[发明专利]一种碳质材料的防氧化涂料及其配制和施工工艺

说明书

技术领域

本发明属于防护材料技术领域，更具体地讲，涉及一种石墨等碳质材料的防氧化涂料及其配制和施工工艺。

背景技术

碳质材料如石墨电极、石墨坩埚、含碳耐火材料等在高温氧化气氛下很容易被氧化，采用有效的防护措施进行保护很有必要。目前普遍采用的保护方式是浸泡浸渍液或涂刷高温防氧化涂料。对于涂刷防氧化涂料的方法而言，目前市售的防氧化涂料成本较高，使用效果也参差不齐，企业难以选择。

通过专利文献和非专利文献查阅，现有技术中涉及的防氧化涂料普遍采用硅铝质为基料，以钾钠水玻璃、硅溶胶、磷酸二氢铝、铝溶胶等作为粘结剂，通过添加其它成分用于改善防护涂料的性能。但是，以钾钠水玻璃、硅溶胶、磷酸二氢铝、铝溶胶等作为粘结剂的涂料在常温下硬化而在热处理过程中易膨胀和破损，容易造成氧的进入而导致基质被氧化；并且，上述现有技术中的粘结剂都为水溶性粘结剂，只能在100℃以下涂刷，否则会冒泡导致涂层不致密。

因此，需要提供一种在高温环境下对碳质材料防护良好并能够实现高温涂刷的防氧化涂料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用高碳粉煤灰等二次资源为主要原料，能对碳质材料保护良好的防氧化涂料。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种碳质材料的防氧化涂料，以重量百分比计，所述防氧化涂料包括高碳粉煤灰55～65％、膨润土2～5％、耐火粉5～10％、磷酸20～35％及多聚磷酸钠0～1％。

根据本发明的碳质材料防氧化涂料的一个实施例，以重量百分比计，所述高碳粉煤灰含有C_固8～20％、SiO₂50～65％、Al₂O₃15～25％；所述膨润土为钠基膨润土且含有Na₂O3～5％、SiO₂50～65％、Al₂O₃15～34％；所述耐火粉为高铝耐火粉且其中的Al₂O₃≥55％；所述磷酸的质量浓度≥90％；所述多聚磷酸钠为工业纯级别。

根据本发明的碳质材料防氧化涂料的一个实施例，所述高碳粉煤灰、膨润土、耐火粉的粒度为200目以下。

根据本发明的碳质材料防氧化涂料的一个实施例，所述防氧化涂料的最高使用温度为1200℃。

本发明的另一方面提供了上述碳质材料的防氧化涂料的配制工艺，将55～65份高碳粉煤灰、2～5份膨润土和5～10份耐火粉按配比加入20～35份磷酸中，再加入0～1份多聚磷酸钠，采用高速搅拌或者球磨制浆的方式配制成粘稠状液体即得到所述防氧化涂料。

本发明的又一方面提供了上述碳质材料的防氧化涂料的施工工艺，将所述防氧化涂料手工涂刷或机械喷涂在待处理的碳质材料的基体表面，放置晾干后进行干燥处理。

根据本发明的碳质材料的防氧化涂料的施工工艺的一个实施例，在手工涂刷或机械喷涂所述防氧化涂料之前，对待处理的碳质材料的基体表面进行清灰处理。

根据本发明的碳质材料的防氧化涂料的施工工艺的一个实施例，在待处理的碳质材料的基体表面至少涂刷或喷涂两遍所述防氧化涂料，保证涂层厚度在0.5mm以上。

根据本发明的碳质材料的防氧化涂料的施工工艺的一个实施例，所述干燥处理的温度为100～300℃。

本发明主要针对碳质材料高温氧化的特点，采用高碳粉煤灰等二次资源为主要原料及磷酸为粘结剂，获得的防氧化涂料具有在碳质材料表面粘附牢固、在高温下硬化并能烧结成陶瓷状、不产生裂纹和剥落等特点，对碳质材料的高温保护作用良好。本发明可以推广应用在使用温度在1200℃以下的镁碳砖、铝碳砖、电解铝石墨阳极、石墨坩埚等的防氧化，应用领域较广。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例具体描述本发明的碳质材料的防氧化涂料及其配制和施工工艺。