[发明专利]一种工业窑炉用高性能红外辐射涂料

说明书

一种工业窑炉用高性能红外辐射涂料，由红外辐射剂、红外辐射改良剂、粘结剂和涂料助剂组成，其中红外辐射剂由BN、SiO2、Mn2O3、SiC、Fe2O3、CuO所组成；红外辐射改良剂为石墨烯的氧化锆包覆物。它选用了石墨烯这类新型材料以及氧化铜、三氧化二铁、碳化硅之类的价格较低廉的材料，能有效降低生产成本，并且因为具有石墨烯的特殊结构，显著增加基料中杂质能级和自由载流子浓度并提高涂料的使用温度，并显著改善了辐射性能。

技术领域

本发明涉及一种工业涂料，特别是一种工业窑炉用高性能红外辐射涂料。

背景技术

高窑炉用高性能红外辐射涂料是一种具有耐高温、高辐射率、耐腐蚀和高耐磨性的特种新型节能涂料。涂料采用一种改良的红外辐射剂作为填充剂，经与粘结剂和涂料助剂等组分研磨而成的均相体系。

在我国，工业窑炉的能耗约占全国工业能耗的60％，占全国总能耗量的25％。但是，我国目前工业窑炉的热效率平均不到30％，而国际上工业窑炉热效率的平均值为50％以上。因此，工业窑炉的节能具有相当大的潜力。目前工业窑炉的节能方法与节能技术主要有高效燃烧技术、余热回收与利用、新炉型结构、红外辐射涂料等。红外辐射涂料作为工业窑炉中的一项节能新技术，与其它工业窑炉节能技术相比，具有投资少、见效快的优点，具体施工时，一般不需对工业窑炉基体进行特殊的改造，在检修过程中便可进行正常的涂料施工，因而具有施工方便、快捷的特点。作为工业窑炉上的一种节能新材料，在工业窑炉中应用可收到良好的节能效果，同时对基体材料具有良好的保护作用，可延长工业窑炉使用寿命、减轻炉窑维护工作量，降低工业窑炉运行成本。此外，通过强化炉内辐射传热，改善炉内加热的温度均匀性，提高炉子的热效率及产品的加热质量，因而深受人们的关注。因而，红外辐射涂料作为工业窑炉节能中的一种新材料，具有强大的生命力和广泛的应用前景。

普通的红外辐射涂料的耐热温度通常在1300到1500度左右，高于1500度会发生龟裂、剥落等问题，导致炉内加热的温度均匀性不好。

如专利号CN201310586030.0“高发射率红外节能辐射涂料及其制备方法”中，由原料混合物制备得到的平均粒径2纳米以下的涂料，所述原料混合物包括以下重量份的各组份：主体成份100～250份；烧结剂6～15份；粘结剂360～600份，其中所述主体成份按重量份计包括以下各组份：氧化钇10～15份、氧化铬15～25份、氧化钴4～8份、氧化锆20～36份、氧化锰8～20份、碳化硅30～50份、氧化钛5～16份、氧化铝10～28份、铁粉10～25份。其耐火温度可以达到1850度，抗热震性>30次，使用寿命>6年。

它虽然具有较高的耐火温度，但采用了较多的金属氧化物作为组成，其中氧化钇，氧化钴，氧化锆的价格非常高，因此该涂料成本居高不下。

实用新型内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种成本相对较低的，具有较高的耐火温度，红外辐射率较高的工业窑炉用高性能红外辐射涂料。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种工业窑炉用高性能红外辐射涂料，由红外辐射剂、红外辐射改良剂、粘结剂和涂料助剂组成，其中红外辐射剂22～28%；辐射改良剂 8～12%；粘结剂55～65%；助剂3～7%，所述均为质量百分比；

其中红外辐射剂由BN（氮化硼）38～42%，SiO₂ （二氧化硅）28～32%，Mn₂O₃（三氧化二锰）13～17%；SiC（碳化硅），4～6%，Fe₂O₃（三氧化二铁）3～6%，CuO（氧化铜）3～6%；

红外辐射改良剂为石墨烯的氧化锆包覆物，其中石墨烯 10～40%，ZrO（氧化锆）60～90%。

所述粘结剂由PA或硅溶胶和氧化铬绿组成，质量百分比为2:1。