CN102786820B - 一种适用于金属基体的红外辐射涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于金属基体的红外辐射涂料，其组份A和组份B的质量比为100%：80~120%,其中，组份A由下列质量百分含量的原料配置而成：30~90%过渡金属氧化物体系红外辐射粉料、2~20%无机结合助剂、0~30%碳化硅、0~30%刚玉、0~20%氧化锆、0~20%Ni粉、0~20%Zn粉、0~20%Al粉、0~1%碳粉和0~10%氟硅酸钠；组份B由下列质量百分含量的原料配置而成：60~95%水玻璃、0~35%水、0~3%分散剂、0~1%增稠剂、0~1%消泡剂和0~1%流平剂。本发明的涂料干燥固化后，形成的涂层表面致密，具有优良的红外辐射性能和高温稳定性，能够与金属基体牢固结合。

Description

一种适用于金属基体的红外辐射涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及红外辐射节能材料领域，尤其涉及一种适用于金属基体的红外辐射涂料及其制备方法。

背景技术

红外辐射涂料是一种能够提高锅炉、加热炉等工业炉的能源利用效率，起到节能降耗作用的功能材料。将红外辐射涂料涂覆在工业炉的加热体和工业炉内壁表面，可以利用所形成涂层优良的红外辐射性能，增强炉内的辐射传热效率，改善炉内的温度均匀性，加快对工件加热的速度和质量，提高能源利用效率。将红外辐射涂料涂覆在工业炉的热交换体表面，可以利用形成红外辐射涂层对热能的高吸收特性，促进热交换过程的进行，提高热效率。

近20年来，我国的红外辐射涂料得到了很大发展，在工业炉中的应用日益广泛。在红外辐射涂料的推广应用中也遇到了一些亟待解决的材料技术问题。一个突出的问题是，形成的红外辐射涂层与工业炉中的金属基体（如水冷壁管、金属加热带等）的结合性能不理想，涂层在使用过程中从基体表面脱落的现象时有发生，这已经成为红外辐射节能涂料在一些工业炉中推广应用的瓶颈问题与重要障碍。另一个突出问题是，红外辐射涂层的耐磨性差，不能耐受工业炉中流动烟气以及烟气中夹杂固体颗粒的动态冲刷，影响了红外辐射涂层的使用寿命。因此，如何提高所形成的红外辐射涂层与金属基体的结合强度以及涂层的耐磨性是红外辐射涂料应用中亟待解决的技术问题。

红外辐射涂层与金属基体的结合性能不好的原因在于：一方面，金属基体在加热过程中产生化学变化（如氧化、化学气体腐蚀等），易使涂层产生整体脱落；另一方面，涂层与金属基体的结合性不强、金属基体与涂层材料的热膨胀性能不匹配也易使涂层在使用过程中出现脱落。可以通过涂料组成的调整，提高涂层对金属基体的保护能力，增强涂层与金属基体的结合性，改善涂层与金属基体之间热膨胀性能的匹配性。红外辐射节能涂层的耐磨损性能与其硬度紧密相关，可以通过加入高硬度的成分，增加涂层的硬度，提高材料的耐磨损性能。进行红外辐射涂料组成的优化设计，调控红外辐射涂层的结构和综合性能，改善和增强涂层的工作性能，可以为红外辐射涂料在工业锅炉中的推广应用提供更广阔的空间，具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决技术问题是针对上述现有技术而提供一种与金属基体牢固结合的红外辐射涂料，该发明形成的涂层致密，具有优良的红外辐射性能和高温稳定性，能与金属基体牢固结合，在高温下长期使用不开裂、不脱落、耐腐蚀、耐冲刷、耐磨损、抗热震性能优良。

本发明的另外一个目的是提供本发明的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种适用于金属基体的红外辐射涂料，其特征在于由组份A和组份B经混合配制而成，其中组份A和组份B的质量比为100%：80~120%，

所述的组份A包括有以下组分及其组分含量：

过渡金属氧化物体系红外辐射粉料：30～90%、无机结合助剂：2～20%、碳化硅：0～30%、刚玉：0～30%、氧化锆：0～20%、Ni粉：0～20%、Zn粉：0～20%、Al粉: 0～20%、碳粉：0～1%、氟硅酸钠：0～10%，以上均为质量百分比计；

所述的组份B包括有以下组分及其组分含量：

水玻璃：60～95%、水：0～35%、分散剂：0～3%、增稠剂：0～1%、

消泡剂：0～1%、流平剂：0～1%，以上均为质量百分比计。

按上述方案，所述的过渡金属氧化物体系红外辐射粉料由以下组分经球磨机混合，然后采用陶瓷加工工艺在1000~1200℃下保温2～8小时，最后粉碎过筛即可，

Fe₂O₃：0～70%、 MnO₂: 0～70%、CuO：0～30%、Co₂O₃：0～20%、Mo₂O₃：0～6%、NiO：0～6%、TiO₂：0～6%、V₂O₅：0～5%、WO₃：0～5%，以上均为质量百分比计。

