本發(fā)明屬于設(shè)備防護(hù)涂層,涉及一種耐高溫防腐蝕涂層及其制備方法和用途。
背景技術(shù):
1、垃圾焚燒是一種廢物處理技術(shù),通過高溫燃燒將城市固體垃圾轉(zhuǎn)化為氣體、熱量和殘留灰燼。垃圾焚燒爐是實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒過程的核心設(shè)備,在運(yùn)行過程中,受熱面會受到高溫、腐蝕性氣體和飛灰的沖刷,導(dǎo)致材料腐蝕和磨損。
2、現(xiàn)有的垃圾焚燒爐防結(jié)焦技術(shù)主要包括機(jī)械清理、傳統(tǒng)化學(xué)防護(hù)涂層和吹灰裝置。涂層防護(hù)是受熱面防腐的重要方式。陶瓷涂層具有高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、耐磨損、高硬度、耐腐蝕和抗氧化等特點(diǎn),是耐高溫防腐的理想材料。但是陶瓷涂層的熱膨脹系數(shù)較低,與金屬基材的熱膨脹性能不匹配,會產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力,在界面缺陷處形成應(yīng)力集中,促使裂紋生成,在熱循環(huán)過程中裂紋擴(kuò)展并連通成一定尺寸的大裂紋,導(dǎo)致涂層平行于金屬基底而開裂、脫落。
3、因此,如何得到耐高溫且防腐蝕性能優(yōu)異的涂層結(jié)構(gòu),并且提升涂層的使用期限,是亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫防腐蝕涂層及其制備方法和用途。本發(fā)明通過特定組分的底層和表層的協(xié)同配合,實(shí)現(xiàn)了與設(shè)備受熱面長期、高強(qiáng)度結(jié)合,且耐高溫性能和耐腐蝕性能優(yōu)異,具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和使用價(jià)值,保證了涂層防護(hù)的設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行。
2、為達(dá)到此發(fā)明目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
3、第一方面,本發(fā)明提供一種耐高溫防腐蝕涂層,所述耐高溫防腐蝕涂層包括依次層疊的底層和表層;
4、所述底層包括微米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體、第一碳材料和聚硅氧烷;
5、所述表層包括納米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體、第二碳材料和聚硅氮烷。
6、需要說明的是,本發(fā)明中的涂層結(jié)構(gòu),底層更靠近于設(shè)備受熱面待防護(hù)表面。
7、還需要說明的是,本發(fā)明中高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體即為20~1000℃條件下熱膨脹系數(shù)為10~15×10-6/℃的金屬氧化物基的陶瓷粉體結(jié)構(gòu),通過稀土摻雜改性制得,且本發(fā)明所述熱膨脹系數(shù)均為線膨脹系數(shù)。
8、本發(fā)明中的涂層結(jié)構(gòu),通過了特定組分的底層和特定組分的表層協(xié)同配合,實(shí)現(xiàn)涂層性能協(xié)同優(yōu)化;涂層與設(shè)備受熱面的熱膨脹系數(shù)趨同,滿足了涂層與設(shè)備受熱面的長期、高強(qiáng)度結(jié)合,更好的保護(hù)受熱面不受腐蝕,減少設(shè)備零部件的維護(hù)與更換,延長設(shè)備服役年限,具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,同時(shí)底層采用大粒徑陶瓷粉體構(gòu)建高強(qiáng)抗沖擊骨架,表層運(yùn)用小粒徑陶瓷粉體致密化封裝,同步提升涂層的力學(xué)承載能力與表面防護(hù)效能;“底層微米級+表層納米級”的設(shè)計(jì)通過梯度結(jié)構(gòu)和多尺度協(xié)同效應(yīng),兼顧機(jī)械強(qiáng)度、熱應(yīng)力釋放與高溫涂層防腐性;表層的聚硅氮烷可在高溫下轉(zhuǎn)化成sicn陶瓷,形成致密薄膜,具有良好的高溫穩(wěn)定性、抗氧化性;底層中的第一碳材料和表層中的第二碳材料提升了涂層的散熱性、抗氧化性、耐腐蝕性和耐磨性,保障了設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行。
9、以下作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,但不作為對本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制,通過以下優(yōu)選的技術(shù)方案,可以更好的達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。
