CN102584280A

CN102584280A - 一种高发射率纳米陶瓷涂料

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Publication number: CN102584280A
Application number: CN2012100155910A
Authority: CN
Inventors: 赵凯
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-18
Filing date: 2012-01-18
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明公开了一种高发射率纳米陶瓷涂料，包括耐高温基料、高发射率添加剂、粘合剂、稳定剂以及溶剂，耐高温基料与高发射率添加剂选自氧化铝、氧化硅、氮化硼、碳化硅、氧化铁、氧化铈的一种或几种；粘合剂选自硅胶、硅酸钾溶液、磷酸铝溶液、一水合氧化铝，乙醇、水的一种或几种，耐高温基料与高发射率添加剂的重量百分比为5％-78％，粘合剂的重量百分比为5％-30％，稳定剂的重量百分比为0.5％-3％，余量为溶剂。该涂料具有工作温度范围大，可以在超过1300℃的温度下使用，最高使用温度可达近2000℃；并适用于各种基质，对基质的附着力强，适用于反应气氛，长期耐用性好，抗热冲击承受能力强，提高热效率，降低基质温度，耐磨及耐腐蚀性好，对环境影响小，使用方便等优点。

Description

一种高发射率纳米陶瓷涂料

技术领域

本发明涉及一种陶瓷涂料，更准确地说，涉及一种可以提高炉子热效率的高发射率纳米陶瓷涂料，可应用于石油、化工、冶金、电力、其他工业及民用的炉窑、锅炉等。

背景技术

陶瓷涂料已经在很多行业上应用，它可以作为耐火材料使用在各种工业炉窑及民用锅炉的吸热表面，利用涂层对热辐射的高吸收率和高发射率的原理，提高炉窑陈提或锅炉管壁对炉膛火焰热量的吸收，改善炉膛的热交换条件，使炉体散热下降，增加了热效率，同时对炉膛基质材料具有良好的抗高温氧化的保护作用，延长炉窑和锅炉的使用寿命、减少维护工作量。此外，通过强化炉膛辐射传热，还能够改善炉内温度场的均匀性和受热物体的加热质量。

高发射率陶瓷涂料通常由耐高温基料、高发射率添加剂和粘合剂组成。通常使用的耐高温基料有氧化锆、硅酸锆、氧化铝、硅酸铝、二氧化硅等等。高发射率添加剂最典型的是过渡金属氧化物，例如，氧化铬(Cr2O3)，氧化钴(CoOx)，氧化铁(Fe2O3)和氧化镍(NiO)。某些涂料中，耐高温基料和高发射率添加剂为同种材料。

高发射率陶瓷涂料设计时应考虑如下因素：高温下具有相对稳定的高发射率；合适的颗粒尺寸；与基质的热膨胀匹配性，机械结合性，化学结合性；涂料的高温特性，耐腐蚀性及耐磨性；常温下有良好的附着力和流变性，易于施工；最后还有涂料的成本，如果涂料的成本远远高于计划的能量回收，那么这种涂料是没有任何经济意义的。

目前国内外已经研发了多种配方和用途的高发射率陶瓷涂料。然而，在涂料应用到较高的温度时，或者长期在反应气氛下进行工作时，涂料的性能会受到极大地影响，涂料效率下降甚至失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在温度超过1100℃，长期在反应气氛下工作，易于施工(可以使用喷枪进行喷涂)，经济适用的高发射率纳米陶瓷涂料。该涂料可应用于石油、化工、冶金、电力、其他工业及民用炉窑、锅炉等。并能提高炉子的热效率。

