[发明专利]一种红外节能涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种红外节能涂料的制备方法，属无机非金属涂料制造工艺技术领域。

背景技术

红外节能涂料作为高温工业窑炉等热加工设备上使用的一种节能新材料，不仅可以节能降低燃料成本，而且能对炉衬材料起到较好的保护作用，延长炉窑使用寿命，提高设备运转率。此外，红外辐射节能涂料可以强化炉窑内辐射传热，改善加热均匀性，提高炉窑热效率及产品质量。

世界上，发达国家对红外辐射节能涂料及其在工业炉窑上的应用进行了大量的研究。例如，在日本的石油加工行业中，已有许多企业在石油加热炉上使用了红外辐射节能涂料，使得加热炉热效率提高了2-4%；美国某公司生产的红外辐射节能涂料在工业炉上使用，可节能10-30%，同时红外辐射节能涂料还对炉衬材料有保护作用，可延长耐火材料使用寿命1-2倍。对于红外辐射节能涂料的研究，目前国外性能较好的红外辐射节能涂料的原材料采用辐射率较高的含氧化合物，氮化物，碳化物或硼化物的多元体系。相比之下，由于氧化物价格相对较低，在氧化气氛中稳定性好倍受青睐。例如，英国某公司生产的ET4系列红外辐射节能涂料采用SiO₂，ZrO₂，Al₂O₃，日本某公司采用了氧化钴、氧化铬、氧化铁、氧化钼、二氧化硅作为主要原料。

在我国也有文献报道在工业炉窑上应用红外辐射节能涂料的实际节能效果。红外辐射节能涂料在工业炉窑上应用时，开始仅限于600℃的电阻炉，后来发展至应用于高温工业加热炉上。在20世纪80年代末，红外辐射节能涂料已在我国一些石油化工行业和钢铁行业中应用，并取得一定效果。

在大量的研究中发现，在研制红外辐射节能涂料时，提高其各波长范围内的红外辐射率是研制的关键。首先可采用吸收指数大的物质进行复合，这些物质本身具有较大的红外辐射率；其次是红外辐射涂料粒度超细化，超细化可进一步减小物质的吸收指数和折射系数。同时，要求了在整个红外热辐射波长区域内有合理的成分配比，使红外辐射节能涂料在整个红外热辐射波长区域内均有很高的辐射性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种红外节能涂料的制备方法。

本发明的一种红外节能涂料的制备方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：

A.设定涂料的化合物原料的组成及其重量百分比，其配方如下：

B.其配方如下：氧化铝微粉30-50%，锰铁尖晶石粉10-30%，稀土氧化钇改性镁铁铝预合成尖晶石粉10-20%，铁铬尖晶石粉 20-40%，五氧化二钒粉5-15%；

配制涂料粘接剂：涂料粘接剂的摩尔配比如下：

氧化铝铝溶胶 50%

氧化镁溶胶 50%

先将氧化铝溶胶放入容器内，随后按比例加入氧化镁溶胶，混合均匀备用；

C.制备涂料的基体粉料；按上述涂料的配方进行配料；配合料放置于球磨机内进行混合，研磨，粉料磨制325目筛余0.5%以下，送入烧结炉进行烧结，烧结温度为1300℃，烧结时间1-3小时，然后再空气中冷却至室温，再放置于球磨机内进行球磨，粉料研磨至500目筛余0.5%以下，制成备用的基体涂料；

D.制备节能涂料：在上述的基体粉料中加入事先制备好的涂料粘接剂，基体粉料与粘接剂的重量配比为6:4，随后放入机械搅拌机中进行搅拌，搅拌时间为15分钟，最终制成具有高红外辐射率的节能涂料。

本发明方法是采用了尖晶石结构及反尖晶石结构的原料作为主要成分，经高温烧结处理后，涂料中形成了Cr⁴⁺、Fe²⁺、Mn⁴⁺、Zn²⁺等多元掺杂体系、增加了杂质能级，故可提高涂料的红外辐射率；其次涂料经使用后内部形成了尖晶石的基质，可以提高涂料的耐温耐侵蚀的性能；引入稀土氧化钇改性镁铁铝预合成尖晶石粉，锰铁尖晶石粉后，可以提高涂料在炉子墙壁上的附着率，不易掉落，同时发射率提高。

本发明方法制得的红外辐射节能涂料，其室温全波长积分发射率为0.95，各个波长范围法向比辐射率均大于等于0.93。

具体实施方式

现将本发明的的具体实施例叙述于后。

实施例1

本实施例的制备过程和步骤如下：

（1）设定涂料的氧化物原料的组成及其重量百分比，其配方如下：

氧化铝微粉30-50%，锰铁尖晶石粉10-30%，稀土氧化钇改性镁铁铝预合成尖晶石粉10-20%，铁铬尖晶石粉 20-40%，五氧化二钒粉5-15%；