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耐高温防护陶瓷涂料 赛化云防腐蚀技术总监 51防腐蚀论坛资深版主 张作华 耐高温防护陶瓷涂料是特种功能性涂料中应用最广泛，并具有很好的节能环保效果的耐温性基材防护材料。这种功能性耐高温陶瓷涂料能够在高温环境下保持稳定性能，兼具隔热、防腐、防水、耐磨、高介电性（1800℃>30KV/mm，可以承受特高压设备的电场冲击）的特性，可以与碳钢、有色金属、混凝土及耐火砖等多种基材的良好粘结，为金属材料表面提供优异的高温氧化防护。
耐高温防护陶瓷涂料主要由陶瓷粉填料、高聚物粘结剂、水及助剂组成，通过纳米技术或者常规工艺制成。该涂料涂覆于物体表面实现耐高温、隔热、防水防潮、耐磨等功能，耐温性可以达到1800℃甚至以上，即使如此依然保持很好的稳定性，有效的减少热辐射和热量的流失，例如在900℃的物体表面涂刷一定厚度的该涂料，可使温度降至约100℃的技术参数。耐高温防护陶瓷涂料的主要技术指标包括热反射率为90%，导热系数为0.03w/m.k，以及良好的附着力，绝缘性能（1800℃水性耐高温陶瓷涂料体积电阻率>1016Ω·m，接近理想绝缘体水平），轻量化（如空心微珠，稀土柔性化及纳米薄层化，实现减重50%），长效的使用寿命等。耐高温防护陶瓷涂料实际应用已经涵盖了锅炉、烟囱烟道、脱硫脱硝、热力管道储罐、化工加热器、涡轮发动机叶片、冶金电弧炉、铝电解槽、石化裂解炉、水泥回转窑、垃圾焚烧炉、烘炉等，取得了很好的使用价值和经济效益。
高温环境下的热腐蚀是指金属材料在高温环境下，与环境中的氧、硫、碳、氮等元素发生化学或电化学反应，导致材料变质或破坏的现象。通常认为金属工作温度达到其熔点绝对温度的30%-40%以上时，即可视为高温腐蚀环境。其主要影响因素如下：
1.温度条件。金属在高温环境下（如锅炉受热面管壁温度常达400-450℃），有的热设备达到千度以上，金属与烟气中的腐蚀性成分（如硫化物、氯化物）反应加速。
2.介质作用。烟气中的氧、硫等元素与金属表面发生氧化反应，生成金属氧化物，导致材料失效。
3.典型发生部位。主要发生在典型的如锅炉的过热器、再热器及其他加热设备等高温受热面，因这些部位工作温度高且接触含硫、氯等腐蚀性烟气成分。
4.无腐蚀元素。当高温环境下不存在烟气等腐蚀性元素时，也就是说金属在高温空气环境下发生的腐蚀，主要是氧化膜失效（当温度>570℃时氧化铁的生成，P-B比失衡，热应力剥落）、晶界退化（内氧化，氢腐蚀，氮化）、脱碳（碳化铁分解导致表层碳流失）、温度波动（露点冷凝，热循环疲劳）等多种因素造成金属腐蚀。
耐高温防护陶瓷涂料对于以上因素造成的金属腐蚀具有非常优异的抵抗性能，而且部分产品无毒，无污染，符合环保要求。以一款型号为KNM1000耐高温防护陶瓷涂料为例，其基体为无机陶瓷，主要由二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化钾、氧化钠、三氧化二铬等，粘结剂，助剂及水组成，是一种环保水基型涂料。该涂料常温下涂覆于金属表面，完全干燥后可以在1000℃高温环境下使用，能够有效的减少合金钢，铁镍合金等金属在高温环境中氧化皮及脱碳层的生成，为金属表面提供优异的高温氧化腐蚀保护。这种耐高温防护陶瓷涂料不但耐温达到1000℃±30℃，抵抗高温环境下氧化腐蚀；而且满足再冷却至400℃±30℃的反复循环的工况条件下烟气含硫，含氮元素腐蚀。要完全发挥耐高温防护陶瓷涂料最佳的耐蚀效果和使用寿命，除了材料是关键性因素外还必须重视施工工艺及施工质量。
KNM1000耐高温防护陶瓷涂料施工前必须充分搅拌，分散均匀无团聚。金属表面必须清除油污和氧化皮，保持清洁，建议采用喷砂工艺的表面处理方法，要求达到GB 8923所规定的Sa2 1/2级别标准。KNM1000耐高温防护陶瓷涂料涂装可以采用刷涂，也可以采用喷涂的方法，第一遍涂覆厚度为0.1-0.2㎜，必须完全覆盖金属表面，不得遗漏和露底，涂层自然干燥或者强制性烘干后方可进行第二遍涂覆。第二遍涂覆时应该注意涂层的厚度及均匀度和平整度。第一遍及第二遍的总厚度约为厚度为0.3-0.5㎜。为了使得涂覆后的KNM1000耐高温防护陶瓷涂料达到最佳的防护效果，可以对涂覆好的涂层进行烘干（烘干温度为100-300℃）。KNM1000耐高温防护陶瓷涂料充分干燥后应尽快在高温环境下使用，避免搁置时间过长发生吸湿返潮现象。KNM1000耐高温防护陶瓷涂料固含量为60%左右，黏度65S，耗量一般为0.35Kg/㎡，因为是水性涂料所以施工时健康环保，对人体无任何危害，也不会发生火灾危险，是一种安全、友好型高温耐蚀涂料。
耐高温防护陶瓷涂料（如KNM1000耐高温防护陶瓷涂料）虽然具有很多优异的性能特征；但是在实际应用中也存在着一些问题和挑战。例如，耐高温防护陶瓷涂料的附着力，涂层的硬度，涂层的耐磨性诸多方面还需要进一步提高，另外涂料的成本也需要降低，更好的满足高温领域防腐蚀市场的需求。随着耐高温涂料技术的进步和新材料新工艺的发展，耐高温防护陶瓷涂料的性价比将会大大提高，从而避免严重的高温腐蚀危害发生。
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