本發(fā)明屬于耐火材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料及制備方法。
背景技術(shù)：
耐火涂層材料是涂抹在需要經(jīng)受高溫環(huán)境下使用的涂料，導(dǎo)熱系數(shù)較低，可以有效防止高溫對(duì)于基底材料的損傷，可用于作為陶瓷、玻璃、金屬等涂層材料?，F(xiàn)有的耐火涂層材料有無(wú)機(jī)型、有機(jī)型和無(wú)機(jī)有機(jī)混合型，每種類(lèi)型的都具有一定優(yōu)勢(shì)和相應(yīng)的不足。
在陶瓷和金屬領(lǐng)域，在要求耐火性能的同時(shí)，對(duì)于涂層材料的耐磨性能也有一定要求，同時(shí)也要求涂層材料附著力好，堅(jiān)硬，長(zhǎng)時(shí)間使用能夠不開(kāi)裂不起泡，保持良好的耐久性能。
申請(qǐng)?zhí)枮?01210246699.0的專(zhuān)利文獻(xiàn)“一種含有硫、硅、氮耐高溫涂層的制備方法”，公開(kāi)了一種涂層材料及其制備方法，該技術(shù)方案公開(kāi)的耐高溫涂層的制備方法較為簡(jiǎn)易，制備的涂層耐高溫性能一般，具有一定的耐腐蝕性和耐候性，綜合而言，這種涂層僅適用于一般材料的保護(hù)，對(duì)于陶瓷涂層，其性能尚不能滿(mǎn)足要求。
因此，需要研發(fā)一種用于陶瓷的耐火涂層復(fù)合材料，該復(fù)合材料具有較好的耐火性能、耐磨性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料及制備方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料，所述用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料包括如下重量份數(shù)的原料：有機(jī)硅樹(shù)脂22-46份、對(duì)苯二異氰酸酯18-35份、固化劑1.2-3.2份、稀土氧化物33-58份、納米二氧化鈦2-11份、高鋁礬土4-10份、填料3-5份、鱗片石墨3-9份、粘結(jié)劑0.1-4份。
優(yōu)選地，所述用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料包括如下重量份數(shù)的原料：有機(jī)硅樹(shù)脂22-41份、對(duì)苯二異氰酸酯18-31份、固化劑1.2-2.2份、稀土氧化物33-55份、納米二氧化鈦2-6份、高鋁礬土4-6份、填料3-4份、鱗片石墨3-5份、粘結(jié)劑0.1-2份。
優(yōu)選地，所述用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料包括如下重量份數(shù)的原料：有機(jī)硅樹(shù)脂31份、對(duì)苯二異氰酸酯22份、固化劑1.6份、稀土氧化物45份、納米二氧化鈦4份、高鋁礬土5份、填料3份、鱗片石墨4份、粘結(jié)劑1.1份。
優(yōu)選地，所述填料包括如下重量份數(shù)的原料：活性礬土11-26份、粒徑為0.6-1mm的高鋁粉12-19份、氧化鎂6-21份、剛玉粉5-18份。
優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑為無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑的質(zhì)量比為1-1.5：1。
優(yōu)選地，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑為納米氮化硅，所述有機(jī)粘結(jié)劑為聚乙烯縮戊酯。
優(yōu)選地，所述固化劑為二氨基二苯甲烷。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
（1）按照權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)稱(chēng)量有機(jī)硅樹(shù)脂、對(duì)苯二異氰酸酯、固化劑、稀土氧化物、納米二氧化鈦、高鋁礬土、填料、鱗片石墨、粘結(jié)劑；
（2）將稀土氧化物、納米二氧化鈦、高鋁礬土、填料、鱗片石墨混合在一起，放入高溫爐進(jìn)行煅燒，煅燒的溫度為600-800℃，煅燒的時(shí)間為1-3h；
（3）煅燒之后，冷卻至室溫，取出，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨，至粉料的平均粒徑為0.1-1.2um；
（4）將有機(jī)硅樹(shù)脂、對(duì)苯二異氰酸酯、固化劑、水和研磨后的粉料，依次放入水粉混合機(jī)中進(jìn)行混合，所述水的量為所述粉料重量的8-11%，混合均勻后取出，再加入粘結(jié)劑，攪拌均勻，即可。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：
（1）本發(fā)明提供的一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料，是以稀土氧化物、有機(jī)硅樹(shù)脂和對(duì)苯二異氰酸酯為主要材料，同時(shí)，加入具有耐高溫、耐磨作用的輔料，使得制備出的復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐火性能、耐磨性能。此外，該復(fù)合材料的制備方法也不同于傳統(tǒng)的方法，只是將各種添加劑簡(jiǎn)單混合固化，而本發(fā)明首先對(duì)稀土氧化物、納米二氧化鈦、高鋁礬土、填料、鱗片石墨進(jìn)行煅燒，而后粉碎，再將粉料與有機(jī)硅樹(shù)脂、對(duì)苯二異氰酸酯、固化劑進(jìn)行均勻混合，即得。該方法保證了復(fù)合材料的耐火性能、耐磨性能，可有效保護(hù)陶瓷。
（2）本發(fā)明提供的一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料，該復(fù)合材料配方中添加的納米二氧化鈦具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性，可有效提高復(fù)合材料的耐火性能。
（3）本發(fā)明提供的一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料，該復(fù)合材料配方中添加的粘結(jié)劑由無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑復(fù)合而成，該粘結(jié)劑可以增強(qiáng)復(fù)合材料的結(jié)合力，使得復(fù)合材料具有良好的致密性以及力學(xué)強(qiáng)度，增加了耐磨性和耐腐蝕性。
（4）本發(fā)明提供的一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料，該復(fù)合材料配方中添加的固化劑，與有機(jī)硅樹(shù)脂、對(duì)苯二異氰酸酯形成聚合物，該聚合物具有突出的耐高溫、高強(qiáng)度、良好的耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，提高了復(fù)合材料的耐高溫、耐磨性。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供的一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料，所述用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料包括如下重量份數(shù)的組分：有機(jī)硅樹(shù)脂46份、對(duì)苯二異氰酸酯18份、固化劑3.2份、稀土氧化物33份、納米二氧化鈦11份、高鋁礬土4份、填料5份、鱗片石墨3份、粘結(jié)劑4份。
其中，所述填料包括如下重量份數(shù)的原料：活性礬土26份、粒徑為0.6mm的高鋁粉19份、氧化鎂6份、剛玉粉18份。
其中，所述粘結(jié)劑為無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑的質(zhì)量比為1.5：1。
其中，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑為納米氮化硅，所述有機(jī)粘結(jié)劑為聚乙烯縮戊酯。
其中，所述固化劑為二氨基二苯甲烷。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
（1）按照權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)稱(chēng)量有機(jī)硅樹(shù)脂、對(duì)苯二異氰酸酯、固化劑、稀土氧化物、納米二氧化鈦、高鋁礬土、填料、鱗片石墨、粘結(jié)劑；
（2）將稀土氧化物、納米二氧化鈦、高鋁礬土、填料、鱗片石墨混合在一起，放入高溫爐進(jìn)行煅燒，煅燒的溫度為800℃，煅燒的時(shí)間為1h；
（3）煅燒之后，冷卻至室溫，取出，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨，至粉料的平均粒徑為1.2um；
（4）將有機(jī)硅樹(shù)脂、對(duì)苯二異氰酸酯、固化劑、水和研磨后的粉料，依次放入水粉混合機(jī)中進(jìn)行混合，所述水的量為所述粉料重量的11%，混合均勻后取出，再加入粘結(jié)劑，攪拌均勻，即可。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供的一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料，所述用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料包括如下重量份數(shù)的組分：有機(jī)硅樹(shù)脂22份、對(duì)苯二異氰酸酯35份、固化劑1.2份、稀土氧化物58份、納米二氧化鈦2份、高鋁礬土10份、填料3份、鱗片石墨9份、粘結(jié)劑0.1份。
其中，所述填料包括如下重量份數(shù)的原料：活性礬土11份、粒徑為1mm的高鋁粉12份、氧化鎂21份、剛玉粉5份。
其中，所述粘結(jié)劑為無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑的質(zhì)量比為1：1。
其中，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑為納米氮化硅，所述有機(jī)粘結(jié)劑為聚乙烯縮戊酯。
其中，所述固化劑為二氨基二苯甲烷。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
（1）按照權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)稱(chēng)量有機(jī)硅樹(shù)脂、對(duì)苯二異氰酸酯、固化劑、稀土氧化物、納米二氧化鈦、高鋁礬土、填料、鱗片石墨、粘結(jié)劑；
（2）將稀土氧化物、納米二氧化鈦、高鋁礬土、填料、鱗片石墨混合在一起，放入高溫爐進(jìn)行煅燒，煅燒的溫度為600℃，煅燒的時(shí)間為3h；
（3）煅燒之后，冷卻至室溫，取出，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨，至粉料的平均粒徑為0.1um；
（4）將有機(jī)硅樹(shù)脂、對(duì)苯二異氰酸酯、固化劑、水和研磨后的粉料，依次放入水粉混合機(jī)中進(jìn)行混合，所述水的量為所述粉料重量的8%，混合均勻后取出，再加入粘結(jié)劑，攪拌均勻，即可。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供的一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料，所述用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料包括如下重量份數(shù)的組分：有機(jī)硅樹(shù)脂41份、對(duì)苯二異氰酸酯18份、固化劑2.2份、稀土氧化物33份、納米二氧化鈦6份、高鋁礬土4份、填料4份、鱗片石墨3份、粘結(jié)劑2份。
其中，所述填料包括如下重量份數(shù)的原料：活性礬土26份、粒徑為1mm的高鋁粉19份、氧化鎂21份、剛玉粉18份。
其中，所述粘結(jié)劑為無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑的質(zhì)量比為1.5：1。
其中，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑為納米氮化硅，所述有機(jī)粘結(jié)劑為聚乙烯縮戊酯。
其中，所述固化劑為二氨基二苯甲烷。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
（1）按照權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)稱(chēng)量有機(jī)硅樹(shù)脂、對(duì)苯二異氰酸酯、固化劑、稀土氧化物、納米二氧化鈦、高鋁礬土、填料、鱗片石墨、粘結(jié)劑；
（2）將稀土氧化物、納米二氧化鈦、高鋁礬土、填料、鱗片石墨混合在一起，放入高溫爐進(jìn)行煅燒，煅燒的溫度為800℃，煅燒的時(shí)間為3h；
（3）煅燒之后，冷卻至室溫，取出，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨，至粉料的平均粒徑為1.2um；
（4）將有機(jī)硅樹(shù)脂、對(duì)苯二異氰酸酯、固化劑、水和研磨后的粉料，依次放入水粉混合機(jī)中進(jìn)行混合，所述水的量為所述粉料重量的11%，混合均勻后取出，再加入粘結(jié)劑，攪拌均勻，即可。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供的一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料，所述用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料包括如下重量份數(shù)的組分：有機(jī)硅樹(shù)脂22份、對(duì)苯二異氰酸酯31份、固化劑1.2份、稀土氧化物55份、納米二氧化鈦2份、高鋁礬土6份、填料3份、鱗片石墨5份、粘結(jié)劑0.1份。
其中，所述填料包括如下重量份數(shù)的原料：活性礬土11份、粒徑為0.6mm的高鋁粉12份、氧化鎂6份、剛玉粉5份。
其中，所述粘結(jié)劑為無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑的質(zhì)量比為1.2：1。
其中，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑為納米氮化硅，所述有機(jī)粘結(jié)劑為聚乙烯縮戊酯。
其中，所述固化劑為二氨基二苯甲烷。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
（1）按照權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)稱(chēng)量有機(jī)硅樹(shù)脂、對(duì)苯二異氰酸酯、固化劑、稀土氧化物、納米二氧化鈦、高鋁礬土、填料、鱗片石墨、粘結(jié)劑；
（2）將稀土氧化物、納米二氧化鈦、高鋁礬土、填料、鱗片石墨混合在一起，放入高溫爐進(jìn)行煅燒，煅燒的溫度為700℃，煅燒的時(shí)間為2h；
（3）煅燒之后，冷卻至室溫，取出，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨，至粉料的平均粒徑為0.6um；
（4）將有機(jī)硅樹(shù)脂、對(duì)苯二異氰酸酯、固化劑、水和研磨后的粉料，依次放入水粉混合機(jī)中進(jìn)行混合，所述水的量為所述粉料重量的9%，混合均勻后取出，再加入粘結(jié)劑，攪拌均勻，即可。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供的一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料，所述用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料包括如下重量份數(shù)的組分：有機(jī)硅樹(shù)脂31份、對(duì)苯二異氰酸酯22份、固化劑1.6份、稀土氧化物45份、納米二氧化鈦4份、高鋁礬土5份、填料3份、鱗片石墨4份、粘結(jié)劑1.1份。
其中，所述填料包括如下重量份數(shù)的原料：活性礬土15份、粒徑為0.7mm的高鋁粉15份、氧化鎂18份、剛玉粉11份。
其中，所述粘結(jié)劑為無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑的復(fù)合，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑和有機(jī)粘結(jié)劑的質(zhì)量比為1.2：1。
其中，所述無(wú)機(jī)粘結(jié)劑為納米氮化硅，所述有機(jī)粘結(jié)劑為聚乙烯縮戊酯。
其中，所述固化劑為二氨基二苯甲烷。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種用于陶瓷耐火涂層復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
（1）按照權(quán)利要求1所述的重量份數(shù)稱(chēng)量有機(jī)硅樹(shù)脂、對(duì)苯二異氰酸酯、固化劑、稀土氧化物、納米二氧化鈦、高鋁礬土、填料、鱗片石墨、粘結(jié)劑；
（2）將稀土氧化物、納米二氧化鈦、高鋁礬土、填料、鱗片石墨混合在一起，放入高溫爐進(jìn)行煅燒，煅燒的溫度為650℃，煅燒的時(shí)間為2h；
（3）煅燒之后，冷卻至室溫，取出，放入球磨機(jī)進(jìn)行研磨，至粉料的平均粒徑為0.6um；
（4）將有機(jī)硅樹(shù)脂、對(duì)苯二異氰酸酯、固化劑、水和研磨后的粉料，依次放入水粉混合機(jī)中進(jìn)行混合，所述水的量為所述粉料重量的9%，混合均勻后取出，再加入粘結(jié)劑，攪拌均勻，即可。
性能測(cè)試：
本實(shí)施例1-5制備的金屬陶瓷復(fù)合材料最高耐熱溫度分別為1398℃、1420℃、1490℃、1520℃、1481℃、而普通的耐火材料最高耐熱溫度僅為1100℃。由此可見(jiàn)，本發(fā)明的金屬陶瓷復(fù)合材料具有突出的耐火性。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。