[发明专利]粉煤灰玻璃/陶瓷复合涂层及其制备方法

说明书

技术领域

本属于涂层制备技术领域，涉及粉煤灰技术领域，具体地说，是指一种粉煤灰玻璃/陶瓷复合涂层及其制备方法。

背景技术

在排放量较大的国家中，我国的粉煤灰利用率和利用量是最高的。前苏联主要为湿排粉煤灰，利用率为13%，主要用来制作墙体制品、水泥、混凝土和道路填方材料。而波兰在粉煤灰的利用方面，主要为建材产品。法国对粉煤灰的综合利用起步较早，尤其在水泥、混凝土方面的应用技术研究有较深的基础。我国一直非常重视粉煤灰的综合利用。在50年代就开始应用于砂浆掺和料、混凝土，铺设公路，生产砖等；60年代粉煤灰的资源化利用主要有墙体材料，密实砌块和粉煤灰烧结陶粒等；到80年代，粉煤灰的资源化利用得到了快速的发展。粉煤灰的排放量不断增大、利用率也在随之提高，尤其近几年来上海粉煤灰的利用率达到100％，全国之首。

近些年人们已经逐渐开始研究粉煤灰高附加值的应用。由于高铝粉煤灰含有较多Al₂O₃、SiO₂和TiO₂，采用预脱硅-碱石灰电热法和烧结法等工艺生产硅铝钛合金，这与传统生产工艺相比具有节约能源与资源、减少环境污染、投资少、经济与社会效益显著等特点。粉煤灰资源化利用的方法还有很多，提取其中的有用物质Al₂O₃、SiO₂和TiO₂、Fe、Ti及V等，进一步提高粉煤灰的利用率，最大程度上减少土地被灰渣堆存而占用，实现粉煤灰资源化再利用，相关研究越来越多。总体来说，从粉煤灰中提取出有用物质的方法，目前多数还处于实验阶段，如从粉煤灰中提Al₂O₃的方法与传统的生产铝相比成本高，故寻找一条经济可行的综合提取有用物质的路线是粉煤灰综合利用值得研究的问题。加强粉煤灰基础研究，尤其在形成以及特性方面，可根据粉煤灰类型的不同，利用的手段也不同。此外还可以提取粉煤灰中的有用的元素。随着不断深入对粉煤灰性质和结构上的认识，粉煤灰的高附加值应用也会越来越广泛，但有些技术的成熟度还不够，须要继续进行深入研究。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种粉煤灰玻璃/陶瓷复合涂层及其制备方法，所述的复合涂层以粉煤灰为原料，并分别添加Al粉、SiO₂-Al₂O₃-MgO、钠长石和Al-TiO₂-B₂O₃放热体系等，形成不同配比的复合粉末，制备成粉煤灰玻璃/陶瓷复合涂层。

所述的粉煤灰玻璃/陶瓷复合涂层通过如下方法制备得到：

第一步，原料准备：

选取涂层骨料粉煤灰，向粉煤灰中按照质量百分比为5%加入Al；然后再加入SiO₂、Al₂O₃、MgO和钠长石，使得涂层骨料中SiO₂:Al₂O₃:MgO:钠长石=67:22:5:5；再按照质量百分比为10%加入Al、B₂O₃和TiO₂，其中Al、B₂O₃和TiO₂的原子比为10:3:3。钠长石分子式为NaAlSi₃O₈。所述的粉煤灰为普通粉煤灰或者高铝粉煤灰。优选普通粉煤灰。

第二步，涂层骨料的预处理：

将粉煤灰在800℃灼烧2h进行脱炭处理。将SiO₂、Al₂O₃、MgO在900℃灼烧1h。灼烧后的涂层骨料进行球磨处理。

第三步，基体预处理：

选取Q235轧制钢板，砂纸打磨以去氧化皮使试样表面活化并粗化；在基体表面热喷涂Ni-Al过渡层。

第四步，配置料浆：

将预处理的涂层骨料过200目筛，然后按照质量比1.4:1～1.6:1与粘结剂混合，配成料浆。

第五步，涂刷涂层：

将第四步中制备的料浆涂刷在预处理后的基体表面，涂层厚度不超过1mm。

第六步，涂层热固化：

将涂刷并阴干后的试样加热至950℃～1000℃进行固化。