为实现本发明的目的采用如下技术方案：.一种高发射率纳米陶瓷涂料，其特征在于：包括耐高温基料、高发射率添加剂、粘合剂、稳定剂以及溶剂，其中：

所述耐高温基料与高发射率添加剂选自氧化铝、氧化硅、氮化硼、碳化硅、氧化铁、氧化铈的一种或几种；

所述粘合剂选自硅胶、硅酸钾溶液、磷酸铝溶液、一水合氧化铝，乙醇、水的一种或几种；

优选的是，所述稳定剂选自膨润土和/或高岭土。

优选的是，所述溶剂选自二乙二醇丁醚、酒精、水的一种或几种。

优选的是，所述耐高温基料与高发射率添加剂的重量百分比为5％-78％，粘合剂的重量百分比为5％-30％，稳定剂的重量百分比为0.5％-3％，余量为溶剂。

优选的是，耐高温基料与高发射率添加剂的重量百分比为10％～70％，粘合剂的重量百分比为10％-25％，稳定剂的重量百分比为0.5％-3％，余量为溶剂。

优选的是，耐高温基料与高发射率添加剂的重量百分比为10％～60％，粘合剂的重量百分比为10％-25％，稳定剂的重量百分比为1％-2％，余量为溶剂。

优选的是，所述高发射率添加剂为纳米材料。

本发明所采用的高发射率添加剂为纳米材料，比表面积大，吸收电磁波的能力高，散射能力小，进一步增加了涂料的发射率。本发明的涂料通过粉末状耐高温基料及高发射率添加剂与液体粘合剂混合制成，可以通过类似于建筑用漆的施工方法(涂刷，空气喷涂等)在低温时应用到炉窑的基质上，通过加热500℃干燥后即可使用，施工简单方便。本发明的涂料可以在超过1100℃的温度下使用，最高使用温度可达近2000℃。本发明的高发射率陶瓷涂料适用于各种基质，对基质的附着力强，适用于反应气氛，长期耐用性好，抗热冲击承受能力强，提高热效率，降低基质温度，耐磨及耐腐蚀性好，对环境影响小，使用方便等优点。

具体实施方式

为使本发明所要解决的技术问题、采取的技术方案、取得的技术效果易于理解，现结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

氧化铈18.6％，氧化硅39.7％，硅酸钾15.2％，膨润土1.5％，酒精5％，水20％，充分混合可制得本发明的涂料。

实施例2

氮化硼8.2：％，碳化硅19.6％，磷酸铝16.8％，膨润土1.5％，二乙二醇丁醚4％，水49.9％，充分混合可制得本发明的涂料。

实施例3

氧化硅2％，氧化硅3％，一水合氧化铝30％，膨润土3％，二乙二醇丁醚10％，水52.2％，充分混合可制得本发明的涂料。

实施例4

氧化铁30％，氧化硅48％，乙醇5％，膨润土0.5％，二乙二醇丁醚10％，水6.5％，充分混合可制得本发明的涂料。

实施例5

碳化硅5％，氧化硅5％，乙醇30％，膨润土1％，二乙二醇丁醚20％，水39％，充分混合可制得本发明的涂料。

实施例6

氧化铁30％，氧化铈40％，硅胶10％，膨润土0.5％，二乙二醇丁醚10％，水9.5％，充分混合可制得本发明的涂料。

实施例7

氧化铁30％，氧化铈30％，硅胶25％，膨润土0.5％，二乙二醇丁醚10％，水4.5％，充分混合可制得本发明的涂料。

磨损量测试：

分别取上述各实施例得到的样品，喷涂在20#碳钢上，并加热到500℃烧结，并分别取对照样未进行喷涂处理。采用Falex橡胶轮摩擦试验机(美国)进行检测。经测试，喷涂样品的试样磨损后的重量平均损失为29mg，标准重量平均损失为27mg。未喷涂的对照样件质量平均损失为109mg，标准重量平均损失为103mg。所以，经对比测试，使用涂层的试验样本的抗磨性比未喷涂样本要高4倍左右。

本发明所列举的各原料都能实现本发明，在此不一一列举；本发明各原料的上下限取值、以及其区间值，都能实现本发明，在此不一一列举。

Claims

1.一种高发射率纳米陶瓷涂料，其特征在于：包括耐高温基料、高发射率添加剂、粘合剂、稳定剂以及溶剂，其中：

所述粘合剂选自硅胶、硅酸钾溶液、磷酸铝溶液、一水合氧化铝，乙醇、水的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的高发射率纳米陶瓷涂料，其特征在于：所述稳定剂选自膨润土和/或高岭土。

3.根据权利要求1所述的高发射率纳米陶瓷涂料，其特征在于：所述溶剂选自二乙二醇丁醚、酒精、水的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的高发射率纳米陶瓷涂料，其特征在于：所述耐高温基料与高发射率添加剂的重量百分比为5％-78％，粘合剂的重量百分比为5％-30％，稳定剂的重量百分比为0.5％-3％，余量为溶剂。

5.根据权利要求4所述的高发射率纳米陶瓷涂料，其特征在于：耐高温基料与高发射率添加剂的重量百分比为10％～70％，粘合剂的重量百分比为10％-25％，稳定剂的重量百分比为0.5％-3％，余量为溶剂。

6.根据权利要求5所述的高发射率纳米陶瓷涂料，其特征在于：耐高温基料与高发射率添加剂的重量百分比为10％～60％，粘合剂的重量百分比为10％-25％，稳定剂的重量百分比为1％-2％，余量为溶剂。

7.根据权利要求1所述的高发射率纳米陶瓷涂料，其特征在于：所述高发射率添加剂为纳米材料。