專利名稱：：一種耐高溫反輻射無機(jī)涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于無機(jī)涂料領(lǐng)域，特別涉及一種涂覆于窯爐內(nèi)襯的節(jié)能耐高溫輻射無機(jī)涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：工業(yè)爐窯是我國(guó)耗能大戶，約占總能耗的25-40%，而爐的平均熱效率僅為30%左右，工業(yè)窯爐熱效率低是國(guó)內(nèi)外普遍存在的問題，輻射涂料作為爐窯中的一項(xiàng)節(jié)能新技術(shù)，在窯爐內(nèi)襯涂覆節(jié)能輻射涂料，將窯爐內(nèi)熱量盡可能地輻射到被加熱的產(chǎn)品上，將會(huì)充分利用能量，以達(dá)節(jié)能的目的。通常陶瓷業(yè)、石油化工業(yè)使用的加熱爐多采用硅鋁耐火材料，這些材料抗熱震性能差、耐磨性差，易脆化脫落，在窯爐升溫加熱時(shí)，大量熱量被吸收和散失，能量利用率極低。近年來，節(jié)能耐高溫輻射無機(jī)涂料在窯爐的應(yīng)用得到了廣泛的認(rèn)可，但在使用過程中，由于涂料中的材料與基體材料的熱膨脹差異，在窯內(nèi)升溫和冷卻的過程中容易引起涂料的龜裂脫落，影響了使用效果和使用壽命。另一方面，當(dāng)前有些輻射涂料的發(fā)射率低、性能不穩(wěn)定，在使用一段時(shí)間后，性能衰減的問題。因此，提高涂料抗熱震性能、加大輻射能的利用率、增強(qiáng)涂料與窯爐內(nèi)襯材料結(jié)合力是當(dāng)前要解決的主要技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種耐高溫反輻射涂料及其制備方法。本發(fā)明的耐高溫反輻射涂料抗熱震性能優(yōu)良、熱效率高、與窯爐內(nèi)襯結(jié)合強(qiáng)度大，特別是本發(fā)明無機(jī)涂料具有相當(dāng)高的發(fā)射率，能夠改善高輻射能譜的分布，大大提高了輻射能的利用率。氧化鈷在耐高溫輻射涂料中起催化劑的作用，氧化鋯在涂料中做添加劑用，其熔融溫度約為290CTC，可提高材料粘度和擴(kuò)大粘度變化的溫度范圍，有較好的熱穩(wěn)定性，其含量為2%_3%時(shí)，能提高材料抗龜裂性能。還因它的化學(xué)惰性大，故能提高材料穩(wěn)定性和耐酸堿能力，還能起到乳濁劑的作用。氧化鋁每克的內(nèi)表面積高達(dá)數(shù)百平方米，活性高吸附能力強(qiáng)。在涂料中做阻燃劑、吸附劑、催化劑和催化劑載體，加入氧化鈦的涂料，色彩鮮艷，遮蓋力高，著色力強(qiáng)，對(duì)介質(zhì)的物理穩(wěn)定性可起到保護(hù)作用，特別是加入了磷酸鹽、硅酸鹽能增強(qiáng)漆膜的機(jī)械強(qiáng)度和附著力，防止裂紋，防止紫外線和水分透過，延長(zhǎng)漆膜壽命。本發(fā)明涂層還具有很好的抗氧化性能，金剛砂具有很高的強(qiáng)度及良好的抗氧化性能，在高溫下不變形，可增加耐火材料的抗氧化性能和抗沖刷性能。能對(duì)窯爐內(nèi)部和加熱元件提供充分保護(hù)，達(dá)到延長(zhǎng)爐襯耐火材料及加熱元件壽命等目的。此外，本發(fā)明無機(jī)涂料投資少、見效快，不需對(duì)爐窯基體進(jìn)行特殊的改造便可正常施工，且無毒無味、無腐蝕性，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都將十分可觀。本發(fā)明涂料的組成及其重量份數(shù)為氧化鈷10-15份、氧化鋯l-10份、氧化鋁5-15份、硅粉1-5份、碳化硅8-16份、氧化鉻3-7份、氧化錳0-8份、金剛砂0-5份、硅酸鈉2-10份、磷酸二氫鋁5-8份、石英粉1-5份、長(zhǎng)石粉1-5份、五氧化二磷12-17份、鉻鐵礦0_3份、鋯英砂0-2份、氧化鈰0-1份、石墨粉1-4份、氧化硼0.5-1.0份、白土0.1-0.5份，其中各固體組份粒度不低于300目。