油性鈦-鋼隔離涂料及其應用
【專利摘要】本發(fā)明涉及油性鈦?鋼隔離涂料及其應用，屬于鈦?鋼防粘結涂層技術領域。本發(fā)明解決的技術問題是提供一種在鈦管軋制中使用的油性鈦?鋼隔離涂料。該涂料包括以下重量份的組分：油性成膜劑50～150份，鋁粉350～400份，滑石粉0～50份，鐵粉0～50份，三氧化二鋁粉400～450份。本發(fā)明油性鈦?鋼隔離涂料涂覆在鋼鐵設備、輥道、絞盤上，形成一層很好的隔離層，能保證鈦錠在900℃軋制或穿孔過程中，不與鋼鐵設備軋輥或絞盤發(fā)生粘結反應，提高產(chǎn)品精度尺寸和表面質(zhì)量，提高鈦材加工的成材率和生產(chǎn)效率，降低成產(chǎn)成本。
【專利說明】
油性鈦-鋼隔離涂料及其應用
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及油性鈦-鋼隔離涂料及其應用，屬于鈦-鋼防粘結涂層技術領域。
【背景技術】
[0002] 目前國內(nèi)使用鈦錠圓坯生產(chǎn)鈦管均是直接將鈦錠圓坯900°C在加熱爐中保溫4h以 上，然后推出加熱爐進行鈦管的高溫乳制。由于溫度較高，鈦以鈦合金容易與鋼鐵乳制設 備、輥道和乳制絞盤發(fā)生"粘鈦"現(xiàn)象，這使鈦管表面出現(xiàn)不同深度的"缺肉"現(xiàn)象，由于在乳 制鈦管時是轉動穿孔、乳制，鈦坯是在高速轉動過程中進行穿孔乳制的，由于鈦基鈦合金高 溫特性作用，其很容易和鐵發(fā)生粘敷現(xiàn)象，甚者可生成TiFe相。如果鈦管表面生成TiFe相會 嚴重影響鈦材表面力學性能及組織，使鈦管在后續(xù)加工及使用過程中帶來各種缺陷、損耗、 不耐腐蝕等缺陷問題；另外，由于"設備粘鈦"導致在后續(xù)的乳制過程中要先打磨設備才能 再次乳制后續(xù)鈦坯。不能連續(xù)乳制鈦管或鈦材產(chǎn)品，浪費大量的時間和能耗；同時，為保證 鈦管的內(nèi)、外徑尺寸精度及表面質(zhì)量，國內(nèi)廠家都是將其進行切削處理進行后續(xù)加工才能 保證鈦管表面質(zhì)量和內(nèi)、外徑的尺寸精度，這樣損失較大，由于鈦錠是由海綿鈦反應制的， 將乳制過程中對鈦管表面的粘鋼缺陷切削掉，嚴重影響鈦材的成本及成材率，故需在乳制 過程中盡量避免鈦鋼粘結現(xiàn)象。
[0003] 常用的防粘結方法是采用隔離層將會發(fā)生粘結反應的兩種物質(zhì)隔離開。而目前， 并沒有使用耐高溫鈦鋼防粘結涂層來防止鈦鋼粘結的報道，也沒有適用的涂料。申請?zhí)枮?201410312370.9的專利公開了一種油性耐高溫保護涂料，該涂料含有氧化保護劑和油性成 膜劑;氧化保護劑含有A1粉和Fe粉，A1粉和Fe粉的重量比為1:0.01-0.1。該油性耐高溫保護 涂料主要作用是保證鈦錠在l〇〇〇°C高溫下恒溫8h表面不被氧化開裂，減少溶氧層的形成， 該涂料主要噴涂在鈦錠表面，應用在鈦錠的退火工序中，保護其不被氧化。
[0004]而在鈦管的乳制過程中，由于鈦錠的變形，在鈦錠表面噴涂該涂料以防止鈦-鋼粘 結的效果不佳。若直接將該涂料噴涂于乳制絞盤表面，由于絞盤與鈦錠的材質(zhì)不同，成膜以 及附著效果較差，無法很好的防止鈦-鋼粘結。此外，采用該涂料，需對每一個鈦錠表面都要 進行噴涂處理，再加上噴涂后涂料需要一定時間干燥，這樣制備工藝就變得復雜，制備時間 長，不能連續(xù)化高效生產(chǎn)。
[0005] 因此，為解決上述問題，需要一種可在鈦管乳制中使用的防鈦鋼粘結的涂料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明解決的技術問題是提供一種在鈦管乳制中使用的油性鈦-鋼隔離涂料。
[0007] 本發(fā)明油性鈦-鋼隔離涂料，包括以下重量份的組分:油性成膜劑50~150份，鋁粉 350~400份，滑石粉0~50份，鐵粉0~50份，三氧化二鋁粉400~450份。
