專利名稱：高溫遠紅外絕緣節能涂料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種用于高溫環境的化工涂料，屬于遠紅外節能涂料領域。
背景技術：
現有的各種遠紅外節能涂料大部分存在使用范圍不廣、絕緣性能差、滲透性不好的缺陷。有的只適用1200℃以上的高溫環境，例如公開號CN1093384A發明專利提出的“熱輻射節能涂料”，以鋯砂為主體、以磷酸二氫鋁為粘劑，具有高耐熱系數和良好的熱輻射效應。但是該涂料只能用于1200～1700℃的冶煉、化工等高溫爐窯。
有的只適用于1200℃以下的溫度環境，例如公開號CN1583905A發明專利提出的“紅外輻射節能涂料”，內含有聚乙烯醇、硅酸鹽、磷酸鹽、水性酚醛等有機和無機成膜物質，具有附著力大，輻射率穩定的特點。但是，該涂料只能在1200℃下長期使用，應用范圍有限。
有的只能涂刷于各種金屬的受熱面上，例如公開號CN1364834A發明專利提出的“遠紅外節能涂料”，不能用于耐火材料基體。
另外，現有的各種遠紅外節能涂料只能粘附在耐火材料基體上，不能與耐火材料基體緊密結合，使用時間一長容易爆裂、成塊脫落。
公開號CN1552779A發明專利提出的高溫遠紅外涂料雖然有與金屬基體相接近的膨脹系數，可增強涂料的附著強度和抗熱性，防止冷熱交變過程中涂層的脫落，但是對耐火材料基體的粘附力和滲透性仍然不夠理想，且絕緣性能差。
發明內容
本發明的目的是提供一種高溫遠紅外絕緣節能涂料及其制備方法，做到使用范圍擴大到300～2000℃，滲透力強、黑度高、發射率高、耐酸堿、隔熱與絕緣性能好。
本發明的高溫遠紅外絕緣節能涂料各成份的重量組份如下鋯英砂150～400份氧化鋁100～350份高嶺土150～350份稀土氧化物50～200份氮化硼3～25份 水玻璃0～60份SiO2含量30％的硅溶液 0～60份濃度85％的磷酸 0～50份甲基纖維素或羧甲基纖維素4～25份本發明的制備方法如下1、按各成份的重量配比稱重備料，其中硅溶膠、磷酸、水玻璃為主溶劑，根據客戶的耐火材料基體酸、堿性選用一種或兩種，甲基纖維素或羧甲基纖維素為輔助溶劑，主、輔溶劑的配比是5-12∶1；其中鋯英砂、氧化鋁、高嶺土、稀土氧化物、氮化硼為粉末狀，粒度185～325目。
2、將備好的物料放入浸泡缸內，按物料的總重量加入2～4％純水攪拌，浸泡時間為8～24小時。
3、達到浸泡時間后，將物料放入混合器內充分攪拌，直到木棒粘液抽樣時下落液體流線不間斷達到150mm為止。
4、將攪拌混合合格的物料放入185～325目篩網中過濾，過濾時間30分鐘左右，以自然流下為準。
5、計量、裝桶。
與已有技術相比，本發明有下列特點1、使用范圍廣、通用性強、節能效果佳。
本發明可以做出紅外波長為3～2000微米的系列涂料，分別與不同溫度條件下被加熱工件或燃料的紅外吸收波段相匹配，以取得最佳的節能效果。因此，本發明涂料適用溫度為300～2000℃，可廣泛應用于金屬熱處理、各種冶煉、軋鋼、鍛造爐、陶瓷倒焰爐、玻璃熔窯爐、退火窯、搪瓷燒成窯、電石窯、石化裂解爐、常壓爐、重整爐、水泥燒結立窯與臥式滾動窯、工業鍋爐及民用鍋爐。
2、滲透力強，在耐火材料基體上形成釉面陶瓷聚合體，隔熱性能好，熱輻射能力強。
本發明的涂料在常溫下噴涂在耐火材料基體上，經高溫后能與耐火材料緊密結合形成一種具有三個層次的釉面陶瓷聚合體第一層是滲入耐火材料里面2～5mm深的滲入層，該層氣密性好，而且隔熱；第二層是蜂窩狀蓄熱層；第三層是光亮堅硬的釉面陶瓷層，絕緣且不產生釉滴，產生熱輻射。聚合體黑度高達0.97～0.99，全發射率可達0.92，熱輻射能力大為提高，從而強化了爐膛內的熱交換。也就是說，涂層表面溫度顯著增加，而涂層本身吸收熱量很少，90～95％的熱量被涂層輻射出去，從而使爐膛內溫度提高20～100℃，并使爐體外表面溫度降低5～25℃。
3、絕緣性能好、有利于安全生產由于本發明中加入了氮化硼，該物質提高了涂層的絕緣性能。經測定，成膜絕緣電阻≥120MΩ，因此本發明絕緣性能好，尤其是應用于電加熱爐時，其良好的絕緣性能確保爐內電流不漏電，保證操作人員的生命安全。
