[发明专利]一种免烧结红外辐射材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种免烧结红外辐射材料及其制备方法。

背景技术

红外辐射习惯上称为红外线或红外，也有称为热辐射。早在1800年，英国天文学家威·赫谢开(W·Herschel)在研究太阳光不同色彩部分的热效应时，偶然发现了这种辐射热效应强的红外线。此后，经历了一百多年的时间认识红外辐射的本质和建立基本的辐射定律，使红外辐射的应用与研究得到迅速的发展。

红外辐射加热技术于70年代末传入我国，其研制与应用工作呈螺旋式发展。首先是在低温电加热干燥炉上的应用效果问题进行了广泛的研究与应用。

随着国外中高温红外辐射涂料研究热潮的蓬勃升起，我国近些年在该领域的研究工作也得到广泛开展，并在一些工业炉炉衬及电热热处理炉上逐步得到应用，取得了一些可喜的研究与应用效果，表明我国高温红外辐射涂料的研究与应用正在不断的发展之中。

随着材料研究技术的不断发展，红外辐射涂料的物质组成也得到了长足的进步，从单纯的物质或化合物发展为多种物质或化合物的复合材料。早期的红外辐射涂料主要是以碳化硅、氧化锆、锆英砂等单种物质或化合物为辐射成分、以简单无机盐为载体粘结剂：发展至今，红外辐射涂料的辐射成分则是由多种物质或化合物通过特殊的材料复合工艺制成，其载体粘结剂也是由原来的单种粘结剂物质载体发展为多种微粉、溶胶及化学粘结剂组成的复合溶体。

英国CRC公司声称其红外辐射涂料的辐射粉料部分有两类基本组成，即氧化锆和锆英砂，其中ET4的辐射粉料主要是由锆英砂、二氧化硅、三氧化铝组成。美国CRC公司的红外辐射涂料已系列化，其中用在金属表面上的涂料，其辐射粉料组成主要是二氧化硅和三氧化铝：用在耐火材料炉衬表面上的涂料，其辐射粉料主要是由氧化锆或氧化锆、二氧化硅、氧化铝组成。英国Har-belfc Beven公司与欧澳多国联营推出的Encoat红外辐射涂料产品，其辐射粉料部分主要是由碳化硅加防老化剂组成。日本CRC公司推出的红外辐射涂料产品，如CR(：1100、CRCl500，其辐射粉料主要是由CoO、Cr2O3、Fe2O3、MO2O3、SiO2等组成，在日本新近推出的许多专利产品则以过渡金属氧化物为主、添加其它添加剂构成。我国一些红外辐射涂料生产厂家生产的红外辐射涂料产品，其辐射粉料大多是由碳化硅、锆英砂、三氧化铬等单种化合物组成。此外，国外生产的红外辐射涂料大多要对辐射粉料进行预处理，例如：En.coat涂料便要通过烧结预处理，使碳化硅表面生成二氧化硅保护膜，以提高碳化硅的抗氧化能力，延长其使用寿命，而我国目前生产的单种化合物为辐射主成分的红外辐射涂料一般皆未经烧结预处理。自80年代末以来，我国一些学者通过参阅国外资料，研究红外全波段辐射性能优良的过渡金属氧化物基红外辐射涂料，并在实际工业生产中进行了尝试，取得了一定的应用效果。

随着红外技术的不断发展，人们从大量的物质光谱中发现了许多物质的红外光谱发射率较高，并以这些物质为基料研制出多种红外辐射涂料，以改善物体表面的辐射特性，达到强化辐射传热的目的，因此，初期阶段的红外辐射涂料的辐射基料主要是单种物质或数种物质的简单机械混合物。应工业炉节能的需要，60年代末开始在工业生产的低温干燥炉中应用，并不断地取得优良的节能效果，红外辐射涂料作为工业炉的一种节能新材料逐步被人们所认识，70年代在低温干燥炉中得到推广应用。随着低温红外辐射涂料研制与应用的不断深入，中高温工业炉的红外辐射涂料的研制与应用问题逐渐被人们关注。近10年来，许多技术先进的国家投入大量的人力、物力进行红外辐射涂料的研制与应用技术研究，推出了许多在实际工业炉生产中应用效果优良的红外辐射涂料名品，称其为“工业炉技术的重大进步”、“性能的重大改进”、“技术发展的里程碑”，并被列入“21N：纪的新材料”。

自1994年以来，人功率LED得到迅猛发展，已经在诸多领域(如路灯、汽车尾灯、LCD背光源等)取代了传统光源。LED的散热现在越来越为人们所重视，这是因为LED的光衰或其寿命是直接和其结温有关，散热不好结温就高，寿命就短，依照阿雷纽斯法则温度每降低10℃寿命会延长2倍。目前最大功率的LED灯具要算是L皿路灯了。LED路灯和电脑最大的差别就是它是安装在室外的十分恶劣的环境条件下的。如果采用风扇，那么这种风扇也必须能够承受十分恶劣的环境条件。目前LED的发光效率还是比较低，从而引起结温升高，寿命降低。为了降低结温以提高寿命就必须十分重视散热的问题，针对LED散热壳体涂覆的低温红外辐射涂料研制与应用尚不够深入。