[0008] 優(yōu)選的，包括以下重量份的組分:油性成膜劑50~150份，鋁粉350~400份，滑石粉 10~50份，鐵粉10~50份，三氧化二鋁粉400~450份。
[0009] 進一步優(yōu)選的，包括以下重量份的組分：油性成膜劑100份，鋁粉400份，滑石粉50 份，鐵粉50份，三氧化二鋁粉450份。
[0010]優(yōu)選的，本發(fā)明油性鈦-鋼隔離涂料優(yōu)選還含有固化劑、分散劑和稀釋劑中的至少 一種。更優(yōu)選所述油性鈦-鋼隔尚涂料還包括固化劑1~2重量份、分散劑0.5~1.0重量份和 稀釋劑1~5重量份。更優(yōu)選包括固化劑1重量份、分散劑0.5重量份和稀釋劑5重量份。
[0011] 作為優(yōu)選方案，所述油性鈦-鋼隔離涂料由以下重量份的組分組成:油性成膜劑50 ~150份，鋁粉350~400份，滑石粉10~50份，鐵粉10~50份，三氧化二鋁粉400~450份，固 化劑1~2份，分散劑0.5~1.0份，稀釋劑1~5份;優(yōu)選由以下重量份的組分組成：油性成膜 劑100份，鋁粉400份，滑石粉50份，鐵粉50份，三氧化二鋁粉450份，固化劑1份，分散劑0.5 份，稀釋劑5份。
[0012] 進一步的，所述油性成膜劑優(yōu)選為油性環(huán)氧樹脂、油性聚氨酯漆、油性丙烯酸乳膠 漆、油性醇酸漆中的至少一種，優(yōu)選為油性環(huán)氧樹脂。
[0013] 作為優(yōu)選方案，所述固化劑為二氧化硅粉、水玻璃、硅酸鉀中的至少一種，所述分 散劑為聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧化乙烯中的至少一種，所述稀釋劑為有機溶劑。 更優(yōu)選所述固化劑為二氧化硅粉，所述分散劑為聚乙烯醇，所述稀釋劑為丙酮或乙酸乙酯。
[0014] 本發(fā)明所述油性鈦-鋼隔離涂料的pH值優(yōu)選為7.5~9.5,固含量優(yōu)選為85~90% ; 更優(yōu)選所述油性鈦-鋼隔離涂料的固含量為87%。
[0015] 本發(fā)明還提供本發(fā)明油性鈦-鋼隔離涂料在高溫乳制鈦管中的應用。
[0016] 在鈦管乳制之前，將本發(fā)明油性鈦-鋼隔離涂料涂覆在乳輥表面和/或絞盤表面 后，在室溫下自然干燥，形成0.20~0.40mm的膜，優(yōu)選形成0.30mm的膜。
[00?7]所述涂覆方式優(yōu)選為氣壓噴涂、真空噴涂或刷涂。
[0018] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0019] 本發(fā)明油性鈦-鋼隔離涂料涂覆在鋼鐵設備、輥道、絞盤上，形成一層很好的隔離 層，能保證鈦錠在900°C乳制或穿孔過程中，不與鋼鐵設備乳輥或絞盤發(fā)生粘結反應，提高 產(chǎn)品精度尺寸和表面質(zhì)量，提高鈦材加工的成材率和生產(chǎn)效率，降低成產(chǎn)成本。
[0020] 本發(fā)明油性防鈦鋼粘結的生產(chǎn)和使用工藝簡單、易操作，可以在裝有氣壓噴涂、真 空噴涂和刷涂設備的生產(chǎn)線上使用。
[0021] 本發(fā)明的產(chǎn)品為油性環(huán)保耐高溫防粘結涂料，涂料中不含有RoHS質(zhì)量中限制的有 害元素，同時，本品在空氣中沒有有毒物質(zhì)揮發(fā)，不影響施工環(huán)境等的環(huán)保功效。
[0022] 本發(fā)明油性鈦-鋼隔離涂料可以使用時現(xiàn)場配制，配制時間短，簡單可行；也可以 配制生產(chǎn)后使用，室溫下，涂料穩(wěn)定放置穩(wěn)定性可達到6個月以上，會出現(xiàn)沉淀、分層現(xiàn)象， 但是，使用時搖勻或重新進行攪拌即可。
【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明油性鈦-鋼隔離涂料，包括以下重量份的組分:油性成膜劑50~150份，鋁粉 350~400份，滑石粉0~50份，鐵粉0~50份，三氧化二鋁粉400~450份。
