專利名稱：Htee系列高溫窯爐專用紅外輻射涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高溫窯爐用紅外輻射涂料，可用于石油、化工、冶金、電力、 陶瓷、建筑、航空、其他工業(yè)及民用窯爐等。
背景技術(shù)：
目前，在高溫窯爐技術(shù)領(lǐng)域中，已將紅外輻射技術(shù)用于生產(chǎn)加熱設(shè)備，由 于紅外電磁波能夠被物體吸收使物質(zhì)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生共振，從而使物體溫度上升 的特性充分加以利用。隨著輻射物材質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)和溫度等條件的不同，其輻 射波長(zhǎng)也各不相同，這種性質(zhì)極大程度上給生產(chǎn)加熱設(shè)備提供多種輻射涂料。 在工業(yè)窯爐的內(nèi)壁上噴刷紅外輻射涂料，可以提高窯爐內(nèi)壁的黑度，增加輻射 傳熱效果，強(qiáng)化窯爐內(nèi)熱交換，提高物料與輻射波的匹配性，使?fàn)t體散熱下降， 具有節(jié)約能源、提高熱效率、延長(zhǎng)爐體壽命等優(yōu)點(diǎn)。隨著材料科學(xué)技術(shù)不斷發(fā) 展， 一些具有較高紅外光譜發(fā)射率的物質(zhì)被普遍用于研制紅外輻射涂料，以改 善物體表面的輻射性能，達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的。
早期紅外輻射涂料主要以碳化硅、氧化鋯、鋯英砂等單物質(zhì)和化合物為輻 射成分，以簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)鹽為粘結(jié)劑；隨著研究不斷深入，現(xiàn)在的紅外輻射成分 由多種物質(zhì)或化合物通過(guò)特殊的材料復(fù)合工藝制成，粘結(jié)劑為多種微粉、溶膠 及化學(xué)粘結(jié)劑組成的復(fù)合溶體。新型紅外發(fā)射涂料使其可以做到與火焰直接接 觸，從而達(dá)到快速輻射傳熱的目的。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的大量研究表明，對(duì)于以輻射 傳熱為主的工業(yè)爐，在爐襯內(nèi)壁應(yīng)用高溫紅外輻射涂料可大大提高爐內(nèi)參與輻 射傳熱的物體表面輻射系數(shù)，提高爐窯內(nèi)壁的黑度、提高爐窯的熱效率，改善爐內(nèi)傳熱過(guò)程，達(dá)到節(jié)能目的。到目前為止，國(guó)內(nèi)外在此項(xiàng)研究上已經(jīng)獲得一 定進(jìn)展國(guó)外已先后推出了 ET-4、 C-10A、 G-125、 SBE、 CRCllOO、 CRC1500 和Enecoat等多種產(chǎn)品，最高發(fā)射率可達(dá)0. 9 0.94,節(jié)能效果在5%以上，電 阻爐最高節(jié)能可達(dá)30%;國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的研究于80年代中期得到快速發(fā)展，所 推出的產(chǎn)品相繼在工業(yè)爐窯上應(yīng)用，取得了節(jié)能效果。由于其制備過(guò)程和施丁 都相對(duì)簡(jiǎn)單便捷、價(jià)格低，現(xiàn)在被廣泛用于冶金、電力、陶瓷、化工、建筑及 航空等行業(yè)。然而，在紅外輻射涂料應(yīng)用溫度選擇上一直存在問(wèn)題，極高溫度 容易對(duì)涂料的性能造成極大的影響，涂料效率會(huì)因此下降甚至失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明高溫能量輻射涂料(high temperature energy emission, HTEE)系 列屬于高溫窯爐專用紅外輻射涂料，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是采用103稀土納米材 料增強(qiáng)紅外輻射涂料的強(qiáng)度和抗老化性能，提供一種能直接涂于金屬加熱設(shè)備 的內(nèi)襯上或高溫爐窯的加熱器及耐火陶瓷材料上的高溫紅外輻射涂料。
