CN101781121B - 一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法 - Google Patents

一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101781121B
CN101781121B CN 201010102363 CN201010102363A CN101781121B CN 101781121 B CN101781121 B CN 101781121B CN 201010102363 CN201010102363 CN 201010102363 CN 201010102363 A CN201010102363 A CN 201010102363A CN 101781121 B CN101781121 B CN 101781121B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
shock resistance
infrared
infrared coating
thermal shock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 201010102363
Other languages
English (en)
Other versions
CN101781121A (zh
Inventor
税安泽
蔡洪兵
许林峰
刘艳春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN 201010102363 priority Critical patent/CN101781121B/zh
Publication of CN101781121A publication Critical patent/CN101781121A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101781121B publication Critical patent/CN101781121B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Paints Or Removers (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法。本发明用TiO2、ZnO及莫来石、堇青石取代部分传统的红外涂料原料Fe2O3、MnO2、CuO、Co2O3等，通过调整原料配方和工艺参数，制备红外发射率高、抗热震性能强、粘着性能好、耐高温性强、节能效果优良的红外涂料。本发明工艺简单、操作方便、生产成本低，所制得的红外涂料在整个红外波段范围内发射率高达0.86以上，在短波段(2.5～5μm)范围内发射率达到了0.98以上。将其应用于灶具上，节能效果达到了20～50％。在1000℃保温30分钟后水淬冷30次涂料不脱落、不开裂，具有优越的抗热震性能，完全满足国家标准要求。

