專利名稱：高溫防滲耐磨磨料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高溫防滲耐磨磨料，特別是涉及分類于coqk 3/14的用于在各種不同的基體上的，可以進行涂敷及燒結(jié)后可以有效防止外界流體滲入的磨料。
眾所周知，磨料是具有廣泛用途的材料，可以用作拋光，研磨或噴砂，或者，可以將磨料作成涂層，即，將磨料顆粒用樹脂類粘合劑進行粘結(jié)而制成砂輪，如CN87105224專利文獻中所公開的，但是，其制造工藝復(fù)雜，而且主要側(cè)重于應(yīng)用于制作研磨工具，另外，由于其制備方法復(fù)雜，在推廣應(yīng)用中受到了限制。CN93101770.X的專利所公開的可涂敷的磨料混合物是由硫酸鋁，冰晶石及粘合劑如酚醛樹脂來組成，但是，其進行涂敷的基體，基體上是柔性底材，而且，如果固化不好，則容易使磨料從涂敷混合物中分離出來，而且經(jīng)受過大的機械力時會使其發(fā)生機械破碎而影響其性能，而且，由于基體是柔性底材，因此，其應(yīng)用受至限制，CN88104040.1的專利所公開的磨料是以氧化鋁為基礎(chǔ)并與粘合劑相結(jié)合，但是該磨料側(cè)重于制備切割圓盤，而如何大面積的涂敷于基體上，該文獻沒有說明，另外，如何保證作為無機粒子的組分與有機粘合劑的有機牢固地結(jié)合方面，該文獻并沒有作詳細(xì)地說明。此外，在高溫高沖刷的設(shè)備，如煉油、水泥、冶金、發(fā)電等行業(yè)的高溫設(shè)備的襯里均需要性能優(yōu)良的材料，特別是石化煉油的核心大型設(shè)備即重油催化裂化裝置中的反應(yīng)器，沉降器、再生器而需要有耐磨隔熱要求的襯里表面，以及煉鋼爐的出鋼樽等，其襯里必須具有耐高溫，耐磨損，抗腐蝕及高強度，高韌性及防滲性能，而目前所使用的材料卻難以滿足上述要求，有的材料在設(shè)備運行一段時間之后會發(fā)生剝落，則有可能會使油氣流滲入到襯里內(nèi)部，使作為基體的襯里的隔熱性能下降，尤其是單層耐磨隔熱襯里材料在表面硬度低，氣孔率大的情況下，在開工運行中稍有波動，則會導(dǎo)致被涂敷的基體即襯里會因燒蝕而損壞，而上述對比文獻盡管說明可以涂敷于基體上，但是上述大型容器中的對作為基體的襯里的磨料卻沒有涉及到，從而，急需用于涂敷于作為基體的襯里的性能優(yōu)良的磨料組分。
本發(fā)明的目的是提供一種用于高溫設(shè)備如煉油，水泥、冶金，發(fā)電等行業(yè)的耐磨磨料，特別是用于上述高溫沒備中的作為基體的大面積的襯里表面的磨料。這種磨料涂敷于襯里表面，經(jīng)燒結(jié)之后能夠防止外界流體的滲入而且是高溫防滲耐磨磨料，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的各種問題。本發(fā)明人經(jīng)過對各種磨料組分的廣泛精細(xì)地研究，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明所提供的磨料對于達到上述目的是有效的。基于這一點，本發(fā)明是成功的和有價值的。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，即提供了一種高溫防滲耐磨磨料，包括磷酸二氫鋁Al(H2PO4)350—70份鈉型硅溶膠 30—50份三聚磷酸鈉 1—3份剛玉(Al2O3)(125—44微米) 60—110份硼砂(Na2B4O7.H2O) 2—5份碳化硅(125—31微米)35—10份其中，磷酸二氫鋁為液體，其含固量＞50％，鈉型硅溶膠為液體，其濃度為20—35％，其余的組分均為固體。各組分的含量均以重量來計量，以重量份數(shù)來表示。