本發(fā)明的技術(shù)方案是采用水熱法合成Y20:,稀土納米材料，高溫涂料的固料 選擇為氧化鋯50%、氧化硅20%，三氧化二鋁8 15%，三氧化二鐵3 6%,三氧 化二鉻10 14%，磷酸鈉3 9%，碳酸鈣1 3%，與之相適應(yīng)的液料(粘接劑)為 專用高溫粘接劑，主要成分包括103 0.5% 3%,二氧化二鋁2 6%，三氧化二 鐵1 3%，氧化錳0.4 2%，碳酸鈣1 3%，其余為自來(lái)水，保持固料與液料的 比為3:2。將如上述固料和液料按比例混合，在常溫下攪拌均勻，即可得到本發(fā) 明所提到的高溫窯爐專用紅外輻射涂料，使用溫度一般在120(TC 180(TC。
本涂料具有以下優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用特征熱效率高。當(dāng)爐溫升至60(TC以上時(shí)，涂 料在涂層形成光亮的陶瓷殼體輻射增強(qiáng)，可提高熱效率1. 5 3%，并且降低爐表 溫度15'C左右。耐高溫性強(qiáng)，本發(fā)明的熔點(diǎn)約為2400°C，涂復(fù)于被涂層可在600'C 1800'C溫度下長(zhǎng)期使用。它具有極好的粘結(jié)度，使涂層堅(jiān)固而致密，粘度不少于9.5度。爐襯經(jīng)過(guò)涂復(fù)系列高溫輻射涂料在經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后形成結(jié)構(gòu)致密的光亮陶瓷體，延長(zhǎng)加熱爐耐火材料的使用壽命，又減少了加熱爐襯料維護(hù)和檢修工作量和原材料消耗以及維修費(fèi)用。使用過(guò)程中，可將涂料直接涂于工業(yè)鍋爐的爐窯內(nèi)襯上，加熱器表面，也適用于生活用的電爐、液化氣灶、煤氣灶、鋁鍋和鐵鍋外表面，直接與火焰接觸，可以節(jié)約能源8 18%?？梢詷O大程度的防止因溫度過(guò)高而導(dǎo)致對(duì)涂料性能的影響。
實(shí)施例一氧化鋯50%、氧化硅20%，三氧化二鋁8%，三氧化二鐵3%，三氧化二鉻14%，磷酸鈉3%,碳酸鈣2%，與之相適應(yīng)的液料(粘接劑)為專用高溫粘接劑，主要成分包括Y203 0. 5%，三氧化二鋁2%，三氧化二鐵3%，氧化錳2%，碳酸鈣1%，其余為自來(lái)水，保持固料與液料的比為3:2。將如上述固料和液料按比例混合，在常溫下攪拌均勻。即可得到本發(fā)明所提到的一種高溫紅外輻射涂料。
實(shí)施例二氧化鋯50%、氧化硅20%，三氧化二鋁10%，三氧化二鐵4%，三氧化二鉻14%，磷酸鈉1%，碳酸鈣1%，與之相適應(yīng)的液料(粘接劑)為專用高溫粘接劑，主要成分包括Y203 1%,三氧化二鋁4%，三氧化二鐵3%，氧化錳3%，碳酸鈣2%，其余為自來(lái)水，保持固料與液料的比為3:2。將如上述固料和液料按比例混合，在常溫下攪拌均勻，可得到本發(fā)明所提到的一種高溫紅外輻射涂料。
實(shí)施例三氧化鋯50%、氧化硅20%，三氧化二鋁15%，三氧化二鐵3%，三氧化二鉻10%,磷酸鈉1%，碳酸鈣1%，與之相適應(yīng)的液料(粘接劑)為專用高溫粘接劑，主要成分包括YA 2%,三氧化二鋁6%，三氧化二鐵3%，氧化錳2%，碳酸鈣2%，其余為自來(lái)水，保持固料與液料的比為3:2。將如上述固料和液料
6按比例混合，在常溫下攪拌均勻，可得到本發(fā)明所提到的一種高溫紅外輻射涂料。
實(shí)施例四氧化鋯52%、氧化硅20%，三氧化二鋁8%，三氧化二鐵3%，三氧化二鉻14%，磷酸鈉2%，碳酸鈣1%，與之相適應(yīng)的液料(粘接劑)為專用高溫粘接劑，主要成分包括Y203 2%,三氧化二鋁6%，三氧化二鐵3%，氧化錳2%，碳酸鈣2%，其余為自來(lái)水，保持固料與液料的比為3:2。將如上述固料和液料按比例混合，在常溫下攪拌均勻，可得到本發(fā)明所提到的一種高溫紅外輻射涂料。
實(shí)施例五鋯英砂68%，三氧化二鋁20%，三氧化二鐵3%，三氧化二鉻1%，氧化錳2%，磷酸鈉5%，碳酸鈣1%，除去磷酸鈉均要求大于200目。與之相適應(yīng)的液料(粘接劑)為專用高溫粘接劑，主要成分包括Y203 1%，三氧化二鋁4%，二氧化二鐵3%，氧化錳3%，碳酸鈣2%，其余為自來(lái)水，將如上述同料和液料按比例混合，在常溫下攪拌均勻，也可得到本發(fā)明所提到的高溫紅外輻射涂料。
實(shí)施例六鋯英砂50%，三氧化二鋁30%,三氧化二鐵10%，氧化錳9%，碳酸鈣1%,除去磷酸鈉均要求大T 200目。與之相適應(yīng)的液料(粘接劑)為專用高溫粘接劑，主要成分包括1031%,三氧化二鋁4%，三氧化二鐵3%，氧化錳3%,碳酸鈣2%，其余為自來(lái)水，將如上述固料和液料按比例混合，在常溫下攪拌均勻，也可得到本發(fā)明所提到的高溫紅外輻射涂料。