10、優(yōu)選地,所述底層的厚度為90~110μm,例如90μm、95μm、100μm、105μm或110μm等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
11、優(yōu)選地,所述表層的厚度為8~12μm,例如8μm、9μm、10μm、11μm或12μm等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
12、本發(fā)明的技術(shù)方案中,合適的底層厚度和表層厚度利于涂層綜合性能的發(fā)揮;而進(jìn)一步到限定底層厚度為90~110μm和/或表層厚度為8~12μm,使得總的涂層結(jié)構(gòu)厚度適中,兼顧了附著力和耐磨性的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)綜合防護(hù)效能的最大化。
13、優(yōu)選地,所述微米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體的粒徑為5~40μm,例如5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
14、本發(fā)明中,底層中的微米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體的粒徑為5~40μm,具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性,能夠?yàn)橥繉犹峁┝己玫闹谓Y(jié)構(gòu),在高溫環(huán)境下,這種支撐結(jié)構(gòu)可以有效抵抗熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力,防止涂層因熱膨脹和收縮而產(chǎn)生裂紋或剝落;同時(shí)由于微米級顆粒的堆積密度相對較高,可以在較薄的涂層厚度下實(shí)現(xiàn)所需的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性;同時(shí)起到了降低了涂層的厚度并還減少材料的使用量,降低成本的作用;此外,微米級陶瓷粉體的燒結(jié)活性相對較低,還有助于減少涂層在高溫?zé)Y(jié)過程中的晶粒異常長大,從而獲得細(xì)小均勻的晶粒結(jié)構(gòu),提高涂層的整體性能。優(yōu)選地,所述微米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體的表面經(jīng)過了硅烷偶聯(lián)劑改性。
15、優(yōu)選地,20~1000℃條件下,所述微米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體的熱膨脹系數(shù)為10~15×10-6/℃,例如10×10-6/℃、10.5×10-6/℃、11×10-6/℃、11.5×10-6/℃、12×10-6/℃、12.5×10-6/℃、13×10-6/℃、13.5×10-6/℃、14×10-6/℃、14.5×10-6/℃、或15×10-6/℃等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
16、優(yōu)選地,所述納米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體的粒徑為50~200nm,例如50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm或200nm等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
17、本發(fā)明的技術(shù)方案中,優(yōu)選納米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體的粒徑為50~200nm,該粒徑范圍下的納米級陶瓷粉體顆粒細(xì)小,比表面積大,表面能高,燒結(jié)活性強(qiáng),其用于涂層的表層結(jié)構(gòu)中,可以填充微米級顆粒之間的孔隙,形成更加致密的涂層結(jié)構(gòu),這種致密結(jié)構(gòu)能夠有效阻擋腐蝕介質(zhì)的滲透,提高涂層的耐腐蝕性能;通過進(jìn)一步協(xié)同調(diào)控底層結(jié)構(gòu)中微米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體的粒徑分布(精確控制在5~40μm范圍內(nèi)),可實(shí)現(xiàn)與表層涂層的粒徑梯度優(yōu)化組合。這種粒徑搭配策略能精確調(diào)節(jié)復(fù)合涂層的熱膨脹系數(shù),使其與基體材料的熱膨脹特性實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異的熱力學(xué)匹配。該協(xié)同效應(yīng)不僅有效緩解涂層與基體間的熱應(yīng)力集中現(xiàn)象,還能顯著抑制因熱失配引發(fā)的涂層微觀裂紋萌生與擴(kuò)展,從而大幅提升涂層體系的服役穩(wěn)定性和壽命。
