本发明涉及具有一种用于高温密封玻璃表面防水涂层的制备方法，特别适用于固体氧化物燃料电池(sofc)高温密封玻璃表面的防水处理。
背景技术：
固体氧化物燃料电池(sofc)是一种绿色清洁、安全可靠的能量转换装置，将存储在燃料中的化学能不经过卡诺循环而直接转化成电能，大大提高了燃料的利用率。近些年来，在关键材料、系统集成方面都取得了很大进展，但电池的高温密封问题尚未得到解决，这也是限制sofc商业化进程的主要因素之一。
玻璃在高温下具有良好的密封性能，因而被广泛应用于sofc的密封中。专利cn1469497a、cn1660954a、cn1494176a等公开了硅酸盐玻璃、硅铝酸盐玻璃及硼硅酸盐玻璃，获得了机械强度高、绝缘性好、膨胀系数合适的密封材料，适用于中高温sofc的密封。但在sofc实际工作环境中，密封材料同时暴露在氧化气氛和还原气氛中。阳极侧的还原气氛中通常含有较高含量的水汽。水汽会引起玻璃组分的挥发、改变玻璃的微观结构、促进玻璃的晶化，从而改变玻璃的性质，影响密封玻璃在长期使用过程中的密封性能。
为解决玻璃密封材料在高温水汽中稳定性差的问题，本发明采用过渡金属氧化物sc2o3、tio2、v2o5、mno2、fe2o3、co2o3、nio、cuo、zno、y2o3、zro2、la2o3作为主体材料，添加气相二氧化硅、溶剂、粘结剂、分散剂制备成涂层浆料，涂覆于密封玻璃表面。待涂层干燥后，置于待密封部位，在电炉中升温至玻璃的软化温度以上以实现密封。该涂层的使用可增强密封玻璃的高温耐水性，减少密封玻璃的挥发和晶化，从而增强密封材料的稳定性。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对现有密封技术的不足，克服密封玻璃在高温水汽中稳定性差的问题，提供一种玻璃表面防水涂层及制备和应用。
一种玻璃表面防水涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将金属氧化物粉末与气相二氧化硅混合，加入溶剂，在球磨机上研磨10～20h；
步骤2，向步骤1所获得的浆料中加入粘结剂和分散剂继续研磨50～100h；
步骤3，步骤2所获得的浆料过100～200目筛，取通过筛子的组分，真空脱泡获得涂层浆料；
步骤4，将步骤3获得的浆料涂覆在密封玻璃表面并干燥。
步骤1中金属氧化物粉末为纳米sc2o3、tio2、v2o5、mno2、fe2o3、co2o3、nio、cuo、zno、y2o3、zro2、la2o3中的一种或两种以上；所用溶剂为体积比1：1的乙醇-丙酮、体积比1：1的乙醇-甲苯或体积比1：1的异丙醇-二甲苯中的任意一种。
步骤1中金属氧化物粉末：气相二氧化硅：溶剂的质量比为(20～60)：(0～10)：(40～80)，优选为(30～50)：(0～5)：(50～70)。
步骤2中粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛(pvb)，分散剂为鱼油和/或聚乙二醇(peg)；粘结剂和分散剂分别占金属氧化物粉末重量的(2～10)％和(1～10)％，优选为(2～7.5)％和(2～5)％。
步骤4中涂覆方法为刮涂、刷涂、喷涂、浸涂或淋涂中的任意一种或两种以上，涂覆防水涂层的厚度在5～20μm范围，干燥温度为20～60℃，干燥时间为20～50h。
上述制备方法制备的防水涂层用于高温密封玻璃表面。
将获得的带有涂层的密封玻璃用于待封接部位，在电炉中升温至玻璃的软化温度以上以实现密封。
玻璃的软化温度以上是指玻璃的软化温度至玻璃的软化温度 300℃之间。
玻璃的软化温度通常为600～800℃。
本发明的优势在于：采用上述防水涂层，可提高密封玻璃在高温水汽中的稳定性，减少密封玻璃的挥发和晶化，从而改善密封效果。由于涂层材料简单、制备方便，能够用于平板型、管型、扁管型等多种构型的固体氧化物燃料电池的密封。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的阐述：
实施例1