按上述方案，所述的无机结合助剂由以下组分经混合配制而成：

Al₂O₃：20～40%、SiO₂：20～60%、MgO：2～10%、TiO₂：2～10%、NiO：0～10%、Cr₂O₃：0～10%、B₂O₅：0～10%，以上均为质量百分比计。

本发明适用于金属基体的红外辐射涂料的制备方法，包括有以下步骤：

1）将Al₂O₃、SiO₂、MgO、TiO₂、NiO、Cr₂O₃和B₂O₅按比例配料，再对配料进行球磨、混合，即得无机结合助剂，所述组分含量为Al₂O₃：20～40%、SiO₂：20～60%、MgO：2～10%、TiO₂：2～10%、NiO：0～10%、Cr₂O₃：0～10%、B₂O₅：0～10%，以上均为质量百分比计；

2）将过渡金属氧化物体系红外辐射粉料、无机结合助剂、碳化硅、刚玉、氧化锆、Ni粉、Zn粉、Al粉、碳粉和氟硅酸钠按比例配料，对该配料进行球磨、混合，分装即得组份A，所述的各组分含量：过渡金属氧化物体系红外辐射粉料：30～90%、无机结合助剂：2～20%、碳化硅：0～30%、刚玉：0～30%、氧化锆：0～20%、Ni粉：0～20%、Zn粉：0～20%、Al粉: 0～20%、碳粉：0～1%、氟硅酸钠：0～10%，以上均为质量百分比计；

3）将分散剂和增稠剂按比例加入水搅拌，待完全溶解后加入水玻璃，搅拌均匀后加入消泡剂和流平剂，高速分散处理后分装即得组份B，所述的各组分含量：水玻璃：60～95%、水：0～35%、分散剂：0～3%、增稠剂：0～1%、消泡剂：0～1%、流平剂：0～1%，以上均为质量百分比计；

4）使用时，将组份A和组份B按质量比为100%：80～120%配料，对该配料进行搅拌，使各组份混合均匀，即得红外辐射涂料。

按上述方案，所述的过渡金属氧化物体系红外辐射粉料由以下组分经球磨机混合，然后采用陶瓷加工工艺在1000～1200℃下保温2～8小时，最后粉碎过筛即可，

Fe₂O₃：0～70%、MnO₂：0～70%、CuO：0～30%、Co₂O₃：0～20%、Mo₂O₃：0～6%、NiO：0～6%、TiO₂：0～6%、V₂O₅：0～5%、WO₃：0～5%，以上均为质量百分比计。

按上述方案，所述的过渡金属氧化物体系红外辐射粉料的组分含量优选为： Fe₂O₃：35%、MnO₂：35%、CuO：10%、Co₂O₃：10%、Mo₂O₃：3%、NiO：2%、TiO₂：2%、V₂O₅：2%和WO₃：1%。

按上述方案，所述的碳化硅、刚玉和氧化锆的颗粒粒径为50～150目。

按上述方案，所述的分散剂为磷酸钠，所述的增稠剂为聚丙烯酸钠，所述的消泡剂为磷酸三丁酯，所述的流平剂为水性丙烯酸树脂。

本发明在进行喷涂时采用如下步骤：

步骤1：对金属基体表面进行机械打磨和喷砂处理；

步骤2：最后在金属表面喷刷上述的红外辐射涂料，干燥固化后形成红外辐射涂层。

本发明的反应机理是：通过水玻璃干燥固化后形成硅溶胶和无机结合助剂在高温下形成液相增加红外辐射涂层的结合性力；涂料中大颗粒的碳化硅、刚玉和氧化锆等硬质相来增加涂层的硬度；涂料中金属粉和碳粉可加强对金属基体的保护。

与现有技术相比，本发明的红外辐射涂料具有的特点是：

（1）在涂料中加入金属粉和碳粉，可以对金属基体起到保护作用，减少其高温氧化，避免因形成大面积的氧化层而导致涂层连同氧化层整体剥落；

（2）无机结合助剂在加热过程中会形成对金属基体具有良好侵润性的高温液相，增强涂层与金属基体的结合；高温液相的出现还可以使涂料中各种组份形成致密的陶瓷膜层，从而具有良好的耐腐蚀性能，进一步对金属基体起到保护作用，避免金属基体被腐蚀后涂层随被腐蚀层的剥落；

