1.本发明涉及一种耐高温防氧化无机涂料及其制备方法。


背景技术：

2.钢铁在高温处理的过程中极易发生表面氧化和脱落。这一特点使得钢结构在锻造过程中出现了不同程度的钢材损耗，脱落下来的氧化物层不仅难以被回收利用，而且也会对淬火介质造成污染。对于应用在不同高温领域的钢结构，高温氧化也使得它们的寿命发生了极大的损耗。为了提升钢结构的高温防氧化效果，近些年来，耐高温防氧化涂料由于其较低的成本，操作简单等优点被广泛的研究和应用。目前高温防氧化涂料存在的主要问题是耐高温效果较差导致涂层出现开裂和脱落，从而降低其高温防氧化效果。


技术实现要素：

3.本发明提供一种耐高温防氧化无机涂料及其制备方法，本发明制备过程简单，施工方便，而且具有较好的耐高温防氧化效果，能够实现800℃时在钢结构上不开裂不脱落、有效保护底层钢材不被氧化，又能够与硅溶胶稳定兼容，实现耐高温漆的长期存储。
4.本发明通过以下技术方案实现：
5.一种耐高温防氧化无机涂料，由以下组分按照以下质量分数比制备而成：水5-20份、羟乙基纤维素0.1-0.4份、水性分散剂0.4-0.6份、水性增稠剂0.2-1份、水性润湿剂0.3-0.4份、水性消泡剂0.1-0.3份、耐水剂0.3-0.4份、膨润土0.2-1份、碳化硼7-15份、氧化铝20-30份、云母粉6-9份、煅烧高岭土2-8份和硅溶胶30-50份。
6.进一步地，所述的云母粉为800-2000云母粉。它采购自江西广源化工。
7.一种耐高温防氧化无机涂料的制备方法，包括如下步骤：
8.在300-600rpm的转速下，加入水、羟乙基纤维素、水性分散剂、水性润湿剂、水性消泡剂，搅拌1-2分钟至纤维素明显增稠；
9.然后加入膨润土和部分硅溶胶，搅拌2-5min，直至分散均匀且透明；
10.随后加入碳化硼、氧化铝、云母粉、煅烧高岭土，提高转速至1200-1500rpm，分散15-20min至粉料均匀的分散在体系中；
11.调节转速至300-500rpm，依次加入剩余的硅溶胶和耐水剂，继续搅拌5-10min后，得到成品。
12.原理如下：
13.1.通过使用硅溶胶作为成膜物质，碳化硼和氧化铝作为填料，在高温煅烧的过程中，碳化硼首先被氧化分解成氧化硼，并和氧化铝进一步反应生成一层致密且附着力强的硼酸盐，涂层具有不开裂，不脱落的效果，可以有效解决金属材料高温氧化的问题。
14.2.通过合理搭配碳化硼、氧化铝、煅烧高岭土、云母粉这几种填料，确保该耐高温涂料可以长期稳定存储，从而有效地解决了目前纯无机涂料容易焦化和沉淀的问题。
15.较之前的现有技术，本发明具有以下有益效果：
16.采用无机硅溶胶作为成膜物质，配合氧化铝和碳化硼作为主要的填料，所制备的涂料具有优异的致密性和附着力，在高温下不开裂，不脱落，且可以有效地保护基底钢材不被氧化。本发明涂料搭配云母粉和硅灰石等特殊形貌的填料，可以有效地提升耐高温涂料的长期存储稳定性，克服了目前纯无机涂料容易焦化和沉淀的问题。
具体实施方案
17.下面结合具体实施方式对本发明进一步阐述
18.实施例1
19.将转速调到300rpm，加水10份，羟乙基纤维素0.1份，水性分散剂0.6份，水性润湿剂0.3份，水性消泡剂0.2份，搅拌1min至纤维素明显增稠；
20.加入20份硅溶胶和1.0份膨润土，搅拌5min，直至分散均匀且透明；
21.随后加入氧化铝25份、碳化硼15份、云母粉7.5份、煅烧高岭土2份，提高转速至1500rpm，分散15min至粉料均匀的分散在体系中；
22.调节转速至500rpm，依次加入20份硅溶胶、0.3份耐水剂，继续搅拌5-10min后，得到成品。
23.实施例2
24.将转速调到300rpm，加水20份，羟乙基纤维素0.4份，水性分散剂0.5份，水性润湿剂0.4份，水性消泡剂0.1份，搅拌1min至纤维素明显增稠；
25.加入20份硅溶胶和0.2份膨润土，搅拌5min，直至分散均匀且透明；
26.随后加入氧化铝20份、碳化硼11份、云母粉9份、煅烧高岭土8份，提高转速至1500rpm，分散15min至粉料均匀的分散在体系中；