步骤1，称取mno2粉末2.0g、气相二氧化硅0.6g、体积比1：1的乙醇-丙酮7.4g，在球磨机上研磨20h。
步骤2，向步骤1所获得的浆料中加入pvb0.1g、鱼油0.1g，继续研磨80h。
步骤3，步骤2所获得的浆料过100目筛，取通过筛子的组分，真空脱泡获得涂层浆料。
步骤4，采用刷涂的方式将浆料涂覆在密封玻璃表面，在60℃下干燥25h。
步骤5，将带有涂层的密封玻璃置于连接体和连接体之间，在电炉中升温至860℃，实现对两连接体的密封。
实施例2
步骤1，称取y2o3粉末3.2g、气相二氧化硅0.5g、体积比1：1的乙醇-甲苯6.3g，在球磨机上研磨18h。
步骤2，向步骤1所获得的浆料中加入pvb0.096g、peg0.064g，继续研磨96h。
步骤3，步骤2所获得的浆料过150目筛，取通过筛子的组分，真空脱泡获得涂层浆料。
步骤4，采用刮涂的方式将浆料涂覆在密封玻璃表面，在50℃下干燥50h。
步骤5，将带有涂层的密封玻璃置于连接体和电解质之间，在电炉中升温至900℃，实现对连接体和电解质的密封。
实施例3
步骤1，称取la2o3粉末4.1g、气相二氧化硅0.2g、体积比1：1的异丙醇-二甲苯5.7g，在球磨机上研磨16h。
步骤2，向步骤1所获得的浆料中加入pvb0.246g、peg0.041g，继续研磨96h。
步骤3，步骤2所获得的浆料过180目筛，取通过筛子的组分，真空脱泡获得涂层浆料。
步骤4，采用喷涂的方式将浆料涂覆在密封玻璃表面，在45℃下干燥50h。
步骤5，将带有涂层的密封玻璃置于连接体和电解质之间，在电炉中升温至850℃，实现对连接体和电解质的密封。
1.一种玻璃表面防水涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将金属氧化物粉末与气相二氧化硅混合，加入溶剂，在球磨机上研磨10～20h；
步骤2，向步骤1所获得的浆料中加入粘结剂和分散剂继续研磨50～100h；
步骤3，步骤2所获得的浆料过100～200目筛，取通过筛子的组分，真空脱泡获得涂层浆料；
步骤4，将步骤3获得的浆料涂覆在密封玻璃表面并干燥。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中金属氧化物粉末为纳米sc2o3、tio2、v2o5、mno2、fe2o3、co2o3、nio、cuo、zno、y2o3、zro2、la2o3中的一种或两种以上；所用溶剂为体积比1：1的乙醇-丙酮、体积比1：1的乙醇-甲苯或体积比1：1的异丙醇-二甲苯中的任意一种。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤1中金属氧化物粉末：气相二氧化硅：溶剂的质量比为(20～60)：(0～10)：(40～80)，优选为(30～50)：(0～5)：(50～70)。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛(pvb)，分散剂为鱼油和/或聚乙二醇(peg)；粘结剂和分散剂分别占金属氧化物粉末重量的(2～10)％和(1～10)％，优选为(2～7.5)％和(2～5)％。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4中涂覆方法为刮涂、刷涂、喷涂、浸涂或淋涂中的任意一种或两种以上，涂覆防水涂层的厚度在5～20μm范围，干燥温度为20～60℃，干燥时间为20～50h。
6.一种权利要求1-5任一所述的制备方法制备的防水涂层用于高温密封玻璃表面。
7.一种权利要求6所述用于高温密封玻璃表面防水涂层的应用，其特征在于，将获得的带有涂层的密封玻璃用于待封接部位，在电炉中升温至玻璃的软化温度以上以实现密封。
8.一种权利要求7所述用于高温密封玻璃表面防水涂层的应用，其特征在于，玻璃的软化温度以上是指玻璃的软化温度至玻璃的软化温度 300℃之间。
9.如权利要求6或7所述的应用，其特征在于，玻璃的软化温度通常为600～800℃。
技术总结