一种高温钢材热喷标号涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高温钢材热喷标号涂料及其制备方法，该标号涂料使用硅溶胶与磷酸盐复合粘结剂，同时添加无机填颜料、无机分散剂和水，其能够促进涂层形成网状结构，提高涂料在基材的附着力，同时可降低对设备及其容器的腐蚀性，满足使用的要求。满足使用的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高温钢材热喷标号涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能性涂料制备
，具体涉及一种高温钢材热喷标号涂料，且还涉及所述高温钢材热喷标号涂料的制备方法。

技术介绍

[0002]钢铁企业为了避免因标志不清楚导致混钢事故的发生，需要在钢坯、钢卷、钢板等各种钢材的生产过程中在钢材表面进行标号，以便对钢材的生产工艺和质量进行管理。然而，为了避免混钢，需要钢材从生产设备出来后就进行标号，但这时钢材表面温度往往很高，如连铸坯温度一般为600
‑
1000℃，热轧板/卷一般为400
‑
650℃，在这么高的温度下，一般的喷号涂料无法满足工艺要求，需要一种既能耐高温又能在高温下直接喷涂的特种标识涂料，这种标号涂料需要既能够满足耐温性和附着力的要求，又要能够满足涂料对喷涂设备友好的要求。
[0003]CN 1916085 A公开了一种用于高温喷印标志的酸性磷酸盐涂料，该涂料含有胶粘剂、颜料和分散剂，所用胶粘剂是含有酸性磷酸铝和酸性磷酸镁的透明液体，其固体含量为40
‑
70wt％，制备胶粘剂的原料中，PO
43
‑
∶Al
3+
∶Mg
2+
摩尔比为(2.1～3.0)∶1∶(0.4～0.6)；涂料各组分的重量比为，胶粘剂∶颜料∶分散剂为100∶(5～25)∶(0.5～10)，用水调至涂料固体分为25～50wt％；涂料的pH值控制在2～4之间；所述分散剂是吐温80，该专利技术利用酸性磷酸铝镁等在高温下缩聚脱水聚合的性能来实现喷涂粘附的作用。但该涂料的pH值为2～4，具有很强的腐蚀性，其在制备及应用过程对设备的耐腐性能提出了更高的要求。CN101462858B公开了一种高温钢件标号无机涂料，该涂料由粘结剂、白色颜料和分散剂按重量比100：(10
‑
30)：(0.1
‑
5)用水调至涂料固含量为20
‑
60wt％，球磨至平均粒度小于10μm的白色浆料，该涂料利用低温无铅玻璃粉或与水玻璃的混合物为粘结剂，设备友好且不因腐蚀而产生堵塞，但该涂料使用的低温无铅玻璃粉在600℃左右就会软化，耐温性达不到要求。CN 112680002A公开了一种高温钢件标号涂料及其制备方法，该涂料包括：1～50重量份的分散介质，0.1～5重量份的分散剂，1～50重量份的粘结剂，10～30重量份的颜填料，该涂料使用水玻璃和硅溶胶的一种或多种作为粘结剂，具有高温粘附力强，腐蚀小的特点，但其使用的水玻璃在900℃左右就会熔化，高温钢坯热喷标识会产生流挂，严重影响标识质量。
[0004]另外，现有技术大多使用有机分散剂对颜料进行分散，当有机物超过一定的量时在高温下容易碳化或焦化进而影响标识效果。因此，获得一种性能优异的耐高温的适用于钢材标号的涂料成为钢材生产加工领域的研究重点之一。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术对现有耐高温标号涂料进行大量研究后提供一种新型高温钢材热喷标号涂料，其使用硅溶胶为主成膜物，磷酸盐为辅助成膜物，硅溶胶与磷酸盐能够促进涂层形成网状结构，提高涂料在基材的附着力，同时可降低对设备及其容器的腐蚀性，满足使用的要求。
[0006]在本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种高温钢材热喷标号涂料，以所述高温钢材热喷标号涂料的总重量计，包括以下重量百分比的组分：
[0007][0008]其中，所述无机粘结剂为硅溶胶
‑
磷酸盐复合粘结剂，所述硅溶胶
‑
磷酸盐复合粘结剂中磷酸盐粘结剂的质量与硅溶胶的质量比为1：(20
‑
100)。
