一种防挂渣耐高温涂料及制备工艺的制作方法

本发明涉及抗挂渣涂料，具体是一种防挂渣耐高温涂料及制备工艺。

背景技术：

1、在冶金生产过程中，液态渣钢铁飞溅会导致冶金容器口部粘结现象严重，该现象严重影响生产效果，同时也给渣钢铁的清理带来了困难。清理过程的困难主要表现为劳动强度大、时间长，并且需要处理大量的渣钢铁。此外，清理过程还会导致容器口部内衬严重损坏，修复时需要消耗大量耐火材料，修补时间也较长。所有这些问题，都严重影响了冶炼生产的效率，增加了劳动强度，并使炼钢成本不断增加。为解决上述问题，提高冶炼生产效率和降低成本，可以采用防挂渣耐高温涂料对工艺设备进行有效保护。防挂渣耐高温涂料在现代工业中具有重要的价值，能提供以下方面的现代化需求：(1)高温保护和耐磨损：防挂渣耐高温涂料能有效保护设备在高温环境下免受热疲劳、氧化和腐蚀的影响。同时，涂料的耐磨损性能可以延长设备使用寿命，降低维护和更换的频率。(2)节能与效率提升：高温涂料具备良好的隔热性能，减少热量传导和热辐射，从而降低能源消耗。此外，涂料减少设备在高温工作环境下的热量损失，提高能源利用效率。(3)表面保护和防腐蚀：防挂渣耐高温涂料能形成一层保护性薄膜，有效防止氧气、湿度和化学物质对设备表面的腐蚀和损害，延缓材料老化和磨损。通过使用防挂渣耐高温涂料，可以更好地解决冶金生产中液态渣钢铁导致的设备粘结问题。这将显著提高生产效率，减轻劳动强度，降低炼钢成本。

2、为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种防挂渣耐高温涂料及制备工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种防挂渣耐高温涂料及制备工艺，以解决现有技术中的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种防挂渣耐高温涂料的制备工艺，包括以下步骤：

4、步骤一：将苯酚、甲醛和邻甲酚混合，搅拌并添加氨水调节ph至8.5-9.0，再于75-80℃搅拌回流反应1.5-3.0h，再升温至100-110℃继续搅拌回流反应2-3h，得到酚醛树脂预产物；再向酚醛树脂预产物中滴加2-(二甲基苯基硅烷基)苄醇，100-110℃反应2-3h，反应结束后经减压抽滤、升温抽滤，制备得到酚醛树脂结合剂；

5、步骤二：将铝矾土和分散剂充分混合，得到陶瓷浆料，再将陶瓷浆料进行喷雾干燥，得到陶瓷微球生胚；将陶瓷微球生胚依次进行预烧结、二次烧结，制备得到陶瓷微球；将陶瓷微球和酚醛树脂结合剂混合，充分搅拌30-50min，得到预料1；

6、步骤三：将高硅粉、白云石、白泥、石墨烯、碳化硅混合，在转速为250-350rpm的条件下球磨4-5h，制备得到预料2；最后将预料1、预料2、稀土氧化物和酚醛树脂结合剂混合，充分搅拌10-15min，制备得到成品。

7、较为优化地，步骤一中，改性酚醛树脂各组分含量为：以质量份数计，40-50份苯酚、45-55份甲醛、0.2-0.3份邻甲酚、15-20份2-(二甲基苯基硅烷基)苄醇。

8、较为优化地，步骤一中，减压抽滤时，75-80℃减压0.1-0.2mpa抽滤2-3h。

9、较为优化地，步骤一中，升温抽滤时，100-110℃减压0.1-0.2mpa抽滤4-5h。

10、较为优化地，步骤二中，陶瓷微球生胚中分散剂的用量为0.1-0.2wt％，余量为铝矾土；所述分散剂为聚丙烯酸钠；所述陶瓷微球的粒径为120-130μm。

11、较为优化地，步骤二中，陶瓷微球和酚醛树脂结合剂的质量比为10：(1-2)。

12、较为优化地，步骤二中，喷雾干燥工艺参数：温度为180-300℃，喷雾转速为5500-6500rpm。

13、较为优化地，步骤二中，预烧结温度为800-900℃；二次烧结温度为1500-1600℃。

14、较为优化地，步骤三中，制备预料2时，高硅粉、白云石、白泥、石墨烯、碳化硅的质量比为(2-3)：1：1：1：2。

15、较为优化地，步骤三中，成品各组分含量为：以质量分数计，55-60％预料1、35-40％预料2、5-10％酚醛树脂结合剂，余量为稀土氧化物。

16、本发明的有益效果：

17、本发明通过添加苯酚、甲醛、邻甲酚和2-(二甲基苯基硅烷基)苄醇，制备得到酚醛树脂结合剂。再通过添加铝矾土和分散剂，得到陶瓷浆料；通过对陶瓷浆料依次进行喷雾干燥、预烧结、二次烧结，制备得到陶瓷微球。将陶瓷微球和酚醛树脂结合剂混合，得到预料1。将高硅粉、白云石、白泥、石墨烯、碳化硅混合，经球磨后得到预料2；最后将预料1、预料2、稀土氧化物和酚醛树脂结合剂混合，充分搅拌制备得到成品。