[0024]優(yōu)選的，包括以下重量份的組分:油性成膜劑50~150份，鋁粉350~400份，滑石粉 10~50份，鐵粉10~50份，三氧化二鋁粉400~450份。
[0025]進一步優(yōu)選的，包括以下重量份的組分：油性成膜劑100份，鋁粉400份，滑石粉50 份，鐵粉50份，三氧化二鋁粉450份。
[0026] 為了進一步提高本發(fā)明油性鈦-鋼隔離涂料在絞盤或乳輥表面的附著性，本發(fā)明 油性鈦-鋼隔離涂料優(yōu)選還含有固化劑、分散劑和稀釋劑中的至少一種。更優(yōu)選所述油性 鈦 -鋼隔尚涂料還包括固化劑1~2重量份、分散劑0.5~1.0重量份和稀釋劑1~5重量份。更 優(yōu)選包括固化劑1重量份、分散劑0.5重量份和稀釋劑5重量份。
[0027] 作為優(yōu)選方案，所述油性鈦-鋼隔離涂料由以下重量份的組分組成:油性成膜劑50 ~150份，鋁粉350~400份，滑石粉10~50份，鐵粉10~50份，三氧化二鋁粉400~450份，固 化劑1~2份，分散劑0.5~1.0份，稀釋劑1~5份;優(yōu)選由以下重量份的組分組成：油性成膜 劑100份，鋁粉400份，滑石粉50份，鐵粉50份，三氧化二鋁粉450份，固化劑1份，分散劑0.5 份，稀釋劑5份。
[0028] 本發(fā)明對于油性成膜劑無特殊要求，可以采用本領域常用的各種油性成膜劑，例 如，油性成膜劑可以為油性環(huán)氧樹脂、油性聚氨酯漆、油性丙烯酸乳膠漆、油性醇酸漆中的 至少一種，優(yōu)選為油性環(huán)氧樹脂。對于油性環(huán)氧樹脂的固含量無特殊要求，可以采用本領域 常用的油性環(huán)氧樹脂，油性環(huán)氧樹脂的固含量以50 %計。
[0029]本發(fā)明中，固化劑、分散劑、稀釋劑的具體種類無特殊要求，可以采用本領域常用 的各種固化劑、分散劑、稀釋劑。優(yōu)選的，所述固化劑為二氧化硅粉、水玻璃、硅酸鉀等，所述 分散劑為聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧化乙烯中的至少一種，所述稀釋劑為有機溶 劑;更優(yōu)選所述固化劑為二氧化硅粉，所述分散劑為聚乙烯醇，所述稀釋劑為丙酮或乙酸乙 酯。
[0030] 本發(fā)明所述油性鈦-鋼隔離涂料的pH值優(yōu)選為7.5~9.5,固含量優(yōu)選為85~90% ; 更優(yōu)選所述油性鈦-鋼隔離涂料的固含量為87%。直接涂覆在絞盤或乳輥表面，能迅速固 化，形成自干型涂層，且由于固含量高，不會出現(xiàn)膜層流淌現(xiàn)象，涂層附著性非常好，無論 在濕膜還是干膜時，涂層附著性都能滿足鈦錠輥道振動機摩擦的需要，不會出現(xiàn)涂層掉皮 或掉粉現(xiàn)象。
[0031] 本發(fā)明油性鈦-鋼隔離涂料的制備方法無特殊要求，可以采用本領域常用的各種 方法，只要將各組分混合均勻即可，可現(xiàn)用現(xiàn)配。但本發(fā)明的發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，采用如 下方法制備油性鈦-鋼隔離涂料，能夠使各組分混合得更均勻。具體方法為:先將油性成膜 劑與稀釋劑混合進行稀釋，然后在攪拌下，緩慢加入鋁粉、滑石粉、鐵粉和三氧化二鋁粉，然 后再加入固化劑，攪拌均勻，再加入分散劑，攪拌至呈均勻穩(wěn)定相即可。
[0032] 本發(fā)明油性鈦-鋼隔離涂料可在高溫乳制鈦管中使用。
[0033]在鈦管乳制之前，將本發(fā)明油性鈦-鋼隔離涂料涂覆在乳輥表面或絞盤表面后，在 室溫下自然干燥，形成〇. 20~0.40mm的膜，優(yōu)選形成0.30mm的膜。此處的膜厚度為干膜層的 厚度。當膜層附著量不到0.20mm時，在乳制或穿孔過程中，鈦錠旋轉、粘貼造成涂層附著量 厚度逐漸降低，所以要保證有足夠的涂層厚度，防止被鈦管全部粘掉，得不到充分的耐高溫 氧化保護。若膜層附著量超過〇. 40mm時，成本升高。