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，無機(jī)涂料的組成及其重量份數(shù)為氧化鈷15份、氧化鋯7份、氧化鋁9份、硅粉2.5份、碳化硅11份、氧化鉻4份、氧化錳3.5份、金剛砂3份、硅酸鈉6份、磷酸二氫鋁7.5份、石英粉3份、長(zhǎng)石粉3份、五氧化二磷15份、鉻鐵礦3份、鋯英砂1份、氧化鈰1份、石墨2份、氧化硼0.5份、白土0.2份。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，無機(jī)涂料的組成及其重量份數(shù)為氧化鈷10份、氧化鋯6份、氧化鋁5份、硅粉3份、碳化硅16份、氧化鉻5份、氧化錳4份、金剛砂5份、硅酸鈉7份、磷酸二氫鋁5份、石英粉4份、長(zhǎng)石粉3份、五氧化二磷16份、鉻鐵礦1份、鋯英砂0.6份、氧化鈰0.6份、石墨3.5份、氧化硼0.7份、白土0.3份，各固體組份粒度不低于300目。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及上述涂料的制備方法，包括將上述原料分別按照上述配比混合，經(jīng)過打磨、浸泡、加溫反應(yīng)、攪拌、混合、過濾、裝桶得本發(fā)明涂料。實(shí)施方案以下實(shí)施例用于具體說明本發(fā)明，然而不能將本發(fā)明理解為僅僅包括以下實(shí)施例。實(shí)施例一涂料組分配比氧化鈷15份、氧化鋯7份、氧化鋁9份、硅粉2.5份、碳化硅11份、氧化鉻4份、氧化錳3.5份、金剛砂3份、硅酸鈉6份、磷酸二氫鋁7.5份、石英粉3份、長(zhǎng)石粉3份、五氧化二磷15份、鉻鐵礦3份、鋯英砂0.6份、氧化鈰1份、石墨3.5份、氧化硼0.7份、白土0.3份。涂料按配方比列配料，經(jīng)過打磨、浸泡、加溫反應(yīng)、攪拌、混合、過濾、裝桶得產(chǎn)品。熱震穩(wěn)定性按JB/T3648.1-1994標(biāo)準(zhǔn)，在900°CX空冷條件下，不低于15次。耐火度按GB/T7322-2007標(biāo)準(zhǔn)，不低于1800°C體積密度按YB/T5200-1993標(biāo)準(zhǔn)，在ll(TCX24h條件下，2.36g/cm3線變化率按GB/T5988-2007標(biāo)準(zhǔn)，在1450°CX3h，埋碳條件下，+0.4%實(shí)施例二涂料組分配比氧化鈷10份、氧化鋯6份、氧化鋁5份、硅粉3份、碳化硅16份、氧化鉻5份、氧化錳4份、金剛砂5份、硅酸鈉7份、磷酸二氫鋁5份、石英粉4份、長(zhǎng)石粉3份、五氧化二磷16份、鉻鐵礦1份、鋯英砂0.6份、氧化鈰0.6份、石墨3.5份、氧化硼0.7份、白土0.3份，各固體組份粒度不低于300目。按配方比列配料，經(jīng)過打磨、浸泡、加溫反應(yīng)、攪拌、混合、過濾、裝桶得產(chǎn)品。熱震穩(wěn)定性按JB/T3648.1-1994標(biāo)準(zhǔn)，在900°CX空冷條件下，不低于16次。耐火度按GB/T7322-2007標(biāo)準(zhǔn)，不低于1850°C體積密度按YB/T5200-1993標(biāo)準(zhǔn)，在ll(TCX24h條件下，2.35g/cm3線變化率按GB/T5988-2007標(biāo)準(zhǔn)，在1450°CX3h，埋碳條件下，+0.4%將本發(fā)明反輻射無機(jī)涂料涂在用于試驗(yàn)的爐體內(nèi)部，使用溫度為90(TC、100(rC、IIO(TC和120(TC的溫度高溫處理。