一种以铝灰为原料的耐磨涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种以铝灰为原料的耐磨涂料及其制备方法，属于涂料技术领域，所述耐磨涂料原料按重量百分数计包括：铝灰30～60％、胶粘剂5～10％、润滑助剂0.1～0.2％、烧结助剂1～2％、增黏填料10～30％及溶剂20～50％，各原料重量百分比之和为100％；本发明专利技术所制耐磨涂料使用方便，直接涂刷于金属表面，加热固化即可；本发明专利技术所制耐磨涂料硬度高、耐磨性能优异，且具有良好的抗温变性能，适用于500～1000℃温度条件下的金属模具、零件、管道等的耐磨防护；本发明专利技术的耐磨涂料在较低的温度下即能实现烧结固化，并具有优异性能；本发明专利技术通过以铝灰为主要原料制备耐磨涂料，成本较低。成本较低。

【技术实现步骤摘要】
一种以铝灰为原料的耐磨涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种以铝灰为原料的耐磨涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]磨损是人们日常生活中必然存在的现象，只要是两个相互运动的接触表面之间，都会有磨损现象的存在。具体的磨损定义为在做相对运动的两摩擦副表面，材料由于发生物理或化学作用，被迫从基体中脱落的现象。磨损被称为是材料失效的三大主要形式之一，据统计，每年约有百分之七八十的设备损坏以及将近百分之五的能源消耗归根于各种形式的磨损，不仅造成能源和材料的浪费，还造成经济上的巨大损失，严重的甚至还危机人身安全，影响国民发展。目前应用比较广泛的耐磨涂料主要为树脂基涂料体系，其具有附着力强，耐磨性能优异的特点，但也存在使用温度不高，成本较高的缺点，而这些缺点限制了耐磨涂料的使用范围。
[0003]铝灰来源于电解铝和铸造铝过程中产生的浮渣，可分为一次铝灰和二次铝灰。一次铝灰颜色呈白色，也称白铝灰，其中主要含有氧化铝和金属铝，可以作为铝生产的原料。二次铝灰，颜色呈黑色，也称黑铝灰，其中除了含有氧化铝外，还包括有一些对环境有危害的氟化物，这些氟化物对环境会产生极大的危害，因此在2008年，铝灰就被列为《国家危险废物名录》当中，禁止在户外堆积破坏环境。而铝灰在填埋时如果不做无害化处理，将导致有毒的氟化物对环境造成极大地危害。因此对铝灰综合利用，变废为宝，刻不容缓。
[0004]目前对铝灰回收利用的途径主要有：对其中的铝、可溶性盐(如氟化盐、NaCl及KCl等)及氧化铝进行回收，以铝灰为原料合成净水剂，将铝灰用于路用及建筑材料等，但是尚未发现直接以铝灰为原料来制备耐磨涂料的相关报道，这可能的原因是铝灰成分复杂，在中低温煅烧过程中会产生部分气体，导致烧结后的体系存在较多的孔隙，而孔隙的大量存在必然导致涂料耐磨性能降低，因此，如何减少体系中孔隙的生成，以提高涂料的耐磨性能对于以铝灰为原料制备耐磨涂料的研究具有重要意义。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种以铝灰为原料的耐磨涂料及其制备方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种以铝灰为原料的耐磨涂料，原料按重量百分数计包括：铝灰30～60％、胶粘剂5～10％、润滑助剂0.1～0.2％、烧结助剂1～2％、增黏填料10～30％及溶剂20～50％，各原料重量百分比之和为100％。
[0008]优选的，所述铝灰为二次铝灰，粒径为25～350μm。
[0009]二次铝灰是指已经提取了其中的金属铝的铝灰。
[0010]优选的，所述胶粘剂为偏铝酸钠，所述润滑助剂为二硫化钼，所述烧结助剂为硼
砂，所述增黏填料为改性高岭土，所述溶剂为水。
[0011]优选的，所述高岭土为经过羟丙基甲基纤维素改性的高岭土，具体改性方法为：将高岭土与羟丙基甲基纤维素溶液按照质量体积比为100g∶(15～20)mL混合搅拌，之后在100～120℃下干燥，粉碎。
[0012]优选的，所述羟丙基甲基纤维素溶液的浓度为1.5～2wt％。
[0013]本专利技术还提供了一种上述耐磨涂料的制备方法，包括以下步骤：先向铝灰中加入部分溶剂，并加热反应，过滤得到铝灰过滤渣，之后与胶粘剂、润滑剂、烧结助剂、增黏填料及剩余的溶剂混合，即得所述耐磨涂料。
