專(zhuān)利名稱(chēng)：一種石墨制品抗氧化涂料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石墨制品抗氧化涂料及方法，具體是一種高效石墨制品抗氧化涂料及其制備和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
石墨具有許多優(yōu)良的性能，因而在冶金、機(jī)械、電氣、化工、紡織、國(guó)防等工業(yè)部11 獲得廣泛應(yīng)用。然而石墨也有其局限性，在高溫環(huán)境下使用時(shí)，石墨性質(zhì)變得活潑，與空氣中的氧結(jié)合造成石墨的氧化，長(zhǎng)時(shí)間的氧化導(dǎo)致石墨制品大量損耗，致使其強(qiáng)度下降從而廣生石墨制品折斷等現(xiàn)象。在對(duì)石墨表面處理之后能夠明顯延長(zhǎng)其使用壽命。石墨抗氧化涂層的制備方法目前有等離子噴涂法、化學(xué)氣相沉積法(CVD)、浸潰法、溶膠凝膠法 (sol-gel)和聲電沉積法等。采用等離子噴涂等方法得到抗氧化涂層雖然氧化效果更好，但是其制備工藝需要的設(shè)備投資巨大，成本高昂，僅適用于航空和核電站等高端應(yīng)用領(lǐng)域。業(yè)界較為常用的涂層制備工藝是，首先配制好抗氧化涂料，然后采取涂覆或浸潰的方法在基體表面形成涂層。普拉斯馬英萬(wàn)特股份公司申請(qǐng)的發(fā)明專(zhuān)利“帶有保護(hù)涂層的碳或石墨體及其生產(chǎn)方法”(CN85109647)采取的真空等離子噴涂法成本高昂，技術(shù)設(shè)備復(fù)雜，不適合在國(guó)內(nèi)推廣應(yīng)用。曾桂生的發(fā)明專(zhuān)利“石墨電極抗氧化涂層及制備工藝”(200710052122.5) 熱處理程序復(fù)雜，耗用時(shí)間和電能較長(zhǎng)，而且在高溫(1400°C以上)抗氧化效果不是很好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種石墨制品抗氧化涂料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種石墨制品抗氧化涂料，其特征在于，該涂料的原料包括以下組分和重量百分比含量釉料10-12wt%、結(jié)合劑35-45wt%， 穩(wěn)定劑2-5wt%、外加劑2-6wt%、溶劑20-32wt%所述的釉料為氧化鎂，氧化鈣，氧化鈉，氧化鉀中的一種或幾種。所述的結(jié)合劑為硅酸鈉，磷酸二氫鋁，酚醛樹(shù)脂中的一種或幾種。所述的穩(wěn)定劑為三聚磷酸鈉，焦磷酸鈉，六偏磷酸鈉，木質(zhì)磺酸鈉中的一種或幾種。所述的外加劑為氧化釔，氧化鈰，氧化鑭中的一種或幾種。所述的溶劑為蒸餾水。一種石墨制品抗氧化涂料的制備方法，其特征在于，該方法是將釉料10_12wt%、 結(jié)合劑35-45wt%，穩(wěn)定劑2-5wt%、外加劑2_6wt%、溶劑20_32wt%混合均勻，即得涂料。所述的涂料的pH值在8. 5以下。一種石墨制品抗氧化涂料的應(yīng)用，其特征在于，在常溫下以刷涂的方式將涂料涂在石墨制品基體上，涂覆厚度為O. 1-0. 3mm。所述的石墨基體在涂刷涂料前放在盛蒸餾水的容器內(nèi)，超聲波清洗1-3遍，每遍5-10分鐘，晾干。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明旨在提供一種石墨抗氧化涂料及其制備工藝，在對(duì)石墨表面處理之后能夠明顯延長(zhǎng)其使用壽命。本方法工藝簡(jiǎn)單，所有操作均為室溫操作。由于添加了少量具有高性能的稀土氧化物材料，本發(fā)明抗氧化性能得到明顯的提升。在1400°C 以上高溫環(huán)境效果尤為明顯。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例I把所需要處理的石墨制品，浸放在盛滿蒸餾水的容器內(nèi)，在超聲波清洗器中清洗 1-3遍，每遍5-10分鐘。然后自然陰干。按照以下比例稱(chēng)取各組分氧化鉀12wt%,娃酸鈉45wt%,32wt%蒸懼水，6wt% 氧化釔，5wt %三聚磷酸鈉。攪拌均勻后，采用刷涂的方法涂覆在石墨制品基體表面，厚度控制在O. 3_左右。晾干即可使用。石墨制品經(jīng)過(guò)涂覆抗氧化涂料后，在1400°C靜態(tài)空氣爐中煅燒3h氧化損失僅O. 86%，結(jié)構(gòu)基本不變。實(shí)施例2把所需要處理的石墨制品，浸放在盛滿蒸餾水的容器內(nèi)，在超聲波清洗器中清洗 1-3遍，每遍5-10分鐘。然后自然陰干。 IOwt %氧化鉀，硅酸鈉38wt %，蒸餾水27wt %，磷酸二氫鋁20wt %，3 %氧化鈰， 2%木質(zhì)磺酸鈉。攪拌均勻后，采用刷涂的方法涂覆在石墨制品基體表面，厚度控制在O. 2mm 左右。晾干即可使用。石墨制品經(jīng)過(guò)涂覆抗氧化涂料后，在1400°C靜態(tài)空氣爐中煅燒3h氧化損失為I. 2%結(jié)構(gòu)基本不變。實(shí)施例3把所需要處理的石墨制品，浸放在盛滿蒸餾水的容器內(nèi)，在超聲波清洗器中清洗 1-3遍，每遍5-10分鐘。然后自然陰干。12wt%氧化鎂，磷酸二氫鋁45wt%，焦磷酸鈉3wt%，氧化鑭8wt%，蒸餾水32%。 攪拌均勻后，所得混合液采用磷酸調(diào)節(jié)PH值在7-8. 5，采用刷涂的方法涂覆在石墨制品基體表面，厚度控制在O. Imm左右。晚干即可使用。石墨制品經(jīng)過(guò)涂覆抗氧化涂料后，在 1400°C靜態(tài)空氣爐中煅燒3h氧化損失為I. 0%結(jié)構(gòu)基本不變。實(shí)施例4把所需要處理的石墨制品，浸放在盛滿蒸餾水的容器內(nèi)，在超聲波清洗器中清洗 1-3遍，每遍5-10分鐘。然后自然陰干。12wt%氧化韓,酹醒樹(shù)脂45wt%,六偏磷酸鈉5wt%,氧化鋪6wt%,蒸懼水32%。 攪拌均勻后，所得混合液采用磷酸調(diào)節(jié)PH值在7-8. 5，采用刷涂的方法涂覆在石墨制品基體表面，厚度控制在O. 3mm左右。晚干即可使用。石墨制品經(jīng)過(guò)涂覆抗氧化涂料后，在 1400°C靜態(tài)空氣爐中煅燒3h氧化損失為I. 2%結(jié)構(gòu)基本不變。某煉鋼廠，按全年未發(fā)生停產(chǎn)一級(jí)LF精煉爐每周35根石墨電極左右，精煉處理165爐的消耗量計(jì)算，采用本發(fā)明涂料涂刷石墨電極抗氧化技術(shù)后，每年可節(jié)省373根(153 噸)電極，每年每噸超高功率電極16，900元人民幣計(jì)算，可節(jié)省258. 57萬(wàn)元人民幣。
權(quán)利要求
1.一種石墨制品抗氧化涂料，其特征在于，該涂料的原料包括以下組分和重量百分比含量釉料10-12wt%、結(jié)合劑35-45wt%，穩(wěn)定劑2_5wt%、外加劑2_6wt%、溶劑 20-32wt%
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種石墨制品抗氧化涂料，其特征在于，所述的釉料為氧化鎂，氧化鈣，氧化鈉，氧化鉀中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種石墨制品抗氧化涂料，其特征在于，所述的結(jié)合劑為硅酸鈉，磷酸二氫鋁，酚醛樹(shù)脂中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種石墨制品抗氧化涂料，其特征在于，所述的穩(wěn)定劑為三聚磷酸鈉，焦磷酸鈉，六偏磷酸鈉，木質(zhì)磺酸鈉中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種石墨制品抗氧化涂料，其特征在于，所述的外加劑為氧化釔，氧化鈰，氧化鑭中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種石墨制品抗氧化涂料，其特征在于，所述的溶劑為蒸餾水。
7.—種如權(quán)利要求I所述的石墨制品抗氧化涂料的制備方法，其特征在于，該方法是將釉料10_12wt%、結(jié)合劑35-45wt%，穩(wěn)定劑2_5wt%、外加劑2_6wt%、溶劑20_32wt% — 合均勻，即得涂料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種石墨制品抗氧化涂料的制備方法，其特征在于，所述的涂料的pH值在8. 5以下。
9.一種如權(quán)利要求I所述的石墨制品抗氧化涂料的應(yīng)用，其特征在于，在常溫下以刷涂的方式將涂料涂在石墨制品基體上，涂覆厚度為O. 1-0. 3_。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種石墨制品抗氧化涂料的應(yīng)用，其特征在于，所述的石墨基體在涂刷涂料前放在盛蒸餾水的容器內(nèi)，超聲波清洗1-3遍，每遍5-10分鐘，晾干。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種石墨制品抗氧化涂料及其制備方法和應(yīng)用，將釉料10-12wt％、結(jié)合劑35-45wt％，穩(wěn)定劑2-5wt％、外加劑2-6wt％、溶劑20-32wt％混合均勻，即得涂料。在常溫下以刷涂的方式將涂料涂在石墨制品基體上，涂覆厚度為0.1-0.3mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，所有操作均為室溫操作。由于添加了少量具有高性能的稀土氧化物材料，本發(fā)明抗氧化性能得到明顯的提升。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102603323SQ201210069318
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月15日
發(fā)明者張濤, 李洪濤, 胡曉斌, 趙斌元 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué), 平頂山市東方碳素有限公司