熱輻射系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>將爐襯內(nèi)壁的熱輻射系數(shù)由e=0.330.35提高到e=0.910.97，極大地強(qiáng)化了爐內(nèi)輻射傳熱作用，在較高溫度下熱輻射系數(shù)的改變更為明顯。本發(fā)明反輻射無機(jī)涂料噴涂前后節(jié)能效果的比較結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>從表中數(shù)據(jù)可以看出，噴涂反輻射無機(jī)涂料后，輻射室外壁平均溫度下降了16°C，內(nèi)壁上部溫度降低了13.4t:，排煙溫度降低了17.『C，輻射室外壁散熱量減少了0.42麗，每年節(jié)約燃料氣252000NM3(每年按8400小時(shí)計(jì)算)，達(dá)到了良好的節(jié)能效果。將本發(fā)明反輻射無機(jī)涂料涂布在爐內(nèi)后，使用數(shù)月表面仍然完好，沒有出現(xiàn)裂紋、無脫落，對(duì)耐火纖維爐襯起到了很好的保護(hù)作用，延長(zhǎng)了其使用壽命。權(quán)利要求一種耐高溫反輻射新型無機(jī)涂料，其特征在于涂料的組成及其重量份數(shù)為氧化鈷10-15份、氧化鋯1-10份、氧化鋁5-15份、硅粉1-5份、碳化硅8-16份、氧化鉻3-7份、氧化錳0-8份、金剛砂0-5份、硅酸鈉2-10份、磷酸二氫鋁5-8份、石英粉0-5份、長(zhǎng)石粉0-5份、五氧化二磷12-17份、鉻鐵礦0-3份、鋯英砂0-2份、氧化鈰0-1份、石墨粉1-2份、氧化硼0.5-1.0份、白土0.1-0.5份，各固體組份粒度不低于300目。2.權(quán)利要求1所述的無機(jī)涂料，其組成及其重量份數(shù)為氧化鈷15份、氧化鋯7份、氧化鋁9份、硅粉2.5份、碳化硅11份、氧化鉻4份、氧化錳3.5份、金剛砂3份、硅酸鈉6份、磷酸二氫鋁7.5份、石英粉3份、長(zhǎng)石粉3份、五氧化二磷15份、鉻鐵礦3份、鋯英砂2份、氧化鈰1份、石墨2份、氧化硼0.7份、白土0.3份。3.權(quán)利要求1所述的無機(jī)涂料，其組成及其重量份數(shù)為氧化鈷10份、氧化鋯6份、氧化鋁5份、硅粉3份、碳化硅16份、氧化鉻5份、氧化錳4份、金剛砂5份、硅酸鈉7份、磷酸二氫鋁5份、石英粉4份、長(zhǎng)石粉3份、高溫膠體16份、鉻鐵礦1份、鋯英砂0.6份、氧化鈰0.6份、石墨2份、氧化硼0.7份、白土0.3份，各固體組份粒度不低于300目。4.如權(quán)利要求1所述的耐高溫反輻射無機(jī)涂料的制備方法，包括涂料按配方比列配料，經(jīng)過打磨、浸泡、加溫反應(yīng)、攪拌、混合、過濾、裝桶得產(chǎn)品。全文摘要本發(fā)明為一種涂覆于窯爐內(nèi)襯的節(jié)能耐高溫反輻射無機(jī)涂料及其制備方法。其主要由氧化鈷、氧化鋯份、氧化鋁、氧化鉻等氧化物，硅粉、碳化硅、硅酸鈉、磷酸二氫鋁、石英粉、石墨粉、氧化硼等組分，經(jīng)過打磨、浸泡、加溫反應(yīng)、攪拌、混合而成。該涂料抗熱震性能良好，輻射能利用率高，耐磨、防裂、抗氧化并且熱穩(wěn)定性良好。本發(fā)明無機(jī)涂料投資少、見效快，不需對(duì)爐窯基體進(jìn)行特殊的改造便可正常施工，且無毒無味、無腐蝕性，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益都將十分可觀。文檔編號(hào)C09D1/02GK101760058SQ201010103489公開日2010年6月30日申請(qǐng)日期2010年2月1日優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日發(fā)明者張春雨申請(qǐng)人:張春雨