[发明专利]一种具有防腐抗结焦功能的红外节能涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属化工和涂料技术领域，具体涉及一种具有防腐和抗结焦功能的红外节能涂料及其制备方法。

背景技术

众所周知，热量传递以传导、对流和辐射三种方式进行。在低温阶段热量传递以对流为主，而在高温阶段（800℃以上），则以辐射传热为主。随着温度的升高，辐射传热以几何级数增长，并与温度的四次方成正比。提高辐射体的发射率将有利于辐射传热的强化。近年来，红外辐射涂料以优良的红外辐射节能特性得到了众多研究者的关注，同时也在工业加热炉中得到广泛应用。但是，目前使用的红外涂料与金属基材的附着力和抗温度冲击性能较差，而且使用煤粉等含硫量较高的燃料易对金属基材腐蚀，在涂层表面形成大量结焦；使用碳化硅等为辐射粉料的涂层在高温下容易氧化，涂层的发射率不稳定且使用寿命明显下降。

发明内容

本发明为了解决上述现有涂覆材料的技术问题，提供一种施工方便，附着力高、辐射率稳定，进行分段成膜的红外节能涂料及其制备方法。

本发明提出的一种具有防腐和抗结焦功能的红外节能涂料，其由组分A与组分B按重量比为1 ：1～2配制而成；

其中，所述组分A中的粉料粒径≥280目，由下列重量比的粉料配制而成：

尖晶石结构红外复合增黑剂   40～60份、

刚玉粉                     10～30份、

高温粘结剂                 3～10份、

组分A中还包括抗结焦剂，其由下列重量比的粉料配制而成：

石墨                       3～10份、

氮化硼                     0～10份、

三氧化二锰                 1～5份；

所述的组分B为成膜物质，由以下重量比的原料配制而成：

水玻璃                     60～80份、

硅溶胶                     10～30份、

水性树脂溶液                0～20份。

本发明提出的具有防腐和抗结焦功能的红外节能涂料的制备方法，其步骤为：

（1）、将原料：MnO₂、Fe₂O₃、CuO、Co₂O₃、Cr₂O₃按比例配制，混匀压制成块，然后经烧结、破碎、磨粉，制得尖晶石结构红外复合增黑剂；

（2）、选取原料SiO₂、MgO、Al₂O₃、TiO₂中至少一种，搅拌均匀，用作高温粘结剂；

（3）、按比例将尖晶石结构红外复合增黑剂、刚玉粉、高温粘结剂和抗结焦剂混合均匀，制得所述组分A；

上述组分A中的粉料粒径≥280目；

（4）、按比例加入水玻璃、硅溶胶或水玻璃、硅溶胶和水性树脂溶液，混合均匀，制得所述组分B；

（5）、将所述组分A与所述组分B按重量比，混合均匀，制得具有防腐和抗结焦功能的红外节能涂料。

本发明提出红外节能涂料通过高温烧结固相反应和超微粉碎力化学效应制备具有掺杂和晶格畸变的尖晶石结构红外复合粉料作为增黑剂，使涂层在高温下全波段都具有较高且稳定的发射率和吸收率；采用有机-无机复合粘接剂和高温粘结剂，提高了涂层的附着力、韧性和高温热震稳定性，涂层对炉衬材料具有良好的保护作用，平均可延长耐火材料使用寿命1～2倍；在涂料中加入石墨、氮化硼、三氧化二锰混合物作为抗结焦剂，可减少飞灰附着形成的结焦。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

（1）采用有机树脂和无机成膜物质进行成膜，高温粘接剂和陶瓷材料调整基材与涂料的热膨胀系数，消除了涂层因温度变化产生的应力。

（2）采用红外复合粉料作为增黑剂，混匀的MnO₂、 Fe₂O₃、 CuO、Co₂O₃、Cr₂O₃等粉料在高温反应过程中形成具有尖晶石结构的固溶体。因而涂层收缩率低、结构致密，可抗氧化及耐酸、碱、盐等腐蚀；涂层具有稳定的红外辐射率，可通过提高燃烧室温度、快速加热受热面并使燃料得到充分燃烧达到节能的效果。根据加热炉结构和使用燃料的不同，涂覆节能涂料后可降低能耗3～10%。