18、本发明的特点在于，步骤一中，通过添加苯酚、甲醛、邻甲酚和2-(二甲基苯基硅烷基)苄醇，制备得到酚醛树脂结合剂。酚醛树脂结合剂的制备原理为：首先将苯酚、甲醛和邻甲酚进行酚醛缩合反应，制备得到酚醛树脂预产物；再添加2-(二甲基苯基硅烷基)苄醇，通过原位聚合法在酚醛分子中引入硅烷，制备得到酚醛树脂结合剂。该酚醛树脂结合剂具有以下优点：(1)通过在防挂渣耐高温涂料中添加该酚醛树脂结合剂，能够和让涂料和设备产生紧密的结合，提升涂层的致密度，增强涂层的热稳定性，使其能够在高温环境下保持稳定，并有效抵抗高温引起的氧化和热膨胀等问题。(2)将酚醛树脂结合剂添加至涂料中并涂覆在冶金容器表面之后，因为该酚醛树脂结合剂引入了硅烷基，所以可以有效地防止液态渣钢铁在表层上粘结，这样降低了设备粘结的风险，减轻了清理和维护的负担。(3)由于该酚醛树脂结合剂中引入了硅烷基，因此能够提升涂料表面的耐磨损和耐腐蚀性能，有效保护冶金容器表面免受颗粒物和化学物质的侵蚀，延长设备的使用寿命。

19、本发明的特点在于，步骤二中，通过添加铝矾土和分散剂，得到陶瓷浆料；再对陶瓷浆料依次进行喷雾干燥、预烧结、二次烧结，制备得到陶瓷微球。再将陶瓷微球和酚醛树脂结合剂混合，得到预料1。该步骤中通过使用成本较低的铝矾土为原料，制备得到具有高球形度的陶瓷微球。通过将陶瓷微球预先和酚醛树脂结合剂混合，能够使陶瓷微球均匀的分散于结合剂中，有助于提高结合强度和粘附性，确保陶瓷微球能够牢固地固定在结合剂中，在制备涂层时能够增加涂层的耐久性和稳定性。

20、本发明的特点在于，步骤三中，将高硅粉、白云石、白泥、石墨烯、碳化硅混合，经过球磨制备得到预料2。通过球磨可以将高硅粉、白云石、白泥、石墨烯和碳化硅等原料更加均匀地混合在一起，这有助于提高涂层的密实性、耐磨性和耐化学侵蚀性等物理性能，增加涂层的使用寿命和稳定性。

技术特征：

1.一种防挂渣耐高温涂料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种防挂渣耐高温涂料的制备工艺，其特征在于：步骤一中，改性酚醛树脂各组分含量为：以质量份数计，40-50份苯酚、45-55份甲醛、0.2-0.3份邻甲酚、15-20份2-(二甲基苯基硅烷基)苄醇。

3.根据权利要求1所述的一种防挂渣耐高温涂料的制备工艺，其特征在于：步骤一中，减压抽滤时，75-80℃减压0.1-0.2mpa抽滤2-3h。

4.根据权利要求1所述的一种防挂渣耐高温涂料的制备工艺，其特征在于：步骤一中，升温抽滤时，100-110℃减压0.1-0.2mpa抽滤4-5h。

5.根据权利要求1所述的一种防挂渣耐高温涂料的制备工艺，其特征在于：步骤二中，陶瓷微球生胚中分散剂的用量为0.1-0.2wt％，余量为铝矾土；所述分散剂为聚丙烯酸钠；所述陶瓷微球的粒径为120-130μm。

6.根据权利要求1所述的一种防挂渣耐高温涂料的制备工艺，其特征在于：步骤二中，陶瓷微球和酚醛树脂结合剂的质量比为10：(1-2)。

7.根据权利要求1所述的一种防挂渣耐高温涂料的制备工艺，其特征在于：步骤二中，喷雾干燥工艺参数：温度为180-300℃，喷雾转速为5500-6500rpm。

8.根据权利要求1所述的一种防挂渣耐高温涂料的制备工艺，其特征在于：步骤二中，预烧结温度为800-900℃；二次烧结温度为1500-1600℃。

9.根据权利要求1所述的一种防挂渣耐高温涂料的制备工艺，其特征在于：步骤三中，制备预料2时，高硅粉、白云石、白泥、石墨烯、碳化硅的质量比为(2-3)：1：1：1：2。

10.根据权利要求1所述的一种防挂渣耐高温涂料的制备工艺，其特征在于：步骤三中，成品各组分含量为：以质量分数计，55-60％预料1、35-40％预料2、5-10％酚醛树脂结合剂，余量为稀土氧化物。

技术总结本发明涉及抗挂渣涂料技术领域，具体是一种防挂渣耐高温涂料及制备工艺。本发明通过添加苯酚、甲醛、邻甲酚和2‑(二甲基苯基硅烷基)苄醇，制备得到酚醛树脂结合剂。再通过添加铝矾土和分散剂，得到陶瓷浆料；通过对陶瓷浆料依次进行喷雾干燥、预烧结、二次烧结，制备得到陶瓷微球；将陶瓷微球和酚醛树脂结合剂混合，得到预料1。将高硅粉、白云石、白泥、石墨烯和碳化硅混合，经球磨后得到预料2；最后将预料1、预料2、稀土氧化物和酚醛树脂结合剂混合，充分搅拌制备得到成品。本发明制备得到的成品具有良好的耐高温性能、耐磨性和结合性能，因此在抗挂渣涂料技术领域具有广阔的应用前景。技术研发人员：石贤州,辛昊泽,刘柏荣受保护的技术使用者：包头市龙道然环保科技发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13