陶瓷涂料及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及涂料技術領域，尤其涉及陶瓷涂料及其應用。
【背景技術】
[0002] 電站鍋爐、石油化工加熱爐以及中小工業鍋爐等的生產運行中，煤粉鍋爐沾污造 成了鍋爐安全運行的極大隱患，同時也會影響鍋爐或加熱爐的效率。高溫換熱表面沾污結 渣直接導致換熱能力下降，爐效降低，進而使換熱表面受熱不均，導致爐管熱應力不均和被 加熱工質受熱不均，同時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。上述問題直接影響企業 的安全生產、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。
[0003] 針對上述沾污結渣的問題，傳統的解決方法是加強吹灰、調整燃料、投運除焦劑、 機械打焦等，但是上述方法并沒有從根本上解決沾污結渣的問題，安全隱患仍然存在。
[0004] 涂料是一類重要的工程材料，其是指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、防銹、防震或耐熱等特殊功能的液體或固體材料。而陶瓷涂料是一種 新型的環保功能材料，具有不粘、耐高溫、高硬度、高耐候、耐腐蝕等諸多優點，是一種理想 的涂料。
[0005] 為了解決鍋爐等生產運行中的沾污結渣問題，研究者研發了一系列的耐高溫抗結 渣陶瓷材料，為了強化上述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涂 料的性能，以期得到綜合性能較好的陶瓷涂料，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涂 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，該專利提供的陶瓷涂料可耐1050°C高溫，但是該涂料綜合性能仍然不是很高。
【發明內容】
[0006] 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涂料。
[0007] 有鑒于此，本申請提供了一種陶瓷涂料，包括：
[0008]
[0009] 余量的水；
[0010] 所述有機粘結劑為硅酮乳液，所述無機粘結劑為鈉水玻璃；
[0011] 所述填料包括石墨、云母、高嶺土、銅絡黑、氧化錯、氧化絡和稀土氧化物。
[0012] 優選的，以所述陶瓷涂料為基，所述石墨的含量為0. 5wt%~2.8wt%，所述云母 的含量為1.Owt%~3.8wt%，所述高嶺土的含量為0. 5wt%~3.Owt%，所述銅絡黑的含 量為3.Owt%~9.6wt%，所述氧化錯的含量為0. 5wt%~5.Owt%，所述氧化絡的含量為 1. Owt%~7.Owt%，所述稀土氧化物的含量為0. 3wt%~3.Owt%。
[0013]優選的，所述助劑包括成膜劑、潤滑劑和消泡劑中的一種或多種。
[0014]優選的，所述鈉水玻璃的模數為1. 2~2. 9 ;所述稀土氧化物為氧化鈰；所述氧化 錯為穩定型氧化錯。
[0015] 優選的，所述稀土氧化物的D50粒度為200~900nm，所述石墨的D50粒度為200~ 900nm，所述云母的D50粒度為200~900nm，所述高嶺土的D50粒度為200~900nm，所述 銅鉻黑的D50粒度為200~900nm，所述氧化鋯的D50粒度為200~900nm，所述氧化鉻的 D50粒度為200~900nm。
[0016]優選的，所述有機粘結劑的含量為3. 5wt%~6wt%，所述有機粘結劑的含量優選 為 4. 5wt% ~5. 5wt%。
[0017]優選的，所述無機粘結劑的含量為20wt%~40wt%，所述無機粘結劑的含量優選 為 25wt% ~32wt%。
[0018]優選的，以所述陶瓷涂料為基，所述石墨的含量為1.Owt%~2. 5wt%，所述云母 的含量為1. 5wt%~3. 5wt%，所述高嶺土的含量為1.Owt%~2.6wt%，所述銅絡黑的含 量為5.Owt%~8.Owt%，所述氧化錯的含量為1. 5wt%~3.Owt%，所述氧化絡的含量為 2. 5wt%~5. 5wt%，所述稀土氧化物的含量為1.Owt%~2. 5wt% ;所述石墨的含量優選為 1. 5wt%~2.Owt%，所述云母的含量優選為2.lwt%~3.2wt%，所述高嶺土的含量優選為 1. 5wt%~2.Owt%，所述銅絡黑的含量優選為6.Owt%~7. 2wt%，所述氧化錯的含量優選 為2. 2wt%~2. 9wt%，所述氧化絡的含量優選為3. 5wt%~4.8wt%，所述稀土氧化物的含 量優選為1. 5wt%~2.Owt%。
[0019]優選的，所述陶瓷涂料包括：4. 9wt%的有機粘結劑，30.Owt%的無機粘結劑， 20. 7wt%的填料，2.Owt%的助劑，余量的水；
[0020] 所述有機粘結劑為硅酮乳液，所述無機粘結劑為鈉水玻璃；