權(quán)利要求
1. 本發(fā)明屬于高溫窯爐用紅外輻射涂料，可用于石油化工窯爐、冶金、電力、陶瓷、建筑、航空、其他工業(yè)及民用窯爐等。
2. 本發(fā)明涂料的固料主要成分為氧化鋯50%、氧化硅20%，三氧化二鋁8 15%，三氧化二鐵3 6%,三氧化二鉻10 14%，磷酸鈉3 9%,碳酸鈣1 3%。
3. 與2相適應(yīng)的液料(粘接劑)為專用高溫粘接劑，主要成分包括Y2030.5% 3%，三氧化二鋁2 6%，三氧化二鐵1 3%，氧化錳O. 4 2%，碳酸鈣1 3%， 其余為自來(lái)水，保持固料與液料的比為3:2。
4. 本發(fā)明涂料的固料配方之一主要成分為氧化鋯50%、氧化硅20%，三氧化 二鋁8%，三氧化二鐵3%，三氧化二鉻14%，磷酸鈉3%，碳酸鈣2%，與之相適 應(yīng)的液料主要成分包括Y203 0. 5%，三氧化二鋁2%,三氧化二鐵3%，氧化錳 2%，碳酸鈣1%，其余為自來(lái)水，保持固料與液料的比為3:2。
5. 本發(fā)明涂料的固料配方之二主要成分..氧化鋯50%、氧化硅20%，三氧化二 鋁10%，三氧化二鐵4%，三氧化二鉻14%，磷酸鈉1%,碳酸鈣1%，與之相適應(yīng) 的液料主要成分包括Y203 1%,三氧化二鋁4%，三氧化二鐵3%,氧化錳3%， 碳酸鈣2%，其余為自來(lái)水，保持固料與液料的比為3:2。
6. 本發(fā)明涂料的固料配方之三主要成分氧化鋯50%、氧化硅20%，三氧化二 鋁15%，三氧化二鐵3%，三氧化二鉻10%,磷酸鈉1%，碳酸鈣1%，與之相適應(yīng) 的液料主要成分包括Y203 2%,三氧化二鋁6%，三氧化二鐵3%，氧化錳2%， 碳酸鈣2%，其余為自來(lái)水，保持固料與液料的比為3:2。
7. 本發(fā)明涂料的固料配方之四主要成分氧化鋯52%、氧化硅20%，三氧化二 鋁8%，三氧化二鐵3%，三氧化二鉻14%，磷酸鈉2%,碳酸鈣1%，與之相適應(yīng) 的液料主要成分包括Y203 2%,三氧化二鋁6%， 二氧化二鐵3%，氧化錳2%，碳酸鈣2%，其余為自來(lái)水，保持固料與液料的比為3:2。
8. 本發(fā)明涂料的固料配方之五主要成分鋯英砂68%，三氧化二鋁20%，三氧 化二鐵3%，三氧化二鉻1%,氧化錳2%，磷酸鈉5%，碳酸鈣1%,除去磷酸鈉均 要求大于200目。與之相適應(yīng)的液料主要成分包括Y203 1%,三氧化二鋁4%， 三氧化二鐵3%,氧化錳3%，碳酸鈣2%，其余為自來(lái)水。
9. 本發(fā)明涂料的固料配方之六主要成分鋯英砂50%，三氧化二鋁30%，三氧 化二鐵10%，氧化錳9%，碳酸鈣1%，除去磷酸鈉均要求大于200目。與之相 適應(yīng)的液料主要成分包括1031%，三氧化二鋁4%，三氧化二鐵3%，氧化錳 3%，碳酸鈣2%，其余為自來(lái)水，將如上述固料和液料按比例混合，在常溫下 攪拌均勻，也可得到本發(fā)明所提到的高溫紅外輻射涂料。
全文摘要
本發(fā)明HTEE系列紅外輻射涂料屬于高溫窯爐專用節(jié)能材料，可用于石油化工窯爐、冶金、電力、陶瓷、建筑、航空、其他工業(yè)及民用窯爐等。本發(fā)明采用Y₂O₃稀土納米材料增強(qiáng)紅外輻射涂料的強(qiáng)度和抗老化性能，提供一種能直接涂于金屬加熱設(shè)備的內(nèi)襯上或高溫爐窯的加熱器及耐火陶瓷材料上的高溫紅外輻射涂料。該高溫輻射涂料具有熱效率高，耐高溫且粘結(jié)性能穩(wěn)定，可有效地節(jié)約能源、延長(zhǎng)爐體壽命等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用水熱法合成Y₂O₃稀土納米材料，高溫涂料的固料選擇為氧化鋯50％、氧化硅20％，三氧化二鋁8～15％，三氧化二鐵3～6％，三氧化二鉻10～14％，磷酸鈉3～9％，碳酸鈣1～3％，與之相適應(yīng)的液料(粘接劑)為專用高溫粘接劑，主要成分包括Y₂O₃0.5％～3％，三氧化二鋁2～6％，三氧化二鐵1～3％，氧化錳0.4～2％，碳酸鈣1～3％，其余為自來(lái)水，保持固料與液料的比為3∶2。將如上述固料和液料按比例混合，在常溫下攪拌均勻，即可得到本發(fā)明所提到的高溫窯爐專用紅外輻射涂料，使用溫度一般在1200℃～1800℃。
文檔編號(hào)C09D1/00GK101481551SQ200810030428
公開日2009年7月15日 申請(qǐng)日期2008年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月7日
發(fā)明者司士輝 申請(qǐng)人:曾宏圖;司士輝