[0009]本专利技术高温钢材热喷标号涂料以硅溶胶
‑
磷酸盐复合粘结剂为成膜物，其中硅溶胶中的二氧化硅可以与磷酸盐通过二者表面的羟基基团之间的失水交联形成网状结构，进而使二者的相容性和稳定性得到提高，且涂层形成网状结构可提高涂料与钢材的附着力。同时，本专利技术高温钢材热喷标号涂料能够耐100
‑
1200℃的温度，在高温下具有很高的稳定性，不存在标号变黑或者其他影响效果的问题。
[0010]优选地，在上述高温钢材热喷标号涂料中，所述硅溶胶
‑
磷酸盐复合粘结剂中磷酸盐粘结剂的质量与硅溶胶的质量比为1：(40
‑
80)。本专利技术使用硅溶胶
‑
磷酸盐复合体系作为成膜物质，其中磷酸盐粘结剂的质量与硅溶胶的质量需要保持在合适的范围内，才能保证所获得的标号涂料具有更高的耐温性，最高可达1200℃，且高温下钢坯标识不会流挂。
[0011]优选地，在上述高温钢材热喷标号涂料中，所述硅溶胶的固含量为20
‑
40％，在该固含量下，硅溶胶比较稳定。
[0012]优选地，在上述高温钢材热喷标号涂料中，所述硅溶胶为酸性硅溶胶或中性硅溶胶。
[0013]优选地，在上述高温钢材热喷标号涂料中，所述磷酸盐粘结剂的固含量为30
‑
80％，更优选40
‑
60％。
[0014]优选地，在上述高温钢材热喷标号涂料中，所述磷酸盐粘结剂中的磷酸盐为可溶性金属磷酸盐，进一步优选地，所述可溶性金属磷酸盐对应的金属为铁、铝、镁、锆、锰和锌中的一种或多种。这些金属元素可以与磷酸结合形成稳定的金属磷酸盐粘结剂。
[0015]在本专利技术中，磷酸盐粘结剂与硅溶胶的固含量需要保持在一定范围内，特别是当磷酸盐粘结剂固含量小于30％时，长时间储存会发生脱水和再结晶反应，导致粘结力变差，而当磷酸盐粘结剂固含量超过80％时，则其粘度很难控制，稳定性较差。
[0016]优选地，在上述高温钢材热喷标号涂料中，所述磷酸盐粘结剂和所述硅溶胶均可为商用的或自制的，并无严格限定，只需固含量保持在上述范围内即可。
[0017]在本专利技术中以磷酸铝为例阐述自制磷酸盐粘结剂的制备过程：在60
‑
85℃条件下恒温水浴中将氢氧化铝与水混合并搅拌均匀，然后再将磷酸(H3PO4)溶液缓慢均匀地加入到氢氧化铝混合体系中，然后将水温升到89
‑
99℃保持不变并继续匀速搅拌1
‑
2h，直至得到透明的粘结剂，待冷却至室温备用，即得到无色透明的磷酸铝粘结剂，其中磷酸根与金属离子的摩尔比为(1
‑
4):1。
[0018]另外，以磷酸镁为例阐述自制磷酸盐粘结剂的制备过程如下：在60
‑
85℃条件下恒温水浴中将氢氧化镁与水混合并搅拌均匀，然后再将H3PO4溶液缓慢均匀地加入到氢氧化铝
混合体系中，然后将水温升到89
‑
99℃保持不变并继续匀速搅拌1
‑
2h，直至得到透明的粘结剂，待冷却至室温备用，即得到无色透明的磷酸铝粘结剂，其中磷酸根与金属离子的摩尔比为(1
‑
4):1。
[0019]需要注意的是，磷酸溶液的质量分数为80％以上。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温钢材热喷标号涂料，其特征在于，以所述高温钢材热喷标号涂料的总重量计，包括以下重量百分比的组分：其中，所述无机粘结剂为硅溶胶
‑
磷酸盐复合粘结剂，所述硅溶胶
‑
磷酸盐复合粘结剂中磷酸盐粘结剂的质量与硅溶胶的质量比为1：(20
‑
100)。2.根据权利要求1所述的高温钢材热喷标号涂料，其特征在于，所述硅溶胶
‑
磷酸盐复合粘结剂中磷酸盐粘结剂的质量与硅溶胶的质量比为1：(40
‑
80)。3.根据权利要求1所述的高温钢材热喷标号涂料，其特征在于，所述硅溶胶的固含量为20
‑
40％。4.根据权利要求1所述的高温钢材热喷标号涂料，其特征在于，所述磷酸盐粘结剂的固含量为30
‑
80％，更优选40
‑
60％。5.根据权利要求1所述的高温钢材热喷标号涂料，其特征在于，所述磷酸盐粘结剂中的磷酸盐为可溶性金属磷酸盐，进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭礼林，梁智敏，莫世广，刘志锐，曾亮丹，彭兴凯，
申请(专利权)人：化学与精细化工广东省实验室，
类型：发明
国别省市：