[0014]优选的，所述铝灰中加入部分溶剂后，溶剂与铝灰的质量比为1∶(5～10)，所述加热至50～120℃，所述反应时间为0.5～10h，所述混合时间为0.5～3h。
[0015]本专利技术还提供了一种上述耐磨涂料的涂覆方法，包括以下步骤：将所述耐磨涂料均匀涂覆于工件表面，干燥，之后加热。
[0016]优选的，所述工件为经过除锈除油打磨处理后的工件；所述涂覆厚度为2～10mm；所述干燥在室温下进行，时间为2～24h；所述加热至500～1000℃；所述加热后保温1～5h。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0018]本专利技术提供的耐磨涂料硬度高、耐磨性能优异，且具有良好的抗温变性能，适用于500～1000℃温度条件下的金属模具、零件、管道等的耐磨防护。
[0019]本专利技术对于铝灰中的氟化物可以不经处理直接使用，铝灰中的氟化物不仅能够起到良好的润滑作用，增强涂料的耐磨性，且能够降低涂料的烧结温度，使涂料在较低的温度下即能实现烧结固化，并具有优异性能。
[0020]本专利技术在以铝灰为原料制耐磨涂料时引入硼砂，一方面利用铝灰中本来就存在的氟化物(比如氟化钙)降低涂料中难溶物质的熔点，促进耐磨涂料高温流动性，另一方面利用硼砂的高温液化收缩性能，降低体系中孔隙的生成，以此对耐磨涂料的最终烧成起修复作用。
[0021]本专利技术通过以铝灰为主要原料制备耐磨涂料，不仅实现了对铝灰的高效回收利用，且铝灰作为一种常见的工业废物，其来源广、价格低，使得以铝灰为主要原料制备耐磨涂料的成本较低。
具体实施方式
[0022]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。
[0023]另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0024]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所
有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
[0025]在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本专利技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本专利技术说明书和实施例仅是示例性的。
[0026]关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
[0027]本专利技术中所述的“份”如无特别说明，均按重量份计。
[0028]以下实施例中所采用的二次铝灰渣半定量XRD表征物相分析检测结果如表1所示：
[0029]表1
[0030][0031]将其用粉碎机粗碎、过筛，得到粒度为25
‑
350μm的二次铝灰渣颗粒备用，以下不再重复描述。
[0032]实施例1
[0033]将50份二次铝灰渣颗粒放入反应器中，加10份水，使反应器的液固质量比为1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以铝灰为原料的耐磨涂料，其特征在于，原料按重量百分数计包括：铝灰30～60％、胶粘剂5～10％、润滑助剂0.1～0.2％、烧结助剂1～2％、增黏填料10～30％及溶剂20～50％，各原料重量百分比之和为100％。2.根据权利要求1所述的耐磨涂料，其特征在于，所述铝灰为二次铝灰，粒径为25～350μm。3.根据权利要求1所述的耐磨涂料，其特征在于，所述胶粘剂为偏铝酸钠，所述润滑助剂为二硫化钼，所述烧结助剂为硼砂，所述增黏填料为改性高岭土，所述溶剂为水。4.根据权利要求3所述的耐磨涂料，其特征在于，所述高岭土为经过羟丙基甲基纤维素改性的高岭土，具体改性方法为：将高岭土与羟丙基甲基纤维素溶液按照质量体积比为100g∶(15～20)mL混合搅拌，之后在100～120℃下干燥，粉碎。5.根据权利要求4所述的耐磨涂料，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素溶液的浓度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王之，
申请(专利权)人：王之，
类型：发明
国别省市：