碳素阳极涂料、使用该涂料的碳素阳极及该涂料制备方法

摘要

本发明属于抗氧化涂料领域，尤其涉及一种碳素阳极涂料、使用该涂料的碳素阳极及该涂料的制备方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种可以防止碳素阳极氧化的涂层以及制备该涂层的方法。为了解决上述问题，本发明所提供的方案是：一种碳素阳极用抗氧化涂层，所述涂层的组分及重量百分比为：氟化铝15-30%，氟化钾1-10%，氟化镁0-15%，氟化钙0-15%，水性环氧树脂5-15%，消泡剂0.1-0.5%，其余为水。本发明的有益效果是：1.该涂层在高温下为玻璃态，不透气，可以有效阻止氧化性气体的渗透；2.与碳块结合良好，可持久保护阳极不被氧化。

说明书

 

技术领域

    本发明属于抗氧化涂料领域，尤其涉及一种碳素阳极涂料、使用该涂料的碳

素阳极及该涂料的制备方法。

背景技术

碳素阳极的主要原料是石油焦、粘结剂煤沥青及残极。目前铝电解工艺难以完全隔绝阳极与空气的接触，且阳极侧部裸露在CO2之中。阳极与氧化性气体发生的空气燃烧反应和布多尔反应，造成了碳素阳极的过量消耗，氧化掉落的碳渣恶化电解质的性能和铝液质量，研究表明，电解质中碳渣含量为0.04%，可使其电流效率下降1%。而一块完整的碳块，其理论碳耗为334kg/t-Al，目前，国际先进水平的实际阳极净耗达406kg/t-Al。阳极的质量和工作状况对电解正常生产及电流效率、电能消耗、原铝品位等经济技术指标影响十分巨大，因此提高阳极的抗氧化性具有重要意义。

随着电解铝产能的扩张，优质石油焦资源日益减少，铝用阳极生产企业不得不使用微量元素含量较高的石油焦原料，金属微量元素对阳极的氧化有催化作用，无法降低，因此提高阳极本体的抗氧化性较为困难，为提高阳极抗氧化性，在阳极表面涂覆耐高温的致密涂层，阻止氧化性气体对阳极的渗透氧化，可有效降低阳极消耗，减少温室气体排放。如专利CN200810224808.2发明一种多层结构的氧化铝基梯度碳化硼抗氧化涂层，来阻挡空气和CO₂与碳素阳极碳的接触，该涂层虽有一定的抗氧化效果，但是制备工艺复杂（三层以上结构），涂层的主要成分氧化铝传热效果差，使用该涂层对电解槽的热平衡，引起阳极过热，反而会加速阳极的氧化，并且作为粘结剂的碳化硼价格昂贵，因此该技术推广应用存在困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以防止碳素阳极氧化的涂层以及制备该涂层的方法。

为了解决上述问题，本发明所提供的方案是：

一种碳素阳极用抗氧化涂层，所述涂层的组分及重量百分比为：氟化铝15-30%，氟化钾1-10%，氟化镁0-15 %，氟化钙0-15 %，水性环氧树脂5-15 %，消泡剂 0.1-0.5%，其余为水。

可选的，所述涂层的组分及重量百分比为：氟化铝15-20%，氟化钾1-5%，氟化镁0-5 %，氟化钙0-5 %，水性环氧树脂5-10 %，消泡剂 0.1-0.5%，其余为水。

可选的，所述涂层的组分及重量百分比为：氟化铝20-30%，氟化钾5-10%，氟化镁5-10 %，氟化钙5-10 %，水性环氧树脂10-15 %，消泡剂 0.1-0.5%，其余为水。

可选的，所述涂层的组分及重量百分比为：氟化铝30-35%，氟化钾4-8%，氟化镁10-15 %，氟化钙10-15 %，水性环氧树脂8-12 %，消泡剂 0.1-0.5%，其余为水。

可选的，所述的消泡剂为水溶性非硅类消泡剂。

一种碳素阳极用抗氧化涂料的方法，所述方法包括以下步骤：

（1）将消泡剂之外的各组分按所述比例混合，并研磨至100目以上；

（2）在研磨过程中加入消泡剂。

一种碳素阳极，所述的碳素阳极表面涂有本发明所述的任意一种抗氧化涂料。

可选的，所述的抗氧化涂料的厚度为0.1~2.4mm。

本发明的有益效果是：1.该涂层在高温下为玻璃态，不透气，可以有效阻止氧化性气体的渗透；2.涂层粘结效果好，与碳块结合良好，可持久保护阳极不被氧化；3.节约碳耗，由于该涂层不透气、且与碳块结合好，因此，避免了碳块脱落，节约碳耗月15kg/t-Al；4. 该图层导热效果好，不会影响电解槽的热平衡。5.工艺简单，只需涂一层即可。

具体实施方式

    为了更清楚地阐述本发明的技术方案，下面结合具体的实施方式予以清楚的说明。显然，所列举的实施方式只是本发明优选的实施方式，本领域技术人员根据本发明所提供的技术路线，结合现有技术和本技术方案所公开的技术内容显而易见地获取的其他技术方案仍属于本发明的保护范围。

