[發明專利]一種耐高溫防氧化涂料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201911411545.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111117308A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 田鵬;梁靜召;谷輝格;白宗奇;陳國濤;郝占全
• 申請（專利權）人: 河鋼股份有限公司承德分公司
• 主分類號: C09D1/00
• 分類號: C09D1/00;C09D7/61
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李坤

本發明涉及涂料技術領域，具體公開了一種耐高溫防氧化涂料及其制備方法和應用。所述耐高溫防氧化涂料包括如下質量份數的原料組分：生石灰5?10份，耐火黏土5?15份，氧化鐵皮10?25份和水50?80份。本發明中耐火黏土、生石灰和氧化鐵皮協同作用，不但使涂料具有良好的涂刷或噴涂性能，還使涂料具有良好的高溫化學穩定性，且形成的涂層致密，可使鋼坯與加熱爐內氧化介質隔離開，且無需使鋼坯冷卻降溫即可涂覆或噴涂，不會出現涂層開裂等問題，可有效減少氧化燒損和表面脫碳，且涂料原料價格低廉，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及耐高溫涂料技術領域，尤其涉及一種耐高溫防氧化涂料及其制備方法和應用。

背景技術

鋼鐵企業每年因各種作用造成的氧化損失占世界粗鋼產量的1.5-4％，僅加熱過程中鋼坯的表面高溫氧化燒損率就達到了2％，造成了材料和能源的巨大浪費。同時，鋼坯表面的氧化脫碳還會造成材料硬度的下降，進而影響材料的耐磨性能，嚴重時還會造成產品報廢，因此，通過多種手段抑制鋼材在高溫下的氧化燒損和氧化脫碳現象的發生具有非常重要的意義。目前，常壓的方法有真空法、防氧化氣氛法和涂料技術。其中，涂料技術具有成本低廉、操作簡便的優點得到了廣泛的應用。目前主要有以石英砂為主要原料的高溫涂料，SiO₂-Al₂O₃-ZrO₂-Cr₂O₃耐高溫涂料體系，以硅酸鹽為主體、以聚丙烯醇為粘結劑的碳鋼玻璃陶瓷防氧化涂料，搪瓷涂料，MgO-Cr₂O₃系，金屬鋁系，MnO₂系涂料、納米硅酸鹽涂料等。

雖然上述材料在一定程度上具有高溫抗氧化燒損和防氧化脫碳的作用，但是依然存在一些不足：(1)抗氧化溫度較低，多數抗氧化涂料的抗氧化溫度在1000℃左右；(2)涂料的普遍適用性較差，通常某種涂料只針對某一特定的鋼材才能取得較高的抗氧化和防燒損的效果；(3)被涂覆表面需要事先進行預處理，且涂料的回收利用困難，增加生產成本；(4)部分存在含有毒物質Cr₂O₃、貴重稀土金屬氧化物，或者含有增加碳排放的含碳還原劑(石墨電極、SiC或碳粉)；(5)需要涂覆鋼材冷卻至低溫才能涂覆，高溫涂覆時易出現膨脹開裂等問題，不適用于連鑄坯熱裝和爐后除磷。因此，研制一種成本低廉、適用范圍廣泛，可重復回收利用且適用于熱涂的綠色環保型耐高溫防氧化防氧化涂料成為鋼鐵行業亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術中耐高溫防氧化涂料存在適用范圍較窄、不可重復利用、不適用于熱涂以及制備成本較高問題，本發明提供一種耐高溫防氧化涂料及其制備方法和應用。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案是：

一種耐高溫防氧化涂料，包括如下質量份數的原料組分：生石灰5-10份，耐火黏土5-15份，氧化鐵皮10-25份和水50-80份。

相對于現有技術，本發明提供的耐高溫防氧化涂料具有如下有益效果：

(1)選擇耐火黏土作為原料，選擇合適含量的耐火黏土在與水混合后可形成粘度適中的泥漿，從而使涂料具有良好的涂刷或噴涂性能；且耐火黏土中含有的二氧化硅或硅酸鹽在高溫時可與氧化鐵皮中的氧化亞鐵反應生成FeO·SiO₂(鐵橄欖石)，從而在鋼坯上形成易剝離的陶瓷保護層；其在加熱過程中，當溫度高于800℃時，耐火黏土中低、中、高共熔氧化物逐漸熔化，在鋼皮表面形成一層均勻致密的氧化膜，阻止氧化氣氛與鋼坯表面的接觸，從而可在800-1300℃范圍內起到抗氧化作用；