本發(fā)明的組合物的制備方法，并沒有特別的限制，其制備方法是將50—70份的磷酸二氫鋁和30—50份的鈉型硅溶膠混合并攪拌均勻，然后加入1—3份的三聚磷酸鈉，進行攪拌，直至攪拌均勻，這樣所制備的組份稱作復(fù)合膠粘劑；然后，制備磨料半成品，即，在該復(fù)合膠粘劑中加入60—110份的剛玉，35一10份的碳化硅，2—5份的硼砂，攪拌均勻，最后，將該磨料半成品加入球磨機中進行球磨，從而制成本發(fā)明的高溫防滲耐磨磨料制品。
使用鈉型硅溶膠，磷酸二氫鋁，三聚磷酸鈉是為了制成具有特殊性能的復(fù)合膠粘劑，而使用本發(fā)明的上述組分用于涂敷基體如襯里，是基于以下的研究來考慮的，一方面，在將鈉型硅溶膠與磷酸二氫鋁混合之后，由于磷酸氫根離子和鋁離子破壞了硅溶膠膠體的表面電性，從而析出了正硅酸，表現(xiàn)出有白色乳狀物的產(chǎn)生；而另一方面，又由于磷酸二氫鋁的用量是過量的，又因為三聚磷酸鈉又離解出一定量的離子，這樣，就克服了由于析出正硅酸所引起的不平衡電荷問題，從而向整個體系中補充了電荷，從而可以控制體系中的正硅酸與磷酸的進一步的結(jié)合，而制備成復(fù)合膠粘劑，這種復(fù)合膠粘劑可以在長時間內(nèi)穩(wěn)定存在；此外，向此復(fù)合膠粘劑加入剛玉，碳化硅耐磨磨料之后，該磨料顆粒在復(fù)合膠粘劑中，其顆粒之間呈現(xiàn)相互懸浮的狀態(tài)，因此，所制出的磨料制品可以在常溫下長期貯存。在使用該磨料制品時，可以進行噴涂或刷涂，當(dāng)將其噴涂于襯里表面時，磨料中的水份可以隨著養(yǎng)護時間的增加而逐漸蒸發(fā)，形成了涂層；當(dāng)溫度在常溫至580℃之間時，體系中所析出的正硅酸之間由于相互作用而形成“硅酸骨架”，從而使得耐磨顆粒之間與襯里表面形成良好的結(jié)合，使涂敷層變的致密；此外，隨著溫度的繼續(xù)升高，體系中所存在的磷酸鹽逐步形成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與硅酸骨架相互重疊，使涂敷層更加牢固，增加了與襯里的結(jié)合作用；更為重要的是，由于剛玉和碳化硅的存在，使涂敷層本身的高溫耐磨性能更好；使用硼砂是為了與多余的部分磷酸鹽及硅酸鹽起作用，在常溫和中等溫度下會慢慢熔融成玻璃狀，而使耐磨磨料顆粒與襯里之間結(jié)合得更緊密，形成了一層致密的隔離層，該堅硬的耐磨外殼又為襯里材料的表面罩上了防沖刷的外層，形成了高溫防滲耐磨涂層，實現(xiàn)了在大面積基體如襯里上涂敷性能優(yōu)良的耐磨磨料的工作而最終完成了本發(fā)明。
以下，將通過實施例對木發(fā)明作進一步說明。另外，除非另有說明，各組份的重量均用重量份數(shù)來表示實施例1組份 重量份數(shù)磷酸二氫鋁 50份鈉型硅溶膠 30份三聚磷酸鈉 3份剛玉 60份硼砂 2份碳化硅 35份實施例2組份 重量份數(shù)磷酸二氫鋁 60份鈉型硅溶膠 40份三聚磷酸鈉 2份剛玉 85份硼砂 3.5份碳化硅 20份實施例3組份 重量份數(shù)磷酸二氫鋁 70份鈉型硅溶膠 50份三聚磷酸鈉 1份剛玉 110份硼砂 5份碳化硅 10份實施例4高溫防滲耐磨磨料分別按照實施例1、2、3的組分及含量按以下步驟來制備(1)制備復(fù)合膠粘劑先將磷酸二氫鋁和鈉型硅溶膠混合并撐拌，然后加入三聚磷酸鈉攪拌均勻；(2)制備磨料半成品在所制備的復(fù)合膠粘劑中，加入剛玉，碳化硅，硼砂，并攪拌均勻；(3)制備磨料制品將磨料半成品放入球磨機中球磨，最后制出可用于涂敷基體的磨料制品。