Description

一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法
技术领域
本发明涉及红外涂料领域，具体是指一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法。
背景技术
随着世界经济的高速发展，能源消耗也与日俱增。一方面能源的消耗带来环境的污染；另一方面能源的枯竭严重制约着全球经济的发展。我国是世界的耗能大国，能源利用率同西方发达国家相比存在着较大的差距，如我国工业炉的热效率只有30％左右，而西方发达国家已经达到了50-60％以上。因此，提高工业炉、民用炉的热效率具有重要的社会意义和经济价值。
红外涂料作为一种新型的节能材料，在工业炉、民用炉上具有非常好的节能效果。从辐射传热的角度看，由于红外涂料的表面辐射率高(0.80以上)，红外涂料将绝大部分吸收的热量以红外线的形式辐射到被加热体上，大大提高了热效率。所以高发射率红外涂料具有广阔的应用前景。
到目前为止，有关高发射率红外涂料制备方法的专利有：“高发射率陶瓷涂料”(ZL92107317.8)、“一种远红外辐射加热烘烤涂料”(ZL 99103712.X)、“高温远红外涂料及其制备方法”(ZL 200310114615.9)、“远红外伪装材料”(ZL 200510042584.X)、“高红外辐射率节能涂料的制备方法”(ZL 200610025234.7)、“高温远红外绝缘节能涂料及其制备方法”(ZL 200610031463.X)。这些涂料虽然发射率高，但抗热震性差、耐高温性弱，不能广泛应用于炉具，特别是家庭灶具的红外加热(如高温红外涂料随时可能遭遇汤、水的淬冷)。其根本的原因在于这些涂料的热膨胀系数大，在多次急冷、急热中容易发生脱落、开裂。此外，这些涂料粘着性能差，通常需要外加粘结剂方能牢固粘着于基体表面，并且这些涂料的原料如MnO2、CuO、Co2O3等价格昂贵。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法。根据TiO2、ZnO及莫来石、堇青石特有的物理、化学性质，用其取代部分传统的红外涂料原料Fe2O3、MnO2、CuO、Co2O3等，通过调整原料配方和工艺参数，制备生产成本低、红外发射率高、抗热震性强、耐高温性能优良的红外涂料，且在无需使用外加粘结剂的情况下即具有较强的粘着性能，为我国工业和民用节能作贡献。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种发射率高、抗热震性强、粘着性能好、耐高温性强的红外涂料的制备方法，原料的重量份数如下：
Fe2O3  0～70份
MnO2   0～70份
CuO    0～30份
Co2O3  0～30份
TiO2   0～30份
ZnO    0～30份
莫来石 0～95份
堇青石 0～95份
水     0～200份；
将原料按上述比例混合后，经球磨、成型、烧成、粉碎制得本发明红外涂料。
原料的重量份数优选如下：
Fe2O3  0～40份，
MnO2   0～40份，
CuO    0～5份，
Co203  0～5份，
TiO2   5～16份，
ZnO    5～10份，
莫来石 10～50份，
堇青石 0～50份，
水     0～200份。
将原料按上述比例混合后，经球磨、成型、烧成、粉碎制得本发明红外涂料。
所述球磨为干法球磨或湿法球磨，过80目筛。
所述烧成是在氧化气氛或还原气氛下进行。
所述还原气氛为氮气、氢气或一氧化碳。
所述烧成的温度在760～1360℃，烧成周期为0.05～12小时。
所述成型的压力为0.01MPa～300MPa。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明使用TiO2、ZnO及莫来石、堇青石取代部分昂贵的传统原料MnO2、CuO、Co2O3等，因此大大降低了原料成本。
2、本发明的红外涂料具有红外发射率高、抗热震性强、耐高温性好、节能效果优良的特点。
3、本发明的红外涂料在不借助于外加粘结剂的情况下即具有优良的粘着性能。
4、本发明的红外涂料无毒、无味、无放射性、无挥发性，不会对环境造成污染。
5、本发明技术灵活性强，适用范围广，工艺简单，操作方便，生产成本低，易于产业化推广。
6、本发明配方中的TiO2和ZnO既可以降低烧成温度，又可以提高涂料的发射率与粘着性，并且其抗热震性能非常优越，抗热震性能远远超过国家标准。
7、本发明烧成在还原气氛中进行，其发射率、粘着性与抗热震性更佳。
附图说明
图1是本发明实施例1制得的涂料在1000℃的红外发射率图谱；
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明做进一步的详细说明：
实施例1
第一步  按重量份计，将40份Fe2O3、10份MnO2、5份CuO、5份Co2O3、10份TiO2、10份ZnO、10份莫来石、10份堇青石、200份水混合加入球磨机中，湿法球磨3小时，过80目筛，干燥。
第二步  将上述干燥物在300MPa下压制成型后，在760℃空气氧化气氛中烧成12小时，经粉碎，过80目筛，制得发射率高、抗热震性强、粘着性能好、耐高温性强的红外涂料。
所制涂料在整个红外波段范围内发射率大于0.86。热膨胀系数3.5×10-6/℃，在1000℃保温30分钟后水淬冷30次，涂料不脱落、不开裂。将其用于红外灶具上，节能效果达到了20％。本发明配方中的TiO2和ZnO既可以降低烧成温度，又可以提高涂料的发射率与粘着性，并且其抗热震性能非常优越，抗热震性能远远超过国家标准。
实施例2
第一步  按重量份计，将40份MnO2、5份TiO2、5份ZnO、40份莫来石、10份堇青石混合加入球磨机中，干法球磨0.5小时，过80目筛。
第二步  将上述物料在150MPa下压制成型后，在960℃氢气还原气氛下烧成6小时，经粉碎，过80目筛，制得发射率高、抗热震性强、粘着性能好、耐高温性强的红外涂料。
所制涂料在整个红外波段范围内发射率大于0.93。热膨胀系数2.9×10-6/℃，在1000℃保温30分钟后水淬冷35次，涂料不脱落、不开裂。将其用于红外灶具上，节能效果达到了38％。
实施例3
第一步  按重量份计，将50堇青石、20份莫来石、5份CuO、5份Co2O3、10份TiO2、5份ZnO、100份水混合加入球磨机中，湿法球磨8小时，过80目筛，干燥。
第二步  将上述干燥物在50MPa下压制成型后，在1150℃一氧化碳还原气氛下烧成3小时，经粉碎，过80目筛，制得发射率高、抗热震性强、粘着性能好、耐高温性强的红外涂料。
所制涂料在整个红外波段范围内发射率大于0.96。热膨胀系数2.0×10-6/℃，在1000℃保温30分钟后水淬冷40次，涂料不脱落、不开裂。将其用于红外灶具上，节能效果达到了50％。
实施例4
第一步  按重量份计，将15份Fe2O3、10份MnO2、2份Co2O3：16份TiO2、5份ZnO、50份莫来石、2份CuO混合加入球磨机中，干法球磨24小时，过80目筛。
第二步  将上述物料在1MPa下压制成型后，在1280℃氮气还原气氛下烧成0.5小时，经粉碎，过80目筛，制得高发射率、高抗热震性红外涂料。
所制涂料在整个红外波段范围内发射率大于0.94。热膨胀系数2.6×10-6/℃，在1000℃保温30分钟后水淬冷35次，涂料不脱落、不开裂。将其用于红外灶具上，节能效果达到了41％。
实施例5
第一步  按重量份计，将70份Fe2O3、15份MnO2、15份堇青石、75份水混合加入球磨机中，湿法球磨48小时，过80目筛，干燥。
第二步  将上述干燥物在0.01MPa下压制成型后，在1360℃氮气还原气氛下烧成0.05小时，经粉碎，过80目筛，制得发射率高、抗热震性强、粘着性能好、耐高温性强的红外涂料。
所制涂料在整个红外波段范围内发射率大于0.91。热膨胀系数3.2×10-6/℃，在1000℃保温30分钟后水淬冷30次，涂料不脱落、不开裂。将其用于红外灶具上，节能效果达到了29％。