（3）在涂料中加入高TEC的过渡金属氧化物尖晶石固溶体为主体的红外辐射材料，这类尖晶石固溶体材料具有高的TEC（~9×10^-6/℃），可以减小涂层与金属基体的TEC差距，增加抗热震冲击能力，克服热循环过程中的剥落；

（4）在涂料中加入大颗粒的碳化硅、刚玉和氧化锆等硬质相，增加涂层的硬度，改善涂层耐磨损能力。

本发明的红外辐射涂料可以用于建材、冶金、热电、石化、化工、轻工等行业的热电锅炉和工业锅炉的内壁表面，从而提高了热电锅炉和工业锅炉的能源利用效率，可以改善高温下金属基材耐腐蚀、冲刷和磨损能力，保护热电锅炉和工业锅炉的内壁，延长锅炉的使用寿命。

附图说明

图1为实施例1热震循环后金属基体表面红外辐射涂层的SEM照片；

图2为实施例1热震循环后金属基体表面红外辐射涂层的XRD图谱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但是此说明不会构成对本发明的限制：

实施例1

按组份A和组份B的质量比为100%：100%的配方，将两种组份按配比称重，搅拌混合即制得粘稠状悬浮流体的红外辐射涂料，

组份A中各组成的质量比为：70%过渡金属氧化物体系红外辐射粉料、10%无机结合助剂、10%碳化硅、6%Zn粉、1%碳粉和3%氟硅酸钠，所述的碳化硅的颗粒粒径为100目，对该配料进行球磨、混合，分装即得组份A；

其中，过渡金属氧化物体系红外辐射粉料中各组分的质量比为：35%Fe₂O₃、35%MnO₂、10%CuO、10%Co₂O₃、3%Mo₂O₃、2%NiO、2%TiO₂、2%V₂O₅和1% WO₃，经球磨机混合，然后采用陶瓷加工工艺在1000℃下保温8小时，然后粉碎过筛即可，

无机结合助剂中各组成的质量比为：25%Al₂O₃、40%SiO₂、10%MgO、5%TiO₂、10%NiO、7%Cr₂O₃和3%B₂O₅，经球磨，混合配制而成。

组份B中各组份的质量比为：85%水玻璃、13%水、1%磷酸钠、0.5%聚丙烯酸钠、0.2%磷酸三丁酯和0.3%水性丙烯酸树脂，将磷酸钠和聚丙烯酸钠按比例加入水搅拌，待完全溶解后加入水玻璃，搅拌均匀后加入磷酸三丁酯和水性丙烯酸树脂，高速分散处理后分装即得组份B。

对金属基体表面进行机械打磨和喷砂处理，在金属表面喷刷上述红外辐射涂料，干燥固化后形成红外辐射涂层。红外辐射涂层的法向全波段辐射率为0.92，8μm~25μm波段的辐射率为0.92，8μm~14μm波段的辐射率为0.93，14μm~25μm波段的辐射率为0.93。红外辐射涂层在常温~700℃范围内进行空气自然冷却热震循环，循环20次涂层表面无裂纹，涂层不脱落。

图1显示：热震循环后，红外辐射涂层表面具有致密的显微结构，各组份之间结合比较紧密；图1表明红外辐射涂层主要含有过渡金属氧化物尖晶石固溶体，此外，还含有少量的刚玉和金属。

实施例2

按组份A和组份B的质量比为100%：80%的配方，将上述两种组份按配比称重，搅拌混合即制得粘稠状悬浮流体的红外辐射涂料。

组份A中各组成的质量比为：50%过渡金属氧化物体系红外辐射粉料、20%无机结合助剂、10%刚玉、5%氧化锆、10%Ni粉、4%Al粉、0.5%碳粉和0.5%氟硅酸钠，所述的刚玉和氧化锆的颗粒粒径为50目，对该配料进行球磨、混合，分装即得组份A；

其中，过渡金属氧化物体系红外辐射粉料中各组成的质量比为：70%Fe₂O₃、15%CuO、5%Co₂O₃、6%Mo₂O₃、1%TiO₂、1%V₂O₅和2% WO₃，经球磨机混合，然后采用陶瓷加工工艺在1000℃下保温8小时，然后粉碎过筛即可，

无机结合助剂中各组成的质量比为：40%Al₂O₃、33%SiO₂、2%MgO、10%TiO₂、5%NiO和10%Cr₂O₃，经球磨，混合配制而成。

组份B中各组份的质量比为：60%水玻璃、35%水、3%磷酸钠、1%聚丙烯酸钠和1%磷酸三丁酯，将磷酸钠和聚丙烯酸钠按比例加入水搅拌，待完全溶解后加入水玻璃，搅拌均匀后加入磷酸三丁酯，高速分散处理后分装即得组份B。