本發(fā)明的磨料制品可涂敷于上述所述的煉油、發(fā)電、冶金等高溫設(shè)備所需的襯里部位，經(jīng)實踐證明，本發(fā)明的產(chǎn)品不但能滿足耐磨隔熱的要求，而且達到高強度，高韌性，抗腐蝕性的要求，此外，用本發(fā)明所涂敷的襯里，可以有效的阻止油氣流滲入到襯里內(nèi)部，從而具有良好的高溫防滲性能，并保證了在運行中所需要的襯里部位的耐磨隔熱要求。本發(fā)明的磨料制品不僅可以在高溫設(shè)備更換新襯里時噴涂在襯里的外表，而且還可以在修復(fù)或加固襯里時用于進行噴涂，從而擴大了磨料制品的應(yīng)用范圍，此外，該產(chǎn)品施工方便，價格低廉，是極有發(fā)展前途和推廣價值的新型高溫防滲耐磨磨料產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種高溫防滲耐磨磨料，其特征在于包括磷酸二氫鋁 50—70重量份鈉型硅溶膠 30—50重量份三聚磷酸鈉 1—3重量份剛玉 60—110重量份硼砂 2—5重量份碳化硅 35—10重量份
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫防滲耐磨磨料，其特征在于包括磷酸二氫鋁60重量份鈉型硅溶膠40重量份三聚磷酸鈉2重量份剛玉 85重量份硼砂 3.5重量份碳化硅20重量份
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫防滲耐磨磨料，其特征在于包括磷酸二氫鋁70重量份鈉型硅溶膠50重量份三聚磷酸鈉1重量份剛玉 110重量份硼砂 5重量份碳化硅10重量份。
4.一種高溫防滲耐磨磨料的制備方法，其特征在于(1)制備復(fù)合膠粘劑將50—70重量份的磷酸二氫鋁與30—50重量份的鈉型硅溶膠混合并攪拌，然后加入1—3份的三聚磷酸鈉并攪拌均勻；(2)制備磨料半成品在所制備的復(fù)合膠粘劑中，加入60—110重量份的剛玉，2—5重量份的硼砂，35—10重量份的碳化硅，并攪拌均勻；(3)制備磨料制品將磨料半成品放入球磨機中球磨，最后制得磨料制品。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的高溫防滲耐磨磨料，其特征在于該磨料可用作各種高溫設(shè)備的防滲耐磨隔熱襯里。
全文摘要
一種高溫防滲耐磨磨料，包括磷酸二氫鋁，鈉型硅溶膠，三聚磷酸鈉，剛玉，碳化硅，硼砂。它特別適用作各種高溫設(shè)備的防滲隔熱耐磨襯里，是具有高強度，高韌性，耐高溫，耐磨損，抗腐蝕，防滲透，化學(xué)穩(wěn)定性好，價格便宜，利于施工的有發(fā)展前途和推廣價值的新型高溫防滲耐磨磨料制品。
文檔編號C09K3/14GK1114671SQ9510793
公開日1996年1月10日 申請日期1995年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月15日
發(fā)明者陳海淵 申請人:陳海淵