[其他]表面喷涂耐火层的方法及由此产生的耐火层

说明书

本发明涉及及涂料工艺领域，更具体地说，本发明涉及从不同的物源同时喷射纤维和粘合剂涂料的多流向的喷涂。更加具体地说，本发明涉及将耐火纤维和α氧化铝晶体组成的粘合剂喷涂到表面上的应用。作为进一步的特征，而不是对本发明作限制，本发明是一种应用氯化铝粘合剂和耐火纤维进行喷涂的方法。

喷涂耐火纤维是在炉、窑和其他隔热结构中形成耐火物质的理想方法。这种方法的优点包括降低成本和缩短停炉时间等。也就是说，与先前更换炉子衬里的方法不同（先前所采用的方法不是需要用手工操作更换砖，就是采用机械方法附加耐火纤维衬里），该方法可方便而迅速地将隔热材料喷涂到表面。以前已公开了若干喷涂方法及其应用。然而，先前这些方法和应用之中没有一个能产生一种能粘附于衬底的耐火衬里，虽然衬底上涂覆了耐火材料，但衬底仍然处于热循环之中，而且暴露于2200°F或更高的高温下。

一九八五年十月十五日颁发的美国专利4，547，403号公开了涂覆耐火纤维的先有方法的一个例子。该专利中所公开的方法应用以磷酸铝为基质的粘合剂。该法虽然适用于其预期的目的，但却具有这样的缺点，即喷涂于衬底表面上的耐火层在热循环时，可能会从该衬底脱落。也就是说，尽管该方法可以使耐火纤维相互结合，但纤维一粘合剂层和衬底（在衬底上喷涂有纤维一粘合剂）间的粘合力可能是不够的。该专利还公开了一种胶体氧化铝-粘土结合剂，这种粘合剂的缺点是在衬底界面的粘合力同样很弱。

另一种涂隔热层的方法采用了耐火纤维和水硬性无机粘合剂。该产品是以商标CERAMOSPRAY（美国矿物制品公司的注册商标）在市场上销售的。尽管适用于其预期目的，但该方法采用了干水泥质的粘合剂，这种粘合剂受到其温度范围最高规定为2200°F的限制。此外，在超过2000°F的温度时，诸如铝酸钙或磷酸钙的水泥质粘合剂可能会有害地影响以硅酸盐为基质的砖制品，从而实际上降低了这些水泥质耐火材料在这些涂覆应用中的最高工作温度。采用该方法，还需要用机械固定件。尽管适用于其预期目的，但该方法不适用于高温涂覆，不适用于将耐火衬料喷涂于砖衬底上。由于大多数炉窑都是衬砖的，所以在这些范围内，这类方法很少应用。

英国专利申请2，093，014号和2，093，015号还介绍了另一种喷涂方法。这些申请利用了磷酸盐粘合剂，但它具有上面用其他磷酸盐粘合剂时所论述的缺点。此外，这些申请公开了一种采用固体粘合剂的方法，它较之申请人的液态粘合剂在喷涂方法上更难控制。

日本专利51-40846号和专利申请49-87723号还公开了另一种喷涂应用方法。这些参考文献公开了无水氧化铝水泥的应用（其量必须限制到可避免因产生很高密度而影响涂层的隔热性能）。此外，正如这些参考文献所述的，当大量使用水泥时，扩散的水泥粉尘产生了不希望有的污染问题。尽管公开了胶体氧化铝的应用，但仅仅公开了采用诸如膨润土之类的干性材料使它具有粘合特性。采用该方法，可能有衬底界面的粘合力很弱的缺点。

最后，另外有一种以商标FIBERBRAX（Sohio工程材料公司（CARBORUNDUM）注册的商标）在市场销售的可喷涂的陶瓷纤维隔热方法，其最高温度定为2100°F。尽管适用于其预期的目的，但该方法受到使用温度的限制，并且同样是一种以二氧化硅为基质的粘合剂，这种材料在衬底界面处易脱落，如同采用粘土和磷酸盐粘合剂的情形一样。此外，这是一种两部分的方法，其中需预先喷涂纤维，这样，极有可能产生上述固体粘合剂的缺陷。为了提高涂层对衬底的粘合能力，建议在许多涂覆应用中采用机械固定件。正如专业人员所能理解到的，采用固定件增加了成本和停炉时间。固定件也不适用于已损坏的砖或其他衬底，因为固定件对该衬底的结合可能是困难和/或危险的。