Claims (4)

1.一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法，其特征在于，原料的重量份数如下：
Fe2O3             0～40份，
MnO2                     0～40份，
CuO           0～5份，
Co2O3                    0～5份，
TiO2                     5～16份，
ZnO           5～10份，
莫来石        10～50份，
堇青石        0～50份，
水            0～200份；
将原料按上述比例混合后，经球磨、成型、烧成、粉碎制得红外涂料；
所述烧成的温度在760～1360℃，烧成周期为0.05～12小时；
所述成型的压力为0.01MPa～300MPa。
2.根据权利要求1所述的一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法，其特征在于，所述球磨为干法球磨或湿法球磨。
3.根据权利要求1所述的一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法，其特征在于，所述烧成是在氧化气氛或还原气氛中进行。
4.根据权利要求3所述的一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法，其特征在于，所述还原气氛为氢气或一氧化碳。
CN 201010102363 2010-01-27 2010-01-27 一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法 Expired - Fee Related CN101781121B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010102363 CN101781121B (zh) 2010-01-27 2010-01-27 一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010102363 CN101781121B (zh) 2010-01-27 2010-01-27 一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101781121A CN101781121A (zh) 2010-07-21
CN101781121B true CN101781121B (zh) 2013-08-21

Family

ID=42521289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010102363 Expired - Fee Related CN101781121B (zh) 2010-01-27 2010-01-27 一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101781121B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102633494A (zh) * 2012-04-18 2012-08-15 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种宽波段内具有高红外辐射率的粉体材料及其制备方法
CN102910898B (zh) * 2012-11-09 2014-01-15 苏州赛格瑞新材料有限公司 一种铁氧体基高温红外辐射材料及其制备方法
WO2014123294A1 (ko) * 2013-02-06 2014-08-14 (주)에릭스 내열도자기 표면에 도포되어 마이크로파를 흡수하여 발열되는 발열체 조성물, 그를 포함하는 도자기용 전사지, 그를 포함하는 원적외선 발열 도자기 및 그 제조방법
CN108250811A (zh) * 2018-01-29 2018-07-06 北京志盛威华化工有限公司 一种耐高温红外热节能涂料及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1167787A (zh) * 1997-04-18 1997-12-17 高成轩 一种香气型烤烟远红外涂料

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1167787A (zh) * 1997-04-18 1997-12-17 高成轩 一种香气型烤烟远红外涂料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
欧阳德刚等.高抗热震性红外辐射涂料的实验研究.《工业加热》.2001,(第6期),第22-25页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101781121A (zh) 2010-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102515730B (zh) 一种超低膨胀陶瓷锅具及其制造方法
CN105174905B (zh) 一种轻质隔热陶瓷制品及其制作方法
CN103305039B (zh) 一种红外辐射涂料及其制备方法和一种红外辐射涂层
CN101781121B (zh) 一种高发射率高抗热震性红外涂料的制备方法
CN102219492A (zh) 一种红外辐射材料、高温红外涂料及其生产工艺
CN103014591A (zh) 红外辐射非晶涂层的制备方法
CN107793141A (zh) 红外辐射材料的制备方法
CN105294173B (zh) 低温裂纹釉及用其制备的低温裂纹釉陶瓷制品及制备方法
CN104817270A (zh) 搪瓷黑釉料及其制备方法
CN102701746B (zh) 尖晶石-硅酸盐多相复合体系红外辐射陶瓷粉料的制备方法
CN103281812B (zh) 一种适用于液体发热的陶瓷加热片
CN102786300A (zh) 一种辐射热强化吸收剂及其制备方法
CN101289206A (zh) 一种热喷涂氧化铝粉的制备方法
CN114231056A (zh) 高发射率红外辐射涂料及其制备方法
CN105817639A (zh) 作为红外线遮蔽体的铯掺杂钨青铜纳米粉体及其制备方法
CN102499573A (zh) 一种竹炭炊具及其制作工艺
CN104876608A (zh) 抗热震耐火砖的制备方法
CN102531522A (zh) 一种远红外高效节能涂料及其制造方法
CN103819174A (zh) 以褐煤提锗尾渣为主要原料的烧结陶粒及其制备方法
CN107474723B (zh) 一种工业窑炉用高性能红外辐射涂料
CN113943502B (zh) 利用冶金固废制备红外涂层涂料的方法
CN102229469A (zh) 一种硅太阳能电池铝浆用无铅玻璃粉及其制备方法
CN101875566A (zh) 一种陶瓷用高温节能涂料
CN102199040B (zh) 一种冒口砖及其加工工艺
CN104557088A (zh) 一种高辐射耐磨节能涂料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130821

Termination date: 20210127

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee