CN101550006A - 一种高温纳米远红外节能涂料 - Google Patents

一种高温纳米远红外节能涂料 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种远红外节能涂料，它由组分A和B组成，所述组分A含有以下重量份的组分：黑碳化硅35～40份、氧化铜20～30份、石英砂5～10份、硅石粉10～20份、纳米碳化硅0.01～0.10份；所述组分B是硅溶胶；所述组分A与B的重量比为1∶1～2。本发明的节能涂料克服了现有技术中存在的高温区辐射效率不高、辐射率不稳定、干燥时间长、使用寿命短等缺陷，进一步提高了节能效率。

Description

一种高温纳米远红外节能涂料
技术领域
本发明涉及一种涂料，特别涉及一种用于金属受热面上的涂料。
背景技术
现有技术中，应用于锅炉、烘烤设备的金属受热表面的涂料存在以下不足之处：
1.发射率不稳定，特别是在高温区发射率不稳定；
2.使用寿命短；
3.喷涂后需要干燥的时间长；
本发明基于上述背景，提出一种新的纳米远红外涂料，用于锅炉、烘烤设备的金属受热表面时，可以克服现有技术的上述不足，进一步提高节能效率。
发明内容
本发明的目的在于：提出一种高温纳米远红外涂料，用于锅炉、烘烤设备的金属受热表面时，可以克服现有技术的上述不足，进一步提高节能效率。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
提供一种远红外节能涂料，它由组分A和B组成；
所述组分A含有以下重量份的组分：黑碳化硅35～40份、氧化铜20～30份、石英砂5～10份、硅石粉10～20份、纳米碳化硅0.01～0.10份；
所述组分B是硅溶胶；
所述组分A与B的重量比为1∶1～2。
所述黑碳化硅还可以由相同重量份的绿碳化硅代替。
所述组分A中，按重量份计还可以含有15～25份氧化铝、10～25份氧化钴或10～25份氧化铁中的一种或几种。
所述组分A中，按重量份计还可以含有0.01～0.10份纳米二氧化硅。
所述组分A与组分B的重量比优选为1∶1.5～2。
所述除纳米碳化硅外的其他组分细度均不小于180目，优选为400～600目。
本发明的涂料可以通过将组分A的各种组分在常温常压下混合均匀后，再溶于硅溶胶制得。
本发明的涂料可以应用于100～1400℃以煤、油、气、电为能源的各种工业锅炉、民用锅炉、工业加热炉、发电大型锅炉以及烘烤设备的受热面上。使用时，通过常规喷涂方法将本发明的涂料喷涂于应用表明，喷涂后经过高温烧烤，涂料会发生瓷化，使涂料进入管壁的毛孔内，形成致密的保护层。
本发明的涂料经过国家航天科工集团第三研究院第三○三研究所检测，各项指标均达到国内先进水平。检测方法及结果如下：
检测方法：在以A3钢为基体试验板半边涂上混合好的本发明实施例1的样品，另半边试验板为非加工表面。用加热炉对试验板加热到300℃以上。用热像仪对试验板在不同温度点(序号1、2、3、4)测试，在涂层半边和非涂层半边设置测试点得出测试结果。
测试结果见表1：
表1.本发明实施例1的涂料的性能检测结果
  序号   涂层温度℃   非涂层温度℃   发射系数ε
  1   371.4   362.8   0.90
  2   339.2   329.2   0.90
  3   306.0   297.8   0.90
  4   373.2   365.4   0.90
以上数据结果表明，试验板上涂层区辐射温度明显高于非涂层区辐射温度，本发明的远红外涂料可以提高基体表明辐射发射系数。
此外，与现有技术相比，本发明的涂料还具备以下有益效果：
1.高温区辐射率极高、发射率稳定，节能效果显著
本发明通过采用纳米材料，使涂料的辐射速率及稳定性得到大幅提高，特别是在80℃以上的高温区范围内，涂敷在金属受热面上能够显著增加节能效果。
烧水实验：表面涂敷本发明涂料的铝壶作为实验组，表明涂敷了现有技术中其他未经纳米材料改性的同类涂料的相同的铝壶作为对照组，两组铝壶使用同规格的电炉(1000W)加热，采用相同的温度测定设备和计时设备即时测定水温和所用时间。结果显示，实验组与对照组在水温升至70℃之前所用时间相同，而水温从80℃升至98℃的过程，实验组用时仅为对照组的1/3。
另外，通过辽河油田各采油厂实地试验得到，使用本发明涂料的平均节能率为4％以上。
2.使用寿命进一步延长
现有技术的涂料使用寿命通常为1年，而本发明的涂料在喷涂于应用表明后，经过烧烤会发生瓷化，使涂料进入管壁的毛孔内，形成致密的保护层，使得本发明的涂料使用寿命可延长至3～6年。
3.施工方便，喷涂后无需干燥
本发明的涂料经喷涂后，即可将锅炉直接点火使用，无需干燥，因此使用非常方便。
具体实施方式
实施例1
制备一种远红外节能涂料，含有以下重量的组分：
黑碳化硅35kg、氧化铜20kg、氧化铝15kg、石英砂5kg、硅石粉20kg、纳米碳化硅0.05kg、纳米二氧化硅0.05kg。
上述组分中，黑碳化硅、金属氧化物、石英砂以及硅石粉均为细度在400目～600目间的微粉粉末。将上述组分常温常压下混合均匀后，溶于同等重量的硅溶胶，即得到本发明的远红外节能涂料。
实施例2
制备一种远红外节能涂料，含有以下重量的组分：
绿碳化硅40kg、氧化铜30kg、氧化铝20kg、石英砂10kg、硅石粉10kg、纳米碳化硅0.1kg、纳米二氧化硅0.1kg。
上述组分中，绿碳化硅、金属氧化物、石英砂以及硅石粉均为细度在400目～600目间的微粉粉末。将上述组分常温常压下混合均匀后，溶于该混合物2倍重量的硅溶胶，即得到本发明的远红外节能涂料。
实施例3
制备一种远红外节能涂料，含有以下重量的组分：
黑碳化硅35kg、绿碳化硅35kg、氧化铜25kg、氧化铁25kg、石英砂10kg、硅石粉20kg、纳米碳化硅0.1kg。
上述组分中，黑碳化硅、绿碳化硅、金属氧化物、石英砂以及硅石粉均为细度在400目～600目间的微粉粉末。将上述组分常温常压下混合均匀后，溶于该混合物1.5倍重量的硅溶胶，即得到本发明的远红外节能涂料。
实施例4
制备一种远红外节能涂料，含有以下重量的组分：
黑碳化硅35kg、绿碳化硅35kg、氧化铜25kg、氧化铁25kg、氧化铝20kg、氧化钴15kg、石英砂5kg、硅石粉10kg、纳米碳化硅0.1kg、纳米二氧化硅0.1kg。
上述组分中，黑碳化硅、绿碳化硅、金属氧化物、石英砂以及硅石粉均为细度在400目～600目间的微粉粉末。将上述组分常温常压下混合均匀后，溶于该混合物1.5倍重量的硅溶胶，即得到本发明的远红外节能涂料。

