[發明專利]一種應用于金屬基體工業窯爐的紅外輻射節能涂料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010013457.1
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111171712B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 董正洪;張紅陽;鄭金召;單丹;張帆
• 申請（專利權）人: 天津中材工程研究中心有限公司;天津水泥工業設計研究院有限公司
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D5/32
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 張倩

本發明涉及一種應用于金屬基體工業窯爐的紅外輻射節能涂料及其制備方法，其制備方法包括：一、將SiC粉體加入旋轉管式爐中，在空氣或氧氣氛圍下，恒速旋轉升溫至設定溫度后恒溫煅燒，得到在SiC粉體顆粒表面包裹SiO₂層的粉體；二、將上述粉體加到二氧化鈦溶膠中攪拌分散，使粉體顆粒表面均勻吸附上二氧化鈦溶膠粒子；三、將混合液離心分離得到固體粉末；四、把干燥固體粉末放入馬弗爐煅燒，使粉末顆粒表面吸附的二氧化鈦溶膠粒子晶化成二氧化鈦納米顆粒；五、將煅燒粉末球磨處理；六、把球磨粉末均勻攪拌分散到有機硅樹脂中，得到紅外輻射節能涂料。本發明涂料在金屬基材上涂覆后具有優異抗熱震性、金屬基材結合力以及耐高溫性能。

技術領域

本發明屬于紅外輻射節能涂料技術領域，特別是涉及一種應用于金屬基體工業窯爐的紅外輻射節能涂料及其制備方法。

背景技術

國內爐窯熱利用率較低，與先進國家同類爐窯相比相差約20％。隨著國家對節能減排的日益關注以及能源價格的不斷上漲，爐窯企業對節能需求不斷提升。相比于其他爐窯節能技術，使用紅外輻射節能涂層進行爐窯的節能改造處理，一方面施工便捷周期短，另一方面成本相對較低，越來越多的爐窯企業采用此項技術產品進行節能處理，市場空間巨大。

但國內外紅外輻射節能涂料產品普遍存在抗熱震性能差，與金屬基體的結合力弱的問題，使得應用在金屬基體工業爐窯上節能效果還不理想。涂覆在金屬基工業爐窯內壁上的涂層在運行過程中容易開裂剝落，從而導致整體紅外輻射節能涂層的節能率迅速下降。傳統的紅外輻射節能涂料采用的粘結劑通常為硅溶膠、水玻璃、磷酸二氫鋁等無機粘結劑，這類粘結劑抗熱震性能差以及與金屬基材的高溫結合力較弱，當工況溫度波動幅度較大時，涂層容易開裂剝落，涂層使用壽命大幅縮短。因此，紅外輻射節能涂料的抗熱震性能差，與金屬基體結合力弱的缺陷大大限制了其在金屬基體工業爐窯上的節能推廣應用。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中紅外輻射節能涂料普遍存在的抗熱震性能差，與金屬基體結合力弱的技術問題，從而提出了一種應用于金屬基體工業窯爐的紅外輻射節能涂料及其制備方法。

本發明的涂料應用于金屬基體工業爐窯的紅外輻射節能處理，具有抗熱震性好、與金屬基材結合強度高以及耐高溫性能優異等優點。涂層在高溫環境下不開裂不剝落，使用壽命長。

本發明是這樣實現的，一種應用于金屬基體工業窯爐的紅外輻射節能涂料的制備方法，包括以下工藝過程：

步驟一、將SiC粉體加入旋轉管式爐中，恒速旋轉煅燒，在空氣或氧氣氛圍下，升溫至設定溫度后恒溫旋轉煅燒一定時間，自然冷卻，得到在SiC粉體顆粒表面包裹SiO₂層的粉體；

步驟二、將步驟一中顆粒表面包裹SiO₂層的SiC粉體加入到二氧化鈦溶膠中攪拌分散，使粉體顆粒表面均勻吸附上二氧化鈦溶膠粒子；

步驟三、將步驟二中的混合液高速離心分離得到固體粉末，干燥；

步驟四、把上述干燥后的固體粉末室溫放入馬弗爐中進行升溫煅燒，使粉末顆粒表面吸附的二氧化鈦溶膠粒子晶化成二氧化鈦納米顆粒；

步驟五、將步驟四中煅燒所得的粉末自然冷卻后進行球磨細化處理；

步驟六、把上述球磨細化后的粉末均勻攪拌分散到有機硅樹脂中，得到可應用于金屬基體工業窯爐的紅外輻射節能涂料。

在上述技術方案中，優選的，所述步驟S1中，SiC粉體顆粒粒徑為0.1～10μm，旋轉管式爐恒速旋轉速率為5～20r/min，升溫速率為1～5℃/min，恒溫旋轉煅燒溫度為900～1300℃，煅燒時間為2～10h。

在上述技術方案中，優選的，所述步驟S2中，二氧化鈦溶膠固含量為10～30％，攪拌吸附時間為6～24h，顆粒表面包裹SiO₂層的SiC粉體和二氧化鈦溶膠質量比為1：5～20。