[0034] 將本發(fā)明油性鈦-鋼隔離涂料涂覆在乳輥表面/絞盤的表面后，在室溫下就可以在 5~lOmin內(nèi)自然干燥，同時，在涂漆過程中，涂料粘附性能好，不會出現(xiàn)流淌、流掛等現(xiàn)象， 對于涂敷方法、干燥方法等沒有特別限定，涂覆方式可以使用氣壓噴涂、真空噴涂和刷涂， 可根據(jù)現(xiàn)場實際情況需要進行相應施工方式。
[0035] 本發(fā)明油性鈦-鋼隔離涂料使用的溫度沒有特別限制，但由于本發(fā)明的處理劑的 溶劑是油，保證油不結冰及汽化的溫度條件即可，一般在常溫下使用。
[0036] 固化過程中，僅需除去附著在涂層表面的油分，因而不需要再添加任何促進劑，主 要固化方式是自然環(huán)境下5min內(nèi)自然固化，使用熱風干燥或感應加熱等方法也可，涂層固 化后，涂層不會出現(xiàn)掉粉和龜裂現(xiàn)象。
[0037] 下面結合實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步的描述，并不因此將本發(fā)明限 制在所述的實施例范圍之中。
[0038] 實施例1~5
[0039]在常溫常壓下，稱取環(huán)氧樹脂（固體份含量50%)置于容器中，待用；加入稀釋劑， 攪拌均勻后待用；量取A1粉、滑石粉和Fe2〇3粉、Al2〇3粉，緩慢加入容器中，加入過程中要不 斷攪拌，攪拌均勻;再量取固化劑Si0 2粉，加入容器中，攪拌均勻;再量取加入分散劑聚乙烯 醇200加入容器中，進行攪拌，待溶液呈均勻穩(wěn)定相，即得本發(fā)明的油性鈦-鋼隔離涂料。各 原料的用量將表1。
[0040] 對比例1~2
[0041] 采用實施例1的方法，改變各原料的用量，制備得到涂料，各原料的用量見表1。
[0042] 表 1
[0043]
[0044] 測定實施例1~5、對比例1~2的涂料的pH值和固含量，結果見表2。
[0045] 表 2
[0047]采用氣壓噴涂、真空噴涂或者手工刷涂的方式將實施例和對比例的涂料涂覆在鋼 鐵設備表面、乳輥表面或者絞盤表面后，在室溫下自然干燥、固化5~1 Omin，得到厚度為0.2 ~0.4mm的膜層。在900°C下進行鈦管乳制。具體粘結情況見表3。
[0048]表 3
[0051] 從表3中可以看出，采用實施例1~5的涂料涂覆設備，乳制后得到的鈦管表面質(zhì)量 良好，鈦管與乳輥、絞盤等幾乎不粘結。不涂覆任何涂料（即空白對照組）的乳輥或絞盤，乳 制后得到的鈦管，鈦管表面缺陷嚴重，設備也會有一定程度的粘鈦，需要打磨后才能繼續(xù)使 用。采用對比例1和2的涂料涂覆設備，乳制后的鈦管表面缺陷率依舊較高，不能很好的防止 欽鋼粘結。
[0052] 此外，本發(fā)明的涂料油性鈦-鋼隔離涂料涂覆在鋼鐵設備、輥道、絞盤上，能極大程 度的降低鈦管的成產(chǎn)成本。其成本核算如下：
[0053] 乳制鈦管，設計年產(chǎn)1萬噸產(chǎn)能，以每個鈦錠(坯子）1.5噸計算，每年要生產(chǎn)6300個 左右的鈦坯錠，以每個鈦錠出現(xiàn)鈦鋼粘結5~20mm深度計算，每個鈦錠要切削掉100~200公 斤，以鈦錠80000元/噸計算，每個鈦錠因粘鈦切削部分損失在8000~16000元之間，同時，還 要花費大量的人力、物力進行切削，額外增加生產(chǎn)成本和生產(chǎn)時間，而采用本技術，將為鈦 管及其他鈦合金產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)約大量的生產(chǎn)成本，以每個鈦錠乳制過程中使用涂料2~5kg 計算，每涂料價格按20萬/噸計算，本技術的新增效益見下式所示:萬元；
[0054] W-每年鈦錠的生產(chǎn)量:以1萬噸計算，約每年生產(chǎn)6300個鈦錠；
[0055] A-每個鈦錠因粘鈦-鋼層問題切削的量:按50Kg計算/鈦錠；
[0056] P1-鈦錠的成本:80元/Kg;
[0057] W1-噴涂耐高溫防粘結涂層的消耗量，3Kg/錠；
[0058] P2-每噸耐高溫防粘結涂層價格:按200元/Kg計算；
[0059] Y-每年采用本技術產(chǎn)生的新增效益：
[0060] 貝丨 J:
[0061] Y=(P1XA-W1XP2)XW
[0062] =(4000-600)X 6300
[0063] =2142(萬元）。
【主權項】
1. 油性鈦-鋼隔離涂料，其特征在于，包括以下重量份的組分：油性成膜劑50~150份， 鋁粉350~400份，滑石粉0~50份，鐵粉0~50份，三氧化二鋁粉400~450份。2. 根據(jù)權利要求1所述的油性鈦-鋼隔離涂料，其特征在于，包括以下重量份的組分:油 性成膜劑50~150份，鋁粉350~400份，滑石粉10~50份，鐵粉10~50份，三氧化二鋁粉400 ~450份;優(yōu)選包括以下重量份的組分：油性成膜劑100份，鋁粉400份，滑石粉50份，鐵粉50 份，三氧化二鋁粉450份。3. 根據(jù)權利要求1所述的油性鈦-鋼隔離涂料，其特征在于:所述油性鈦-鋼隔離涂料還 包括固化劑、分散劑、稀釋劑中的至少一種;優(yōu)選所述油性鈦-鋼隔離涂料還包括固化劑1~ 2重量份、分散劑0.5~1.0重量份和稀釋劑1~5重量份;更優(yōu)選包括固化劑1重量份、分散劑 0.5重量份和稀釋劑5重量份。4. 根據(jù)權利要求1所述的油性鈦-鋼隔離涂料，其特征在于，所述油性鈦-鋼隔離涂料由 以下重量份的組分組成：油性成膜劑50~150份，鋁粉350~400份，滑石粉10~50份，鐵粉10 ~50份，三氧化二鋁粉400~450份，固化劑1~2份，分散劑0 · 5~1 · 0份，稀釋劑1~5份;優(yōu)選 由以下重量份的組分組成：油性成膜劑100份，鋁粉400份，滑石粉50份，鐵粉50份，三氧化二 鋁粉450份，固化劑1份，分散劑0.5份，稀釋劑5份。5. 根據(jù)權利要求1~4任一項所述的油性鈦-鋼隔離涂料，其特征在于:所述油性成膜劑 為油性環(huán)氧樹脂、油性聚氨酯漆、油性丙烯酸乳膠漆、油性醇酸漆中的至少一種，優(yōu)選為油 性環(huán)氧樹脂。6. 根據(jù)權利要求3~5任一項所述的油性鈦-鋼隔離涂料，其特征在于:所述固化劑為二 氧化硅粉、水玻璃、硅酸鉀中的至少一種，所述分散劑為聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧 化乙烯中的至少一種，所述稀釋劑為有機溶劑;優(yōu)選所述固化劑為二氧化硅粉，所述分散劑 為聚乙烯醇，所述稀釋劑為丙酮或乙酸乙酯。7. 根據(jù)權利要求1~6任一項所述的油性鈦-鋼隔離涂料，其特征在于:所述油性鈦-鋼 隔離涂料的pH值為7.5~9.5，固含量為85~90 % ;優(yōu)選所述油性鈦-鋼隔離涂料的固含量為 87%〇8. 權利要求1~7任一項所述的油性鈦-鋼隔離涂料在高溫乳制鈦管中的應用。9. 根據(jù)權利要求8所述的油性鈦-鋼隔離涂料在高溫乳制鈦管中的應用，其特征在于： 將油性鈦-鋼隔離涂料涂敷在乳輥表面和/或絞盤表面后，在室溫下自然干燥，形成0.20~ 0.40mm的膜;優(yōu)選形成0.3mm的膜。10. 根據(jù)權利要求9所述的油性鈦-鋼隔離涂料在高溫乳制鈦管中的應用，其特征在于： 所述涂敷方法為氣壓噴涂、真空噴涂或刷涂。
【文檔編號】C09D163/00GK105969094SQ201610600466
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月27日
【發(fā)明人】許哲峰, 鄭昊青, 徐權, 肖聰, 李軍
【申請人】攀鋼集團研究院有限公司