[发明专利]一种硅烷改性的耐高温抗氧化涂层材料及其制备方法

说明书

本发明属于耐高温涂层技术领域，特别涉及一种硅烷改性的耐高温抗氧化涂层材料及其制备方法。是由以下质量份数的各个组分构成：纳米SiO₂30.0‑50.0份，纳米Al₂O₃6.0‑8.0份，纳米MgO 4.0‑7.0份，纳米TiO₂2.0‑5.0份，碳化硅SiC 15.0‑25.0份，氧化硼B₂O₃4.0‑6.0份。发明的硅烷改性耐高温抗氧化涂层材料，以金属氧化物为基料，采用氨基硅烷对氧化物粉体进行处理，使氧化物粉体在涂料中更易分散均匀，并且可以稳定存在，这为形成均匀致密且附着牢固的涂层奠定了基础，防护效果优异的涂层将有助于提高热轧钢材的品质。

技术领域

本发明属于耐高温涂层技术领域，特别涉及一种硅烷改性的耐高温抗氧化涂层材料及其制备方法。

背景技术

随着社会文明的不断进步，作为一种清洁能源，液化天然气的需求量迅速增大。镍含量为9wt%的钢材(9Ni钢)由于在超低温环境中具有高强度和优异断裂韧性等优点，因而被广泛用作液化天然气的罐体材料。然而，该类型材质的钢锭在热处理过程中(大约1250ºC，60min)，表面不可避免会生成一层较厚的氧化层，并且该氧化层中富含镍元素，导致较难彻底去除干净。倘若这种附着牢固的磷屑去除不干净，在热轧后的钢带表面将会出现凹坑和条纹等缺陷，从而影响产品质量。为了提高钢材的成材率，行业中常常采用在密闭炉子中进行热处理，采用真空或气体保护进行热处理，在盐浴中热处理，抛光去除脱碳层，提高热处理速率以阻止脱碳和采用抗氧化涂层保护等方法，其中采用涂层保护进行热处理的方法操作简单，成本较低，因而倍受重视。

我国对钢铁高温防护涂层方面的研究工作起步较晚，高温防护涂层的使用效果急需提高，其中一方面是由于高温条件下的实验室环境和工业环境有较大差距，研发难度较大，另一方面是由于涂料的悬浮性和稳定性欠佳的问题较难解决。根据文献和专利可知，高温抗氧化涂层材料主要包括不同熔点的氧化物(如SiO₂， Al₂O₃，MgO，TiO₂及CaO等)和功能性组分(如SiC，B₂O₃，ZrO₂，石墨或碳粉等)以及粘结剂(如硅酸钾，硅酸钠及磷酸盐等)，以上材料的含量超过60wt%；将这些涂层材料混合均匀并添加适量的水或其它有机溶剂则得到高温氧化涂料。将以上成分和制备方法与普通涂料相比较，不难得知，高温抗氧化涂料的稳定性较差，这主要是由于耐高温抗氧化涂料中的粉料成分含量较高，溶剂含量过低，同时这些粉料较难与粘结剂或溶剂相容，使得粉料难以均匀分散于涂料之中。倘若涂料中的粉体分散不均匀，则无法获得储存稳定的涂料，也无法制备均匀致密的涂层。

发明内容

本发明基于9Ni钢的热处理特征，结合了现有耐高温防护涂层的优点及硅烷对提高粉末分散性的显著作用，解决了现有9Ni钢热轧过程中所用耐高温防氧化涂层材料分散不均匀的问题，而提供了一种能够在涂料中易于均匀分散且稳定储存的涂层材料，这为获得均匀致密的防护涂层奠定了基础。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种硅烷改性的耐高温抗氧化涂层材料，是由以下质量份数的各个组分构成：

纳米SiO₂ 30.0-50.0份，纳米Al₂O₃ 6.0-8.0份， 纳米MgO 4.0-7.0份， 纳米TiO₂2.0-5.0份，碳化硅SiC 15.0-25.0份，氧化硼B₂O₃ 4.0-6.0份。

本发明进一步提供了一种硅烷改性的耐高温抗氧化涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

a) 配制硅烷水解溶液

(1) 称取氨基硅烷、无水乙醇和去离子水；