[0021] 所述填料包括1. 7wt%的石墨，2. 4wt%的云母，1.8wt%的高嶺土，6. 3wt%的銅絡 黑，2.8wt%的氧化錯，4.Owt%的氧化絡和1. 7wt%的氧化鋪。
[0022] 本申請還提供了上述方案所述的陶瓷涂料在工業用爐中的應用。
[0023] 本申請提供了 一種陶瓷涂料，包括：3.Owt%~6.8wt%的有機粘結劑， 15.Owt%~45.Owt%的無機粘結劑，7wt%~35wt%的填料，2.Owt%~3.Owt%的助劑以 及余量的水；所述有機粘結劑為硅酮乳液，所述無機粘結劑為鈉水玻璃，所述填料包括稀土 氧化物、石墨、云母、高嶺土、銅鉻黑、氧化鋯和氧化鉻。本申請提供的陶瓷涂料中無機粘結 劑鈉水玻璃中的二氧化硅在第一次升溫及高溫狀態下與其他無機組分反應形成共價鍵及 陶瓷化，并且鈉水玻璃中的鈉有利于降低無機體系的成陶溫度，使得陶瓷涂層具有更好的 溫度適應范圍；同時填料中的稀土氧化物有利于晶粒細化，填充晶粒間隙形成網絡，從而提 高陶瓷涂層的高溫與常溫的韌性、熱穩定性、耐高溫腐蝕性、熱力學特性等；高嶺土具有耐 高溫、耐腐蝕的特性；銅鉻黑由氧化鉻和氧化銅組成了銅鉻黑尖晶石結構，具有高的發射 率，耐高溫、耐腐蝕和高熱膨脹系數。綜上，本申請上述組分協同作用，使陶瓷涂料作為陶瓷 涂層時具有較好的綜合性能，如：耐高溫、高的換熱性能、耐腐蝕、高發射率與抗沾污結渣等 性能。
【具體實施方式】
[0024] 為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是 應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的 限制。
[0025] 本發明實施例公開了一種陶瓷涂料，包括：
[0026]
[0027] 余量的水；
[0028] 所述有機粘結劑為硅酮乳液，所述無機粘結劑為鈉水玻璃；
[0029] 所述填料包括稀土氧化物、石墨、云母、高嶺土、銅絡黑、氧化錯、氧化絡和稀土氧 化物。
[0030] 本申請提供的陶瓷涂料作為陶瓷涂層，其各組分以及各組分的含量通過合理優化 匹配，使陶瓷涂料作為陶瓷涂層時具有較高的綜合性能。
[0031] 本申請提供了一種陶瓷涂料，其中無機粘結劑為鈉水玻璃。所述鉀水玻璃別名硅 酸鉀，分子式為Na20 ?nSi02。本申請陶瓷涂料作為涂層時，鈉水玻璃中的二氧化硅在第一 次升溫及高溫狀態下與其他無機組分反應生成共價鍵及陶瓷化，同時鈉水玻璃中的鈉有利 于降低無機體系的成陶溫度，使得陶瓷涂層具有更好的溫度適應范圍。所述鈉水玻璃的模 數優選為1. 2~2. 9。本申請所述無機粘結劑的含量為15.Owt%~45.Owt%，在一些實施 例中，所述無機粘結劑的含量優選為20.Owt%~40.Owt%，在一些實施例中，所述無機粘 結劑的含量優選為25.Owt%~32.Owt%，在一些實施例中，所述無機粘結劑的含量優選為 28.Owt% ~31.Owt%。
[0032] 本申請所述有機粘結劑為硅酮乳液。所述硅酮乳液與無機粘結劑配合使用，使陶 瓷涂料作為涂層具有較高的性能。本申請所述有機粘結劑的含量為3.Owt%~6.8wt%，在 一些實施例中，所述有機粘結劑的含量優選為3. 5wt%~6.Owt%，在一些實施例中，所述 有機粘結劑的含量優選為4. 5wt%~5. 5wt%。
[0033] 本申請所述填料與所述無機粘結劑、有機粘結劑共同配合，能夠使由陶瓷涂料形 成的涂層具有較好的性能。本申請所述填料包括稀土氧化物、石墨、云母、高嶺土、銅鉻黑、 氧化鋯和氧化鉻，其中所述稀土氧化物更優選為氧化鈰。本申請所述填料中還可包括碳化 硅和二氧化鈦等常規填料。所述填料中氧化鈰有利于晶粒細化，填充晶粒間隙形成網絡，從 而提高陶瓷涂層的高溫與常溫韌性、穩定性、耐高溫腐蝕性、熱力學特性等，同時氧化鈰也 會提高陶瓷涂層與金屬基材的交界面的滲透與結合能力，提高陶瓷涂層與金屬基材結合形 成的復合材料的可靠性，綜上可知，稀土氧化物氧化鈰可全面提升陶瓷涂料形成的涂層的 綜合性能和可靠性；所述云母為片狀結構形成了對縱向滲透的有效遮擋；所述高嶺土具有 耐高溫、耐腐蝕的特性；所述銅鉻黑是由氧化鉻和氧化銅組成的銅鉻黑尖晶石結構，具有高 發射率、耐高溫、耐腐蝕與高熱膨脹系數等特點；所述氧化鋯是由質量比為95%的氧化鋯 和5%的氧化釔構成，具有耐高溫、耐磨損、高發射率的特點，本申請所述氧化鋯優選為穩定 型氧化鋯；所述氧化鉻具有耐高溫、高發射率與高熱膨脹系數的特點。
[0034] 以所述陶瓷涂層為基，本申請所述填料中所述石墨的含量為0. 5wt%~2.8wt%， 所述云母的含量為1. 〇wt%~3.8wt%，所述高嶺土的含量為0. 5wt%~3.Owt%，所述銅絡 黑的含量為3.Owt%~9.6wt%，所述氧化錯的含量為0. 5wt%~5.Owt%，所述氧化絡的 含量為1. 〇wt%~7.Owt%，所述稀土氧化物的含量為0. 3wt%~3.Owt%。在一些實施例 中，所述石墨的含量為1. 〇wt%~2. 5wt%，所述云母的含量為1. 5wt%~3. 5wt%，所述