專利名稱：一種基于紅外輻射體的抗腐蝕、節能涂料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種紅外輻射涂料。
背景技術：
過去的熱交換器領域為了節省能源，采用的是保溫層以防止熱能損失，已經采用多年，但使用領域受到限制，節能效果有限，還有的為增加紅外輻射采用等離子噴涂陶瓷膜。二十世紀70年代后，在工業上也用紅外涂料。上述各項技術在熱沖擊、輻射率、附著力、成型性或成本上都不同程度存在問題涂層熱沖擊性差、易剝離、成本也高，熱輻射率低，不能真正節約能源，工藝性不好，預先復制涂膜工藝復雜，許多場合不適合。世界上每年有相當數量的金屬被腐蝕掉，例如在鍋爐內裝置的水冷壁管，如果裸露工作，則使用壽命很短，爐內氣體，包括各種氧化物、硫化物氣體對金屬腐蝕，尤其在高溫下十分嚴重，縮短爐體的使用壽命。
發明內容
本發明的目的是為解決現有紅外涂料層熱沖擊性差、易剝離、成本高、熱輻射率低、不能真正節約能源，工藝性不好的問題，提供一種基于紅外輻射體的抗腐蝕、節能涂料。本發明具有耐熱性和耐熱沖擊性好，紅外輻射率高，工藝性好，附著力強，耐腐蝕，成本低的特點。本發明按重量百分比由輻射體15～25％、添加劑35～45％和粘料35～45％制成，所述輻射體由固溶的二氧化鋯、二氧化鈦、三氧化二鋁、三氧化二鐵、二氧化鈰、二氧化錳或氧化鈣它們任意兩種或兩種以上的氧化物粒子(稱ZMF)組成；所述添加劑是由碳化硅、四氮化三硅、高嶺土或納米二氧化鈦它們任意兩種或兩種以上的粒子組成；所述粘料由硅酸鹽溶液和PVA、CMC當中任何一種或兩種溶液組成，硅酸鹽溶液占粘料總重量的97～98％，PVA、CMC占粘料總重量的2～3％；PVA和CMC同時用的重量比為1∶1。所述二氧化鋯、二氧化鈦、三氧化二鋁、三氧化二鐵、二氧化鈰、二氧化錳或氧化鈣以及碳化硅、四氮化三硅或高嶺土的粒度為200～300目。本發明的制作方法是按重量百分比將輻射體15～25％、添加劑35～45％和粘料35～45％混合攪拌均勻即可。填料中的納米二氧化鈦經鋯質包覆的粉體作為填料。改性硅酸鹽溶液經過脲素或脲醛樹脂中的一種或兩種進行增粘處理，改性硅酸鹽溶液與脲素或脲醛的重量比為100∶1～3。脲素和脲醛樹脂的重量比為1∶1。由上述物質制成的涂料，在金屬、耐火材料的某一種底材上涂刷，干燥后形成的圖層具有紅外輻射功能，在燃燒的各種爐室內使用后可節約燃料，提高熱效率。光照射到物質上，光的反射、透過、吸收同時發生。反射光、透過光、吸收光對入射光的強度比為反射率γ、透過率τ、吸收率α，α、τ、γ的和是1，即γ+τ+α＝1。根據吉爾霍夫法則，吸收率α與輻射率ε相等，所以，γ+τ+ε＝1。在實施的鍋爐水冷壁金屬管上光無法通過，因此γ+α＝γ+ε＝1。因為這種輻射體的反射率γ很低，所以從公式中可以看出，吸收率α，即輻射率ε越高，性能就越好。由于涂料內部使用了折射率不同的粒子在其中分散，光在涂層中被散亂、吸收，金屬底材上涂刷的涂層光的吸收率高，輻射率就高。該種輻射體減少傳熱面灰垢厚度，使灰垢層熱阻減少，爐內受熱面傳導熱量增加。涂料中的有機成分分解、揮發的痕跡處形成許多微孔，由于急劇的熱沖擊，涂層膨脹、收縮，在上述的微孔處能夠吸收緩和應力。因此，由于熱沖擊使涂層剝離的現象不易發生。將本發明的涂料涂在鍋爐的水冷壁外面，涂層厚度在0.1～0.2mm，采用固化工藝為50℃/1h+150℃/2h+250℃/2h，在現場施工不易操作時，可自然干燥24～48小時，然后可升溫開爐工作。本發明的有益效果是1、涂層耐熱性好，耐熱沖擊性能好，700℃溫度與室溫條件下循環15次以上，涂層不剝落，抗腐蝕，延長爐體壽命；2、紅外輻射率高，ε達0.88以上，可以節煤、電、氣5％以上；3、附著力強，對金屬粘附性好；4、用于鍋爐上可使排煙溫度降低，掛灰量減少，水冷壁上積灰垢變薄，變松散；5、采用工藝為涂裝方法，成型性好，材料及工藝成本低。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式按重量百分比由輻射體15～25％、添加劑35～45％和粘料35～45％制成，所述輻射體由固溶的二氧化鋯、二氧化鈦、三氧化二鋁、三氧化二鐵、二氧化鈰、二氧化錳或氧化鈣它們任意兩種或兩種以上的氧化物粒子(稱ZMF)組成；所述添加劑是由碳化硅、四氮化三硅、高嶺土或納米二氧化鈦它們任意兩種或兩種以上的粒子組成；所述粘料由硅酸鹽溶液和PVA、CMC當中任何一種或兩種溶液組成，硅酸鹽溶液占粘料總重量的97～98％，PVA、CMC占粘料總重量的2～3％；PVA和CMC同時用的重量比為1∶1。