[發明專利]陶瓷表面材料與表面涂料

有效

• 申請號: 201810398670.1
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108531078B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 邰召山
• 申請（專利權）人: 兆山科技（北京）有限公司
• 主分類號: C09D183/16
• 分類號: C09D183/16;C09D7/65;C09D7/61;C09D7/20;C09D5/18;C09D5/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發明提供了一種陶瓷表面材料，其包括：20.0wt％～70.0wt％的有機硅，20.0wt％～70.0wt％的有機溶劑，1.0wt％～50wt％的填料，0.1wt％～3.0wt％的助劑，其中有機溶劑選自乙酸丁酯、二甲苯、正丁醚、二乙二醇丁醚乙酸酯、甲基環己烷、正辛烷和鈦酸丁酯中的一種或多種；所述填料由石墨烯、石墨、過渡族金屬氧化物、復合硅酸鹽、稀土氧化物、非金屬與金屬組成。本申請上述陶瓷表面材料中的組分相互協同作用，使其作為涂層時具有更好的綜合性能。

技術領域

本發明涉及表面材料技術領域，尤其涉及陶瓷表面材料與表面涂料。

背景技術

在航空、航天器、電站鍋爐、生物質鍋爐、垃圾焚燒鍋爐、石油化工加熱爐、中小工業鍋爐、各種發動機以及其他熱力設備的生產運行中，受熱面的高溫腐蝕、沖蝕磨損以及沾污結渣等，對上述設備造成了安全運行的極大隱患，同時也會影響上述設備的換熱效率和換熱能力。高溫腐蝕和沖蝕磨損造成受熱面的直接破壞，換熱表面沾污結渣直接導致換熱能力下降、熱力設備熱力系統失衡及熱效率降低，同時導致的爐膛溫度升高還會引起爐管超溫運行、氮氧化物生成以及排放加劇和排煙溫度過高等問題；同時沾污結渣還會加劇換熱表面腐蝕。上述問題直接影響安全生產、節能減排、產品質量與產能，降低設備的使用壽命，給企業帶來巨大損失。

針對上述高溫腐蝕、沾污結渣和沖蝕磨損問題，傳統的解決方法是優化設計、優化運行、提升換熱面基礎材料等級、施用金屬熱噴涂及堆焊熔敷硅酸鹽類陶瓷表面材料與有機硅類陶瓷表面材料，但是上述方法并沒有從根本上解決高溫腐蝕、沖蝕磨損和沾污結渣問題，安全隱患仍然存在。

表面材料是一類重要的工程材料，其是涂布于物體表面在一定條件下能形成薄膜而具有保護、裝潢、絕緣、防腐、防震或耐熱等特殊功能的液體或固體材料。而復合有機硅耐高溫腐蝕自愈合陶瓷表面材料是一種新型的環保功能材料，該材料具有耐高溫、適用溫度范圍寬、耐腐蝕、高硬度、高耐候以及不粘等諸多優點，是一種理想的表面材料。

為了解決鍋爐等生產運行中的高溫腐蝕、沖蝕磨損和沾污結渣問題，研究者研發了一系列的耐高溫抗結渣的硅酸鹽類陶瓷材料，為了強化鍋爐在生產過程中的穩定性，研究者同時進一步強化了陶瓷表面材料的性能，以期得到綜合性能較好的陶瓷表面材料，從而保證工業中鍋爐等加熱設備能夠穩定運行。例如：申請號為201410687121.8的中國專利公開了一種耐高溫抗沾污結渣陶瓷表面材料，其包括：填料、粘結劑和水，其中填料包括氧化鋯、氮化硅、碳化硅、二氧化鈦、高嶺土和稀土氧化物，該專利提供的陶瓷表面材料可耐1050℃高溫，但是該表面材料綜合性能特別是耐還原性氣氛硫腐蝕和氯腐蝕能力仍然不是很高。申請號為201510542509.3的中國專利公開了一種耐高溫腐蝕抗沾污結渣陶瓷表面材料，其包括：填料、粘結劑和水，其中填料包括石墨、氮化硼和稀土氧化物，該專利提供的陶瓷表面材料可耐850℃高溫，但是該表面材料綜合性能特別是耐高溫能力仍然不能滿足高溫環境需求，而既有的有機硅防高溫腐蝕表面材料的專利則普遍存在有機硅升溫熱解過程陶瓷層孔隙率較高、存在貫穿裂紋，所采用的自愈合填料物質多為堿金屬玻璃、金屬氧化物以及熔點溫度較高的非金屬化合物等，以至于自愈合陶瓷表面材料在工業應用最廣泛的溫度區間(250～800℃)自愈合能力較低，不能很好抵御氯腐蝕及還原性硫腐蝕，導致腐蝕介質穿透表面材料腐蝕基材。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種綜合性能較好的陶瓷表面材料，具體表現在陶瓷表面材料的耐腐蝕、耐高溫與自愈合能力較好。

有鑒于此，本申請提供了一種陶瓷表面材料，由以下組分組成：

所述有機溶劑選自乙酸丁酯、二甲苯、正丁醚、二乙二醇丁醚乙酸酯、甲基環己烷、正辛烷和鈦酸丁酯中的一種或多種；

所述填料由石墨烯、石墨、過渡族金屬氧化物、復合硅酸鹽、稀土氧化物、非金屬與金屬組成。