27.调节转速至500rpm，依次加入10份硅溶胶、0.4份耐水剂，继续搅拌5-10min后，得到成品。
28.实施例3
29.将转速调到300rpm，加水5份，羟乙基纤维素0.3份，水性分散剂0.4份，水性润湿剂0.3份，水性消泡剂0.3份，搅拌1min至纤维素明显增稠；
30.加入20份硅溶胶和0.4份膨润土，搅拌5min，直至分散均匀且透明；
31.随后加入氧化铝30份、碳化硼7份、云母粉6份、煅烧高岭土5份，提高转速至1500rpm，分散15min至粉料均匀的分散在体系中；
32.调节转速至500rpm，依次加入30份硅溶胶、0.3份耐水剂，继续搅拌5-10min后，得到成品。
33.对比例1
34.将转速调到300rpm，加水5份，羟乙基纤维素0.3份，水性分散剂0.4份，水性润湿剂0.3份，水性消泡剂0.3份，搅拌1min至纤维素明显增稠；
35.加入20份硅溶胶和0.4份膨润土，搅拌5min，直至分散均匀且透明；
36.随后加入氧化铝11份、碳化硼11份、云母粉4份、煅烧高岭土22份，提高转速至1500rpm，分散15min至粉料均匀的分散在体系中；
37.调节转速至500rpm，依次加入30份硅溶胶、0.3份耐水剂，继续搅拌5-10min后，得到成品。本对比例降低氧化铝和碳化硼的总占有量。
38.对比例2
39.将转速调到300rpm，加水5份，羟乙基纤维素0.3份，水性分散剂0.4份，水性润湿剂0.3份，水性消泡剂0.3份，搅拌1min至纤维素明显增稠；
40.加入20份硅溶胶和0.4份膨润土，搅拌5min，直至分散均匀且透明；
41.随后加入碳化硼30份、云母粉7份、煅烧高岭土6份，提高转速至1500rpm，分散15min至粉料均匀的分散在体系中；
42.调节转速至500rpm，依次加入30份硅溶胶、0.3份耐水剂，继续搅拌5-10min后，得到成品。本对比例去除了氧化铝。
43.对比例3
44.将转速调到300rpm，加水5份，羟乙基纤维素0.3份，水性分散剂0.4份，水性润湿剂0.3份，水性消泡剂0.3份，搅拌1min至纤维素明显增稠；
45.加入20份硅溶胶和0.4份膨润土，搅拌5min，直至分散均匀且透明；
46.随后加入氧化铝30份、云母粉3份、煅烧高岭土16.5份，提高转速至1500rpm，分散15min至粉料均匀的分散在体系中；
47.调节转速至500rpm，依次加入30份硅溶胶、0.3份耐水剂，继续搅拌5-10min后，得到成品。本对比例去除碳化硼。
48.本发明的实施例和对比例进行性能比较，耐高温测试使用的是喷砂钢板，测试温度为800℃煅烧10h后浸冷水，观察漆膜状态。成品漆的稳定性是通过50℃放置一个月测定，测试得到的数据如下表1。对比例1为降低氧化铝和碳化硼总添加量，对比例2不添加氧化铝，对比例3为不添加碳化硼。它们在800℃煅烧10h后浸冷水后均开裂；所添加的云母粉和煅烧高岭土具有较轻的体质，可以一定程度上减轻较重的氧化铝的沉淀。
49.表1本发明的耐高温防氧化无机涂料与对比例的性能对比
[0050][0051]
对比例是未添加碳化硼或者没有将碳化硼和氧化铝进行合理的搭配，涂层的附着力明显降低，涂层容易脱落；若没有合理的添加云母粉和高岭土，涂料则容易分水分层，不利于施工。
[0052]
其中水采用普通的自来水；
[0053]
羟乙基纤维素购买自亚跨龙；
[0054]
膨润土购买自南京海明斯；
[0055]
分散剂、润湿剂、消泡剂、增稠剂和耐水剂购买自陶氏化学；
[0056]
煅烧高岭土采购自广福化工；
[0057]
云母粉采购自江西广源化工；
[0058]
硅溶胶购买自宇达化工(mse-1)。
[0059]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员
来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。