18、優(yōu)選地,所述納米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體的表面經(jīng)過了硅烷偶聯(lián)劑改性。
19、本發(fā)明將底層中的微米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體和/或表層中的納米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體進(jìn)行硅烷偶聯(lián)劑改性,還起到了降低粉體的表面能,強(qiáng)化粉體表面對分散介質(zhì)的潤濕性,改變粉體界面結(jié)構(gòu),提高粉體分散性和均勻性的作用。
20、優(yōu)選地,20~1000℃條件下,所述納米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體的熱膨脹系數(shù)為10~15×10-6/℃,例如10×10-6/℃、10.5×10-6/℃、11×10-6/℃、11.5×10-6/℃、12×10-6/℃、12.5×10-6/℃、13×10-6/℃、13.5×10-6/℃、14×10-6/℃、14.5×10-6/℃、或15×10-6/℃等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
21、本發(fā)明提供的高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體中,無論是微米級還是納米級結(jié)構(gòu),其熱膨脹系數(shù)均較高,可更好地與設(shè)備受熱面結(jié)合,且底層與表層之間的結(jié)合強(qiáng)度也較高,不易脫落。
22、優(yōu)選地,所述底層微米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體和所述表層中納米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體只有粒徑不同。
23、本發(fā)明提供的涂層結(jié)構(gòu)中,底層和表層的陶瓷粉體僅僅粒徑不同,其他的成分均一致。
24、優(yōu)選地,所述第一碳材料和所述第二碳材料各自獨(dú)立地包括微晶碳材料。
25、可以理解的是,本發(fā)明中的微晶碳材料具有類金剛石結(jié)構(gòu),是由微小晶體組成的碳材料,晶體尺寸通常在納米到微米級別,結(jié)合了晶體和非晶態(tài)碳的特性。
26、本發(fā)明優(yōu)選具有較高熱導(dǎo)率的陶瓷粉體和前驅(qū)體,且高溫下形成致密陶瓷層(如sic、si3n4),進(jìn)一步在底層和表面中添加高導(dǎo)熱微晶碳材料,構(gòu)建了三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),利用聲子傳導(dǎo)和電子傳導(dǎo)協(xié)同作用提升熱導(dǎo)率,導(dǎo)熱系數(shù)相比未添加微晶碳材料的涂層大幅提高,最高約400w/(m·k),有效避免了熱應(yīng)力和熱沖擊損傷,大幅提高了涂層壽命;同時(shí)還使得涂層具有更高效的散熱性、更高的抗氧化性、更好的耐腐蝕性和更優(yōu)異的耐磨性。
27、優(yōu)選地,所述微晶碳材料的熱導(dǎo)率>2000w/(m·k),例如2100w/(m·k)、2200w/(m·k)、2300w/(m·k)、2400w/(m·k)、2410w/(m·k)、2450w/(m·k)、2480w/(m·k)、2500w/(m·k)、2520w/(m·k)、2550w/(m·k)、2580w/(m·k)、2600w/(m·k)、2630w/(m·k)、2650w/(m·k)、2700w/(m·k)、2800w/(m·k)或2900w/(m·k)等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
28、優(yōu)選地,所述微晶碳材料包括微晶石墨和/或碳納米管。
29、第二方面,本發(fā)明提供一種如第一方面所述的耐高溫防腐蝕涂層的制備方法,所述制備方法包括:
30、涂覆底層漿料,得到底層,于所述底層表面涂覆表層漿料,得到耐高溫防腐蝕涂層;
31、所述底層漿料包括微米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體、第一碳材料、聚硅氧烷和第一溶劑;所述表層漿料包括納米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體、第二碳材料、聚硅氮烷和第二溶劑。
32、需要說明的是,本發(fā)明中的底層漿料涂覆于設(shè)備待防護(hù)的受熱面的表面即可,所述設(shè)備受熱面的材質(zhì)包括316l金屬板。
33、本發(fā)明通過簡單的漿料涂覆法,其中的聚硅氧烷、聚硅氮烷溶于溶劑體系,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)交聯(lián)固化,形成了致密的陶瓷結(jié)構(gòu)涂層;從而得到了具有優(yōu)異的耐高溫性能、耐腐蝕性能、耐磨性能和穩(wěn)定性的涂層結(jié)構(gòu),且與設(shè)備受熱面的結(jié)合強(qiáng)度高,保障了設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行;制備過程操作簡單,無需復(fù)雜的處理過程。
34、例如,在設(shè)備受熱面涂覆底層漿料,第一干燥固化,得到底層,于所述底層表面涂層涂覆表層漿料,第二干燥固化,得到涂層結(jié)構(gòu),受熱面受熱,進(jìn)一步地得到了性能更為優(yōu)異的耐高溫防腐蝕涂層。
35、本發(fā)明在設(shè)備受熱面制備得到涂層結(jié)構(gòu)后,設(shè)備受熱過程中,聚硅氧烷和聚硅氮烷可進(jìn)一步地發(fā)生化學(xué)反應(yīng)交聯(lián)固化,實(shí)現(xiàn)涂層的致密化。
36、優(yōu)選地,所述微米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體在所述底層漿料中的質(zhì)量占比為10~40wt%,例如10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%、35wt%或40wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
37、優(yōu)選地,所述第一碳材料在所述底層漿料中的質(zhì)量占比為5~15wt%,例如5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%或15wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
38、優(yōu)選地,所述聚硅氧烷在所述底層漿料中的質(zhì)量占比為20~79wt%,例如20wt%、25wt%、30wt%、35wt%、40wt%、45wt%、50wt%、55wt%、60wt%、65wt%、70wt%、75wt%或79wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
39、優(yōu)選地,所述第一溶劑在所述底層漿料中的質(zhì)量占比為5~20wt%,例如5wt%、8wt%、10wt%、13wt%、15wt%、18wt%或20wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
40、優(yōu)選地,所述底層漿料中還包括第一助劑,所述第一助劑在所述底層漿料中的質(zhì)量占比為1~5wt%,例如1wt%、2wt%、3wt%、4wt%或5wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
41、本發(fā)明中,調(diào)控底層漿料中各個(gè)原料的質(zhì)量占比優(yōu)選為上述數(shù)值范圍內(nèi),充分發(fā)揮涂層的協(xié)同作用,形成梯度結(jié)構(gòu),增強(qiáng)涂層的結(jié)合力和表面耐腐蝕性能,在保證性能的前提下還可以降低涂料成本。
42、優(yōu)選地,所述納米級高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體在所述表層漿料中的質(zhì)量占比為10~40wt%,例如10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%、35wt%或40wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
43、優(yōu)選地,所述第二碳材料在所述表層漿料中的質(zhì)量占比為5~15wt%,例如5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%或15wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
44、優(yōu)選地,所述聚硅氮烷在所述表層漿料中的質(zhì)量占比為20~79wt%,例如20wt%、25wt%、30wt%、35wt%、40wt%、45wt%、50wt%、55wt%、60wt%、65wt%、70wt%、75wt%或79wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
45、優(yōu)選地,所述第二溶劑在所述表層漿料中的質(zhì)量占比為5~20wt%,例如5wt%、8wt%、10wt%、13wt%、15wt%、18wt%或20wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
46、優(yōu)選地,所述表層漿料中還包括第二助劑,所述第二助劑在所述表層漿料中的質(zhì)量占比為1~5wt%,例如1wt%、2wt%、3wt%、4wt%或5wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
47、本發(fā)明中,調(diào)控表層漿料中各個(gè)原料的質(zhì)量占比優(yōu)選為上述數(shù)值范圍內(nèi),充分發(fā)揮涂層的協(xié)同作用,形成梯度結(jié)構(gòu),增強(qiáng)涂層的結(jié)合力和表面耐腐蝕性能,在保證性能的前提下還可以降低涂料成。
