的产生，防止腐蚀介质侵入涂层内部造成腐蚀。与此同时，所述片状-纤维状-颗粒状的稳定结构富含低表面能的氟和硅元素，在纳米陶瓷涂层表面形成低表面能区域，避免垃圾在炉排片上的粘附。选择金属氧化物溶胶作为防腐防粘涂层的主要粘结剂，能够在低温下快速水解交联形成三维氧化结构，赋予涂料良好的耐高温特性和机械强度。进一步，为了克服金属氧化物溶胶与无机填料间的相容性，避免涂层开裂，添加特定结构的相容剂，富含双键和硅元素，能够在高温固化时发生交联反应，进一步促进涂层的致密性，减少涂层内部应力的不均匀，防止涂层发生缺陷。

较佳的，所述金属氧化物溶胶选自氧化铝、氧化钛、氧化锆溶胶中的至少一种，固含量为10-15％，粒径为10-30nm。更优选的，所述金属氧化物溶胶选自氧化铝、氧化钛和氧化锆溶胶。

较佳的，所述氟掺杂石墨烯中，氟掺杂量为10-15wt％，石墨烯的片层厚度为1-10nm，长度为10-100μm。