实施例1

     一种碳素阳极用抗氧化涂料，所述涂层的组分及重量百分比为：氟化铝15%，氟化钾4%，氟化镁8 %，氟化钙3%，水性环氧树脂10 %，消泡剂 0.1%，其余为水，所述的消泡剂为水溶性非硅类消泡剂。

实施例2

     一种碳素阳极用抗氧化涂料，所述涂层的组分及重量百分比为：氟化铝16%，氟化钾1%，氟化镁4 %，氟化钙9%，水性环氧树脂5 %，消泡剂 0.3%，其余为水，所述的消泡剂为水溶性非硅类消泡剂。

实施例3

     一种碳素阳极用抗氧化涂料，所述涂层的组分及重量百分比为：氟化铝18%，氟化钾8%，氟化镁2%，氟化钙10%，水性环氧树脂7 %，消泡剂 0.2%，其余为水，所述的消泡剂为水溶性非硅类消泡剂。

实施例4

     一种碳素阳极用抗氧化涂料，所述涂层的组分及重量百分比为：氟化铝20%，氟化钾16%，氟化镁11 %，氟化钙15%，水性环氧树脂9%，消泡剂 0.5%，其余为水，所述的消泡剂为水溶性非硅类消泡剂。

实施例5

     一种碳素阳极用抗氧化涂料，所述涂层的组分及重量百分比为：氟化铝21%，氟化钾18%，氟化镁13 %，氟化钙12%，水性环氧树脂8%，消泡剂 0.5%，其余为水，所述的消泡剂为水溶性非硅类消泡剂。

实施例6

     一种碳素阳极用抗氧化涂料，所述涂层的组分及重量百分比为：氟化铝23%，氟化钾20%，氟化镁6 %，氟化钙13%，水性环氧树脂11%，消泡剂 0.4%，其余为水，所述的消泡剂为水溶性非硅类消泡剂。

实施例7

     一种碳素阳极用抗氧化涂料，所述涂层的组分及重量百分比为：氟化铝26%，氟化钾13%，氟化钙6%，水性环氧树脂13%，消泡剂 0.5%，其余为水，所述的消泡剂为水溶性非硅类消泡剂。

实施例8

     一种碳素阳极用抗氧化涂料，所述涂层的组分及重量百分比为：氟化铝28%，氟化钾11%，氟化镁15%，水性环氧树脂15 %，消泡剂 0.3%，其余为水，所述的消泡剂为水溶性非硅类消泡剂。

实施例9

     一种碳素阳极用抗氧化涂料，所述涂层的组分及重量百分比为：氟化铝30%，氟化钾15%，氟化镁12 %，氟化钙14 %，水性环氧树脂12%，消泡剂 0.2%，其余为水，所述的消泡剂为水溶性非硅类消泡剂。

实施例10

一种制备实施例1至9中所述碳素阳极用抗氧化涂料的方法，所述方法包括以下步骤：

（1）将消泡剂之外的各组分按所述比例混合，并研磨至100目；

（2）在研磨过程中加入消泡剂。

实施例11

一种制备实施例1至9中所述碳素阳极用抗氧化涂料的方法，所述方法包括以下步骤：

（1）将消泡剂之外的各组分按所述比例混合，并研磨至120目；

（2）在研磨过程中加入消泡剂。

实施例12

一种制备实施例1至9中所述碳素阳极用抗氧化涂料的方法，所述方法包括以下步骤：

（1）将消泡剂之外的各组分按所述比例混合，并研磨至150目；

（2）在研磨过程中加入消泡剂。

实施例13

一种制备实施例1至9中所述碳素阳极用抗氧化涂料的方法，所述方法包括以下步骤：

（1）将消泡剂之外的各组分按所述比例混合，并研磨至160目；

（2）在研磨过程中加入消泡剂。

实施例14

一种制备实施例1至9中所述碳素阳极用抗氧化涂料的方法，所述方法包括以下步骤：

（1）将消泡剂之外的各组分按所述比例混合，并研磨至165目；

（2）在研磨过程中加入消泡剂。

实施例15

一种制备实施例1至9中所述碳素阳极用抗氧化涂料的方法，所述方法包括以下步骤：

（1）将消泡剂之外的各组分按所述比例混合，并研磨至110目；

（2）在研磨过程中加入消泡剂。

实施例15

一种碳素阳极，所述的碳素阳极表面涂有本发明所述的任意一种抗氧化涂料。所述的抗氧化涂料的厚度为0.1mm。

实施例15

一种碳素阳极，所述的碳素阳极表面涂有本发明所述的任意一种抗氧化涂料。所述的抗氧化涂料的厚度为0.5mm。

实施例15

一种碳素阳极，所述的碳素阳极表面涂有本发明所述的任意一种抗氧化涂料。所述的抗氧化涂料的厚度为1.4mm。

实施例15

一种碳素阳极，所述的碳素阳极表面涂有本发明所述的任意一种抗氧化涂料。所述的抗氧化涂料的厚度为0.8mm。

实施例15

一种碳素阳极，所述的碳素阳极表面涂有本发明所述的任意一种抗氧化涂料。所述的抗氧化涂料的厚度为0.7mm。

实施例15

一种碳素阳极，所述的碳素阳极表面涂有本发明所述的任意一种抗氧化涂料。所述的抗氧化涂料的厚度为2.4mm。