[发明专利]用于金属换热器的高导热防腐蚀陶瓷涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于金属换热器的高导热防腐蚀陶瓷涂料及其制备方法和应用，它的原料按重量百分比包括20～30％的低温釉料、5～15％的高发射率填料、3～8％高导热填料、15～25％陶瓷填料、20～50％粘结剂和1～3％助剂，余量为水。该涂料应用方法首先对金属换热器基体进行处理；将涂料均匀的涂敷在金属基体表面，阴干；将涂覆完毕的金属换热器置于烟道内，利用烟气余热加热20～90min，即金属换热器表面形成高导热防腐蚀陶瓷涂层。本发明的原料易得、成本低，在高温烧结后，涂层结构稳定，与换热器金属基体结合紧密，可对金属换热器有效地起到防高温氧化、耐酸腐蚀和抗磨损的作用，同时陶瓷涂层表面比较光洁，可有效减少换热器积灰结垢，起到延长金属换热器使用寿命、提高换热效率的作用。

技术领域

本发明涉及陶瓷涂层技术领域，具体地指一种用于金属换热器的高导热防腐蚀陶瓷涂料及其制备方法和应用。

背景技术

换热器是化工、炼油、食品、轻工、能源、制药、机械及其他许多工业部门中常见的提高能源利用率的主要设备之一，在实际使用过程中，由于换热器所接触的环境较为复杂，如高温环境、酸性环境、含尘气体环境等，因此在使用过程中不可避免的产生高温氧化、酸蚀、磨损、穿孔、积灰等问题，严重影响了换热器的使用效率和寿命。

针对上述问题，解决方法主要有两种：一是采用耐高温、耐腐蚀金属材料，另外一种是对换热器管材表面进行保护处理。由于经济上的原因，一般企业难以接受价格昂贵的耐蚀材料，因此大多采用第二种方法，其中涂层防腐蚀是解决换热器腐蚀问题的一种重要途径，具有价格便宜、涂装施工简单、维修补涂方便、应用范围广等优点。目前换热器防腐蚀涂料研究主要集中在石油化工等领域的低温换热器上(使用温度低于350℃)使用的有机耐高温防腐蚀涂料，对于轧钢加热炉、火电厂等使用的金属换热器用陶瓷涂层研究相对较少。已有报道的金属基陶瓷涂层主要应用于各种工业锅炉的热面，主要起到提高红外辐射效率、减少沾污结渣、增强抗氧化和耐磨性能等作用，例如“一种抗沾污结渣陶瓷涂料及制备方法(专利申请号201510666902.3)”、“一种耐高温防氧化高辐射率涂料及其使用方(专利申请号201510668003.7)”、“一种适用于金属及非金属基材的高发射率高(专利申请号201310131435.5)”等，陶瓷涂层的形成温度多高于1000℃，对于使用温度650～900℃范围的金属换热器而言，无法形成致密的陶瓷涂层，且由于导热系数较小往往会对换热器的换热性能造成影响，因此需要开发一种金属换热器用高导热防腐蚀陶瓷涂料。

发明内容

本发明的目的在于一种用于金属换热器的高导热防腐蚀陶瓷涂料及其制备方法和应用，该涂料涂覆在金属换热器表面，使金属换热器导热系数和红外发射率高、耐高温腐蚀和硫酸腐蚀、耐磨损能力强。

为实现上述目的，解决上述技术问题，本发明提供的一种适用于金属换热器的高导热防腐蚀陶瓷涂料，所述高导热防腐蚀陶瓷涂料的原料按重量百分比计包括20～30％的低温釉料、5～15％的高发射率填料、3～8％高导热填料、15～25％陶瓷填料、20～50％粘结剂和1～3％助剂，余量为水。

进一步地，所述高导热防腐蚀陶瓷涂料的原料按重量百分比计包括25～28％的低温釉料、8～10％的高发射率填料、6～8％高导热填料、18～20％陶瓷填料、40～45％粘结剂和1～2％助剂，余量为水。

再进一步地，所述低温釉料的原料按质量百分比计由10～20％的Na₂O、30～45％的B₂O₃、5～10％的CaO和30～45％的SiO₂组成。

再进一步地，所述低温釉料的制备方法，包括以下步骤：

1)按质量百分比称取Na₂O、B₂O₃、CaO和SiO₂，混合均匀得到混合物，备用；