[發明專利]一種高溫紅外輻射節能涂料用增黑劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210010420.9
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102604466A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 王剛;趙立英
• 申請（專利權）人: 廣東新勁剛超硬材料有限公司
• 主分類號: C09D7/12
• 分類號: C09D7/12
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司 44247
• 代理人: 胡朝陽;孫潔敏

技術領域

本發明涉及化工和涂料技術領域，具體涉及一種高溫涂料用高紅外發射率的增黑劑及其制備方法。

背景技術

眾所周知，熱量傳遞以傳導、對流和輻射三種方式進行。高溫階段(800℃以上)輻射傳熱起著非常重要的作用，占熱量傳遞總能量的80％以上。高溫紅外節能涂料可在不改變工業加熱爐結構的情況下，通過提高爐襯表面發射率，增加輻射傳熱，減少熱量損失，從而起到節能作用。高溫紅外節能涂料中起決定作用的是在紅外波段具有高輻射率的金屬氧化物，即增黑劑。

當爐襯上涂上高輻射率涂料后，可增加爐壁對工件的輻射。若爐內壁在單位時間內得到的熱能值不變，則輻射率的提高必然使爐壁溫度下降，輻射能增加而爐墻傳導熱損失減小；然而爐內壁從吸收輻射和對流傳熱獲得能量，發射率的提高使傳熱量增大。所以，爐窯內襯在單位時間獲得的熱量實際上是提高的，這使爐壁溫度下降的趨勢減緩。高輻射率涂層促使一部分對流熱轉化為微輻射熱，同時考慮到爐內襯溫度一般遠低于發熱原件溫度，其長波段輻射能譜能量增大。爐窯涂覆含有高輻射率增黑劑的涂料后會使熱平衡重新分配，通過強化輻射傳熱，提高了爐窯的熱效率。

日本CRC公司生產的CRC1100、CRC1500?HRC紅外輻射涂料的主要成分為MnO₂、Fe₂O₃、CoO、Cr₂O₃等，在石化行業的石油加熱爐上廣泛應用，節能效果明顯，一般可提高加熱爐熱效率2％～4％。英國Harbert?Beven公司與歐洲多國聯合推出的Encoat、北京科技大學的BJ紅外涂料和唐山晟科“納米碳化硅紅外輻射涂料”主要含有SiC。SiC在常溫至高溫都能發生氧化反應，在碳化硅表面生成SiO₂薄膜，可以防止SiC繼續氧化，但氧化同時生成的CO在逸出時破壞了薄層，使SiC繼續氧化，所以涂層發射率衰減較快。而且國內研制的涂料主要用在1100℃以下的金屬基體和耐火材料上，高溫(1400℃)以上已不適用。此外，國內專利(CN1296314和CN1125969A)以噴霧燒結法和溶膠-凝膠法制備高輻射率粉體的工藝復雜、成本較高。

發明內容

本發明為了解決現有紅外輻射涂料性能不穩定、成本較高的技術問題，提出一種耐磨、耐高溫、輻射率穩定的增黑劑及其制備方法。

本發明提出的一種高溫紅外輻射節能涂料用增黑劑，其由重量百分比的下列原料配制而成：

MnO₂：20～60％、Fe₂O₃：10～20％、Co₂O₃：1～5％、CuO：5～10％、

Cr₂O₃：0～10％、NiO：0～10％、剛玉粉：20～40％。

其中，所述的剛玉粉至少可以選用黑剛玉、棕剛玉、白剛玉的一種。

本發明提出的高溫紅外輻射節能涂料用增黑劑的制備方法，其步驟為：

步驟一，將MnO₂、Fe₂O₃、CuO、Co₂O₃、Cr₂O₃、NiO和剛玉粉按比例用混料機混合均勻，再將混合料壓制成塊狀；

步驟二，將上述塊狀混合料進行高溫燒結，燒結溫度為1300℃～1350℃，燒結時間為1h～3h；

步驟三，然后將燒結后的塊狀混合料冷卻，破碎并磨細至280目以下。

由于陶瓷涂層具有優良的化學穩定性，本發明提出的是以過渡金屬氧化物等材料，在復合過程中形成新的穩定的尖晶石結構的陶瓷紅外輻射材料。這種新的陶瓷紅外輻射材料在室溫～1200℃應用時，性能基本保持不變；在高溫應用時，不因發生晶型轉變而使材料的熱輻射率下降。本發明通過復合制粉工藝技術的調整和控制，從而獲得耐磨、耐高溫、輻射率穩定的陶瓷材料增黑劑。

與現有涂料產品相比，本發明的優點如下：