48、此外,本發(fā)明在涂層中的第一助劑和第二助劑均為常規(guī)技術(shù)選擇,本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行適應(yīng)性選擇即可;例如,所述第一助劑和所述第二助劑各自獨(dú)立地包括丙二醇苯醚、二乙二醇丁醚、苯氧乙醇、二丙酮醇、芳烴類溶劑油(如solvesso150)、流平劑(如efka3777)中的一種或多種。
49、優(yōu)選地,所述高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體的制備方法包括:
50、混合金屬氧化物原料與摻雜劑原料,得到混合粉體,將混合粉體壓制成型,燒結(jié),得到高熱膨脹系數(shù)陶瓷;
51、將所述高熱膨脹系數(shù)陶瓷進(jìn)行等離子體球化,得到所需粒徑大小的高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體。
52、本發(fā)明中,選用金屬氧化物與摻雜劑作為原料,經(jīng)過簡單的壓制成型和燒結(jié),即可得到具有高熱膨脹系數(shù)的陶瓷粉體結(jié)構(gòu),而通過等離子體球化,即可得到所需的微米級高熱膨脹陶瓷粉體和納米級高熱膨脹陶瓷粉體。
53、可選地,所述金屬氧化物原料包括mgo、al2o3、y2o3、zro2、la2o3、sm2o3、yb2o3、ta2o5或nd2o3中的至少兩種。
54、可選地,所述摻雜劑原料在所述粉體中的質(zhì)量占比為5~20wt%,例如5wt%、8wt%、10wt%、13wt%、15wt%、18wt%或20wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
55、可選地,所述摻雜劑原料包括ta2o5、nd2o5、er2o3、sm2o3、gd2o3、ceo2、tio2或yb2o3中的至少一種。
56、可選地,所述金屬氧化物原料與所述摻雜劑原料的物質(zhì)種類不同。
57、可選地,所述混合粉體的目數(shù)為60~200目,例如60目、80目、100目、150目或200目等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
58、可選地,所述壓制成型的方法包括冷等靜壓法,所述冷等靜壓的壓力為200~300mpa,例如200mpa、225mpa、250mpa、275mpa或300mpa等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
59、可選地,所述燒結(jié)的溫度為1500~1800℃,例如1500℃、1600℃、1700℃或1800℃等,所述燒結(jié)的時(shí)間為4~8h,例如4h、5h、6h、7h或8h等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
60、可選地,所述等離子體球化的具體過程包括:將高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉碎、研磨、烘干,得到高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體;通過送粉裝置,將陶瓷粉體由載氣送入等離子體炬中,粉末顆粒在高溫等離子體中吸收大量的熱,表面迅速熔化;熔融后的陶瓷粉體在表面張力的作用下形成球形液滴,隨后離開等離子體炬,進(jìn)入熱交換室中進(jìn)行冷卻凝固;冷卻凝固后的球形陶瓷粉體落入球化裝置底部的收集裝置中,篩選得到滿足粒徑要求的球形高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體。
61、可選地,所述等離子體球化過程中的等離子體功率為30~100kw,例如30kw、40kw、50kw、60kw、70kw、80kw、90kw或100kw等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
62、可選地,所述等離子體球化過程中的載氣流量為3~8l/min,例如3l/min、4l/min、5l/min、6l/min、7l/min或8l/min等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
63、可選地,所述等離子體球化過程中的送粉速率為3~8g/min,例如3g/min、4g/min、5g/min、6g/min、7g/min或8g/min等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
64、除了采用本發(fā)明提供的方法得到的不同粒徑大小的高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體外,本領(lǐng)域技術(shù)人員也可直接購買得到所述的陶瓷粉體結(jié)構(gòu),能滿足本發(fā)明中的需求即可。
65、優(yōu)選地,將所需粒徑大小的高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體與硅烷偶聯(lián)劑混合改性,得到改性高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體。
66、對于本發(fā)明的技術(shù)方案而言,陶瓷粉體的硅烷偶聯(lián)劑的改性過程為常規(guī)技術(shù)方案,本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行硅烷偶聯(lián)劑的種類選擇、加入量以及具體改性條件的選擇和調(diào)整即可。
67、例如,可選地,所述硅烷偶聯(lián)劑包括氨基硅烷、環(huán)氧硅烷、烷基硅烷、硫醇硅烷、氟硅烷中的一種,優(yōu)選為烷基硅烷或環(huán)氧硅烷中至少一種。
68、可選地,所述硅烷偶聯(lián)劑的加入量為所述所需粒徑大小的高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體的質(zhì)量的0.5%~3%,例如0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%或3%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
69、可選地,所述混合改性的方法具體包括:將高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體加入第三溶劑中進(jìn)行超聲分散,得到高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體分散液;將硅烷偶聯(lián)劑加入去離子水和第三溶劑混合液中,得到硅烷偶聯(lián)劑水解液;將硅烷偶聯(lián)劑水解液緩慢滴加到高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體分散液,加熱、攪拌,得到改性高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體。
70、可選地,所述高熱膨脹系數(shù)陶瓷粉體與第三溶劑的質(zhì)量比為1:(40~80),例如1:40、1:50、1:60、1:70或1:80等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
71、可選地,所述硅烷偶聯(lián)劑、去離子水和第三溶劑的質(zhì)量比為1:(1~2):(10~20),例如1:1:10、1:1:15、1:1:20、1:2:10、1:2:15或1:2:20等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
72、可選地,所述加熱的溫度為60~80℃,例如60℃、70℃或80℃等,所述加熱的時(shí)間為2~6h,例如2h、3h、4h、5h或6h等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。
73、還需要說明的是,本發(fā)明不對第一溶劑、第二溶劑和第三溶劑的具體物質(zhì)種類做特殊限定,可起到溶劑作用且不會影響漿料性能的常規(guī)物質(zhì),本發(fā)明均適用。
74、例如,所述第一溶劑和所述第二溶劑各自獨(dú)立地選自乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、甲苯、二甲苯、丙酮、二氯甲烷、乙二醇甲醚或乙二醇乙醚中的至少一種;所述第三溶劑選自甲醇、無水乙醇、異丙醇或丁醇中的至少一種。
75、第三方面,本發(fā)明還提供一種耐高溫防腐蝕涂層的用途,所述用途包括將如第一方面所述的耐高溫防腐蝕涂層或如第二方面所述的耐高溫防腐蝕涂層用于設(shè)備受熱面的涂層防護(hù)中。
76、優(yōu)選地,所述設(shè)備具有金屬基材的受熱面。
77、本發(fā)明提供的涂層結(jié)構(gòu),更適用于金屬基材受熱面的設(shè)備中,涂層中的組分與金屬基材的結(jié)合性能更為優(yōu)異,且散熱性、耐高溫性能、耐腐蝕性能、耐磨性以及穩(wěn)定性等綜合性能也更為優(yōu)異,從而保障了設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行。
78、相對于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有以下有益效果:
79、本發(fā)明中的涂層結(jié)構(gòu),通過了特定組分的底層和特定組分的表層協(xié)同配合;涂層中的組分與設(shè)備受熱面的熱膨脹系數(shù)趨同,滿足了涂層與設(shè)備受熱面的長期、高強(qiáng)度結(jié)合,更好的保護(hù)受熱面不受腐蝕,減少設(shè)備零部件的維護(hù)與更換,延長設(shè)備服役年限,具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值;涂層中的聚硅氮烷可在高溫下轉(zhuǎn)化成sicn陶瓷,形成致密薄膜,具有良好的高溫穩(wěn)定性、抗氧化性;底層中的第一碳材料和表層中的第二碳材料提升了涂層的散熱性、抗氧化性、耐腐蝕性和耐磨性,保障了設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行。