4、耐酸堿性能優良，適應于各種酸性、堿性和中性耐火材料。
經測定，本發明涂層在10％HCL溶液中或在4％NaoH溶液中浸泡24小時不溶解、不變形、不開裂，因此適應于各種酸性、堿性、中性耐火材料。
5、熱效率高，節約能源。
由于本發明涂料涂層具有高輻射作用，使爐膛內氣流產生紊流，冷空氣產生逆流，延長煙氣在爐膛內的停留時間，燃氣產生二次燃燒，從而使排煙溫度降低45℃左右，減少熱損失，可提高熱效率5～10％，節能能源5～35％。
6、延長爐窯使用壽命1～5倍本發明的涂層與爐膛內的耐火材料表面緊密結合，形成完整的覆蓋層，經過高溫后互相滲透，深度可達5mm左右，且導熱系數小，氣密性好，形成一層堅硬的陶瓷釉一般的硬殼，隔絕了耐火材料表面與燃燒氣流之間的直接接觸，避免了氣流的沖刷和腐蝕，因而使爐窯的使用壽命延長1～5倍。例如湖南漣源鋼鐵廠在煉鋼爐上進行對比試驗，涂噴本發明的煉鋼爐多煉鋼23爐，每爐300噸，計6900噸，節約價值達600萬元。
具體實施例方式
實施例一制備方法如上文所述，各成份的重量組份配比如下鋯英砂300份氧化鋁240份高嶺土240份氧化鑭(la2O3) 100份氮化硼10份 硅溶膠30份水玻璃30份 甲基纖維素7.5份實施例二制備方法與實施例一相同，只是各成份的重量組份配比變化如下鋯英砂400份氧化鋁 350份高嶺土150份氧化鈰(ceO2) 50份氮化硼3份 磷酸50份。
實施例三制備方法與實施例一相同，只是各成份的重量組份配比變化如下鋯英砂150份氧化鋁100份高嶺土350份氧化鐠(Pr6O11) 200份氮化硼25份 水玻璃60份硅溶膠60份 甲基纖維素24份。
實施例四制備方法與實施例一相同，只是各成份的重量組份配比變化如下鋯英砂250份氧化鋁180份高嶺土280份氧化釹(Nd2O3) 150份氮化硼7份 中性水玻璃48份甲基纖維素4份。
權利要求
1.一種高溫遠紅外絕緣節能涂料，其特征在于各成份的重量組份如下鋯英砂 150～400份氧化鋁 100～350份高嶺土 150～350份稀土氧化物 50～200份氮化硼 3～25份 水玻璃 0～60份SiO2含量30％的硅溶膠 0～60份濃度85％的磷酸0～50份甲基纖維素或羧甲基纖維素 4～24份。
2.根據權利要求1所述的高溫遠紅外絕緣節能涂料制備方法，其特征在于生產步驟如下a、按各成份的重量配比稱重備料，其中硅溶膠、磷酸、水玻璃為主溶劑，根據客戶的耐火材料基體酸、堿性選用一種或兩種，甲基纖維素或羧甲基纖維素為輔助溶劑，主、輔溶劑的配比是5-12∶1；其中鋯英砂、氧化鋁、高嶺土、稀土氧化物、氮化硼為粉末狀，粒度185～325目；b、將備好的物料放入浸泡缸內，按物料的總重量加入2～4％的純水攪拌，浸泡時間為8～24小時；c、達到浸泡時間后，將物料放入混合器內充分攪拌，直到木棒粘液抽樣時下落液體流線不間斷達到150mm為止；d、將攪拌混合合格的物料放入185～325目篩網中過濾，過濾時間30分鐘左右，以自然流下為準；e、計量、裝桶。
全文摘要
一種高溫遠紅外絕緣節能涂料及其制備方法，涂料成分包括鋯英砂、氧化鋁、高嶺土、稀土氧化物、氮化硼、硅溶膠、磷酸、水玻璃、甲基纖維素或羧甲基纖維素。制備方法是按配比稱重備料、浸泡、攪拌混合、過濾、裝桶。本發明的特點一是使用范圍廣，通用性強，節能效果佳，適用溫度為300～2000℃的各種加熱設備；二是滲透力強，在耐火材料基體上形成釉面陶瓷聚合體，隔熱性能好，熱輻射能力強，黑度高達0.97～0.99；全發射率可達0.92；三是絕緣性能好，成膜絕緣電阻≥120MΩ；有利于安全生產；四是耐酸堿性能優良；五是可提高熱效率5～10％，節約能源5～35％；六是延長爐窯使用壽命1～5倍。
文檔編號C09D5/25GK1844277SQ20061003146
公開日2006年10月11日 申請日期2006年3月30日 優先權日2006年3月30日
發明者周先庭, 爾玉, 伍華桃 申請人:周先庭