[发明专利]一种石墨制品抗氧化涂料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种石墨制品抗氧化涂料及方法，具体是一种高效石墨制品抗氧化涂料及其制备和应用。

背景技术

石墨具有许多优良的性能，因而在冶金、机械、电气、化工、纺织、国防等工业部门获得广泛应用。然而石墨也有其局限性，在高温环境下使用时，石墨性质变得活泼，与空气中的氧结合造成石墨的氧化，长时间的氧化导致石墨制品大量损耗，致使其强度下降从而产生石墨制品折断等现象。在对石墨表面处理之后能够明显延长其使用寿命。石墨抗氧化涂层的制备方法目前有等离子喷涂法、化学气相沉积法(CVD)、浸渍法、溶胶凝胶法(sol-gel)和声电沉积法等。采用等离子喷涂等方法得到抗氧化涂层虽然氧化效果更好，但是其制备工艺需要的设备投资巨大，成本高昂，仅适用于航空和核电站等高端应用领域。业界较为常用的涂层制备工艺是，首先配制好抗氧化涂料，然后采取涂覆或浸渍的方法在基体表面形成涂层。普拉斯马英万特股份公司申请的发明专利“带有保护涂层的碳或石墨体及其生产方法”(CN85109647)采取的真空等离子喷涂法成本高昂，技术设备复杂，不适合在国内推广应用。曾桂生的发明专利“石墨电极抗氧化涂层及制备工艺”(200710052122.5)热处理程序复杂，耗用时间和电能较长，而且在高温(1400℃以上)抗氧化效果不是很好。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种石墨制品抗氧化涂料及其制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种石墨制品抗氧化涂料，其特征在于，该涂料的原料包括以下组分和重量百分比含量：釉料10-12wt％、结合剂35-45wt％，稳定剂2-5wt％、外加剂2-6wt％、溶剂20-32wt％

所述的釉料为氧化镁，氧化钙，氧化钠，氧化钾中的一种或几种。

所述的结合剂为硅酸钠，磷酸二氢铝，酚醛树脂中的一种或几种。

所述的稳定剂为三聚磷酸钠，焦磷酸钠，六偏磷酸钠，木质磺酸钠中的一种或几种。

所述的外加剂为氧化钇，氧化铈，氧化镧中的一种或几种。

所述的溶剂为蒸馏水。

一种石墨制品抗氧化涂料的制备方法，其特征在于，该方法是将釉料10-12wt％、结合剂35-45wt％，稳定剂2-5wt％、外加剂2-6wt％、溶剂20-32wt％混合均匀，即得涂料。

所述的涂料的pH值在8.5以下。

一种石墨制品抗氧化涂料的应用，其特征在于，在常温下以刷涂的方式将涂料涂在石墨制品基体上，涂覆厚度为0.1-0.3mm。

所述的石墨基体在涂刷涂料前放在盛蒸馏水的容器内，超声波清洗1-3遍，每遍5-10分钟，晾干。

与现有技术相比，本发明旨在提供一种石墨抗氧化涂料及其制备工艺，在对石墨表面处理之后能够明显延长其使用寿命。本方法工艺简单，所有操作均为室温操作。由于添加了少量具有高性能的稀土氧化物材料，本发明抗氧化性能得到明显的提升。在1400℃以上高温环境效果尤为明显。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

把所需要处理的石墨制品，浸放在盛满蒸馏水的容器内，在超声波清洗器中清洗1-3遍，每遍5-10分钟。然后自然阴干。

按照以下比例称取各组分：氧化钾12wt％，硅酸钠45wt％，32wt％蒸馏水，6wt％氧化钇，5wt％三聚磷酸钠。搅拌均匀后，采用刷涂的方法涂覆在石墨制品基体表面，厚度控制在0.3mm左右。晾干即可使用。石墨制品经过涂覆抗氧化涂料后，在1400℃静态空气炉中煅烧3h氧化损失仅0.86％，结构基本不变。

实施例2

把所需要处理的石墨制品，浸放在盛满蒸馏水的容器内，在超声波清洗器中清洗1-3遍，每遍5-10分钟。然后自然阴干。

10wt％氧化钾，硅酸钠38wt％，蒸馏水27wt％，磷酸二氢铝20wt％，3％氧化铈，2％木质磺酸钠。搅拌均匀后，采用刷涂的方法涂覆在石墨制品基体表面，厚度控制在0.2mm左右。晾干即可使用。石墨制品经过涂覆抗氧化涂料后，在1400℃静态空气炉中煅烧3h氧化损失为1.2％结构基本不变。

实施例3

把所需要处理的石墨制品，浸放在盛满蒸馏水的容器内，在超声波清洗器中清洗1-3遍，每遍5-10分钟。然后自然阴干。