Claims (10)

1.提供一种远红外节能涂料，其特征在于，由组分A和B组成；
所述组分A含有以下重量份的组分：黑碳化硅35～40份、氧化铜20～30份、石英砂5～10份、硅石粉10～20份、纳米碳化硅0.01～0.10份；
所述组分B是硅溶胶；
所述组分A与B的重量比为1∶1～2。
2.权利要求1所述的远红外节能涂料，其特征在于：所述黑碳化硅由相同重量份的绿碳化硅代替。
3.权利要求1所述的远红外节能涂料，其特征在于：所述组分A中，按重量份计还含有15～25份氧化铝、10～25份氧化钴或10～25份氧化铁中的一种或几种。
4.权利要求1所述的远红外节能涂料，其特征在于：所述组分A中，按重量份计还含有0.01～0.10份纳米二氧化硅。
5.权利要求1所述的远红外节能涂料，其特征在于：所述组分A与组分B的重量比为1∶1.5～2。
6.权利要求1所述的远红外节能涂料，其特征在于：所述除纳米碳化硅外的其他组分细度均不小于180目。
7.权利要求6所述的远红外节能涂料，其特征在于：所述除纳米碳化硅外的其他组分细度为400～600目。
8.权利要求1所述的远红外节能涂料，其特征在于，所述组分A由以下重量份的组分组成：黑碳化硅35份、氧化铜20份、氧化铝15份、石英砂5份、硅石粉20份、纳米碳化硅0.05份、纳米二氧化硅0.05份。
9.权利要求1所述的远红外节能涂料，其特征在于，所述组分A由以下重量份的组分组成：绿碳化硅40份、氧化铜30份、氧化铝20份、石英砂10份、硅石粉10份、纳米碳化硅0.1份、纳米二氧化硅0.1份。
10.权利要求1所述的远红外节能涂料，其特征在于，所述组分A由以下重量份的组分组成：黑碳化硅35份、绿碳化硅35份、氧化铜25份、氧化铁25份、石英砂10份、硅石粉20份、纳米碳化硅0.1份。
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