[发明专利]高温抗氧化多孔陶瓷涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷涂料及其制备方法，属于高温抗氧化材料技术领域。

背景技术

在电解铝生产过程中，炭素阳极消耗包括电化学消耗、化学消耗和机械消耗等，其中由炭素阳极与CO₂和O₂发生的氧化反应所引起的化学消耗，是阳极过量消耗的最主要原因。在大型预焙铝电解槽的生产过程中，通常采用在阳极顶部覆盖氧化铝保护层的工艺方法，以期减少阳极的氧化。但是，由于氧化铝保护层存在组织疏松、孔隙大、不均匀等不足，所以减少因阳极氧化而导致的阳极过量消耗的作用有限。另外也有的厂家利用溶胶—凝胶法，在炭阳极表面形成一层氧化铝溶胶抗氧化复合涂层，此方法虽然取得了较好的抗氧化效果，但是却因涂层的制备工艺复杂，且成本较高，而未能得到推广应用。因此，有必要对现有技术加以改进。

发明内容

本发明的目的正是为解决现有技术存在的上述不足，提供一种以磷酸铝为粘结剂，以氧化铝为主要填料的高温抗氧化多孔陶瓷涂料及其制备方法。

本发明通过下列技术方案完成：一种高温抗氧化多孔陶瓷涂料，其特征在于它由下列质量百分比的原料组成：

Al(OH)₃          8～25％

H₃PO₄            30～60％

MgO              0.1～0.6％

SiO₂             1.0～2.0％

H₃BO₃            1.5～5.5％

Al₂O₃            6～30％

ZnO              0～4.0％

H2O1             0～35％

分散剂           0～5％。

所述磷酸采用浓度为85％的分析纯磷酸，或者工业纯磷酸。

所述分散剂为柠檬三酸铵或聚丙烯酸胺中的一种或二种。

所述主要原料的作用是：Al₂O₃机械强度高、硬度高、抗腐蚀和化学稳定性好，故以它为主料；MgO作为固化剂可以明显缩短涂层的固化时间；SiO₂可使涂层具有优异的耐酸性能，且使涂层的熔点显著降低，呈玻璃状态，提高涂层致密性；ZnO是一种助熔剂，热处理时在晶界形成低熔点液相烧结物质，起粘结剂的作用，消除气孔促进涂层致密化。

所述高温抗氧化多孔陶瓷涂料通过下列方法制备：将下列质量百分比的原料：

Al(OH)₃        8～25％

H₃PO₄          30～60％

MgO            0.1～0.6％

SiO₂           1.0～2.0％

H₃BO₃          1.5～5.5％

Al₂O₃          6～30％

ZnO            0～4.0％

H₂O            10～35％

分散剂         0～5％

经下列步骤：

(1)将85％的浓磷酸稀释成45％的磷酸后，加热至沸腾，向沸腾的磷酸中加入氢氧化铝Al(OH)₃粉末，在室温～150℃温度下搅拌5～30分钟，制得磷酸铝粘结剂；

(2)将Al₂O₃、SiO₂、H₃BO₃、ZnO、MgO、水直接加入到步骤(1)的磷酸铝粘结剂中，在室温～150℃温度下，搅拌10～30分钟，调整粘度至0.1～20Pa·s，pH值至1.0～3.0，形成稳定的胶状物，便制得高温抗氧化多孔陶瓷涂料；

或者

(1)将85％的浓磷酸稀释成45％的磷酸后，加热至沸腾，向沸腾的磷酸中加入氢氧化铝Al(OH)₃粉末，在室温～150℃温度下搅拌5～30分钟，制得磷酸铝粘结剂；