所述二氧化鋯、二氧化鈦、三氧化二鋁、三氧化二鐵、二氧化鈰、二氧化錳或氧化鈣以及碳化硅、四氮化三硅或高嶺土的粒度為200～300目。改性硅酸鹽溶液經過脲素或脲醛樹脂中的一種或兩種進行增粘處理，改性硅酸鹽溶液與脲素或脲醛樹脂的重量比為100∶1～3。脲素和脲醛樹脂的重量比為1∶1。本實施方式的制作方法是按重量百分比將輻射體15～25％、添加劑35～45％和粘料35～45％混合攪拌均勻即可。
具體實施例方式
二本實施方式按重量百分比由輻射體15％、添加劑40％和粘料45％制成。其它組成和方法與具體實施方式
一相同。
具體實施例方式
三本實施方式按重量百分比由輻射體25％、添加劑35％和粘料40％制成。其它組成和方法與具體實施方式
一相同。
具體實施例方式
四本實施方式按重量百分比由輻射體20％、添加劑45％和粘料35％制成。其它組成和方法與具體實施方式
一相同。
具體實施例方式
五本實施方式按重量百分比由輻射體20％、添加劑40％和粘料40％制成。其它組成和方法與具體實施方式
一相同。
權利要求
1.一種基于紅外輻射體的抗腐蝕、節能涂料，其特征在于按重量百分比它由輻射體15～25％、添加劑35～45％和粘料35～45％制成，所述輻射體由固溶的二氧化鋯、二氧化鈦、三氧化二鋁、三氧化二鐵、二氧化鈰、二氧化錳或氧化鈣它們任意兩種或兩種以上的氧化物粒子組成；所述添加劑是由碳化硅、四氮化三硅、高嶺土或納米二氧化鈦它們任意兩種或兩種以上的粒子組成；所述粘料由硅酸鹽溶液和PVA、CMC當中任何一種或兩種溶液組成，硅酸鹽溶液占粘料總重量的97～98％，PVA、CMC占粘料總重量的2～3％；所述二氧化鋯、二氧化鈦、三氧化二鋁、三氧化二鐵、二氧化鈰、二氧化錳或氧化鈣以及碳化硅、四氮化三硅或高嶺土的粒度為200～300目。
2.根據權利要求1所述的一種基于紅外輻射體的抗腐蝕、節能涂料，其特征在于硅酸鹽溶液經過脲素或脲醛樹脂中的一種或兩種進行增粘處理，硅酸鹽溶液與脲素或脲醛樹脂的重量比為100∶1～3。
3.根據權利要求2所述的一種基于紅外輻射體的抗腐蝕、節能涂料，其特征在于脲素和脲醛樹脂的重量比為1∶1。
4.根據權利要求1所述的一種基于紅外輻射體的抗腐蝕、節能涂料，其特征在于按重量百分比由輻射體15％、添加劑40％和粘料45％制成。
5.根據權利要求1所述的一種基于紅外輻射體的抗腐蝕、節能涂料，其特征在于按重量百分比由輻射體25％、添加劑35％和粘料40％制成。
6.根據權利要求1所述的一種基于紅外輻射體的抗腐蝕、節能涂料，其特征在于按重量百分比由輻射體20％、添加劑45％和粘料35％制成。
7.根據權利要求1所述的一種基于紅外輻射體的抗腐蝕、節能涂料，其特征在于按重量百分比由輻射體20％、添加劑40％和粘料40％制成。
8.根據權利要求1所述的一種基于紅外輻射體的抗腐蝕、節能涂料，其特征在于PVA和CMC同時用的重量比為1∶1。
全文摘要
一種基于紅外輻射體的抗腐蝕、節能涂料，它涉及一種紅外輻射涂料。本發明的目的是為解決現有涂料層熱沖擊性差、易剝離、成本高、熱輻射率低、不能真正節約能源，工藝性不好的問題。本發明按重量百分比由固溶的二氧化鋯、二氧化鈦、三氧化二鋁、三氧化二鐵、二氧化鈰、二氧化錳或氧化鈣它們任意兩種或兩種以上的氧化物粒子15～25％、由碳化硅、四氮化三硅、高嶺土或納米二氧化鈦它們任意兩種或兩種以上的粒子35～45％、硅酸鹽溶液和PVA、CMC當中任何一種或兩種溶液35～45％制成。本發明涂層耐熱性好，耐熱沖擊性能好，700℃溫度與室溫條件下循環15次以上，涂層不剝落，抗腐蝕；紅外輻射率高，ε達0.88以上，可以節煤、電、氣5％以上；采用工藝為涂裝方法，成型性好。
文檔編號C09D7/12GK1775870SQ20051012731
公開日2006年5月24日 申請日期2005年12月6日 優先權日2005年12月6日
發明者孫學明, 那維君, 邢玉清 申請人:孫學明