对金属基体表面进行机械打磨和喷砂处理，在金属表面喷刷上述红外辐射涂料，干燥固化后形成红外辐射涂层。红外辐射涂层的法向全波段辐射率为0.93，8μm~25μm波段的辐射率为0.93，8μm~14μm波段的辐射率为0.94，14μm~25μm波段的辐射率为0.95。红外辐射涂层在常温~700℃范围内进行空气自然冷却热震循环，循环20次涂层表面无裂纹，涂层不脱落。

实施例3

按组份A和组份B的质量比为100%：120%的配方，将上述两种组份按配比称重，搅拌混合即制得粘稠状悬浮流体的红外辐射涂料，

组份A中各组成的质量比为：90%过渡金属氧化物体系红外辐射粉料、2%无机结合助剂、2%Ni粉、1%碳粉和5%氟硅酸钠，对该配料进行球磨、混合，分装即得组份A；

其中，过渡金属氧化物体系红外辐射粉料中各组成的质量比为：30%Fe₂O₃、25%MnO₂、30%CuO、6%NiO、5%V₂O₅和4% WO₃，经球磨机混合，然后采用陶瓷加工工艺在1100下保温6小时，然后粉碎过筛即可，

无机结合助剂中各组成的质量比为：20%Al₂O₃、55%SiO₂、6%MgO、2%TiO₂、7%NiO和10%B₂O₅，经球磨，混合配制而成。

组份B中各组份的质量比为：95%水玻璃、3%磷酸钠、1%磷酸三丁酯和1%水性丙烯酸树脂，将磷酸钠按比例加入水搅拌，待完全溶解后加入水玻璃，搅拌均匀后加入磷酸三丁酯和水性丙烯酸树脂，高速分散处理后分装即得组份B。

对金属基体表面进行机械打磨和喷砂处理，在金属表面喷刷上述红外辐射涂料，干燥固化后形成红外辐射涂层。红外辐射涂层的法向全波段辐射率为0.90，8μm~25μm波段的辐射率为0.90，8μm~14μm波段的辐射率为0.90，14μm~25μm波段的辐射率为0.91。红外辐射涂层在常温~700℃范围内进行空气自然冷却热震循环，循环20次涂层表面无裂纹，涂层不脱落。

实施例4

按组份A和组份B的质量比为100%：110%的配方，将上述两种组份按配比称重，搅拌混合即制得粘稠状悬浮流体的红外辐射涂料。

组份A中各组成的质量比为：30%过渡金属氧化物体系红外辐射粉料、10%无机结合助剂、30%碳化硅、20%Ni粉和10%氟硅酸钠，所述的碳化硅的颗粒粒径为80目，对该配料进行球磨、混合，分装即得组份A；

其中，过渡金属氧化物体系红外辐射粉料中各组成的质量比为：70%MnO₂、10%CuO、5%Co₂O₃、1%Mo₂O₃、3%NiO、6%TiO₂和5% WO₃，经球磨机混合，然后采用陶瓷加工工艺在1200℃下保温2小时，然后粉碎过筛即可，

无机结合助剂中各组成的质量比为：20%Al₂O₃、60%SiO₂、3%MgO、2%TiO₂、8%Cr₂O₃和7%B₂O₅，经球磨，混合配制而成。

组份B中各组份的质量比为：70%水玻璃、28%水、1%聚丙烯酸钠、0.5%磷酸三丁酯和0.5%水性丙烯酸树脂，将聚丙烯酸钠按比例加入水搅拌，待完全溶解后加入水玻璃，搅拌均匀后加入磷酸三丁酯和水性丙烯酸树脂，高速分散处理后分装即得组份B。

对金属基体表面进行机械打磨和喷砂处理，在金属表面喷刷上述红外辐射涂料，干燥固化后形成红外辐射涂层。红外辐射涂层的法向全波段辐射率为0.89，8μm~25μm波段的辐射率为0.91，8μm~14μm波段的辐射率为0.92，14μm~25μm波段的辐射率为0.93。红外辐射涂层在常温~700℃范围内进行空气自然冷却热震循环，循环20次涂层表面无裂纹，涂层不脱落。

实施例5

按组份A和组份B的质量比为100%：100%的配方，将上述两种组份按配比称重，搅拌混合即制得粘稠状悬浮流体的红外辐射涂料。

组份A中各组成的质量比为：35%过渡金属氧化物体系红外辐射粉料、14%无机结合助剂、30%刚玉、20%Zn粉和1%碳粉，所述的刚玉的颗粒粒径为100目，对该配料进行球磨、混合，分装即得组份A；

其中，过渡金属氧化物体系红外辐射粉料中各组成的质量比为：40%Fe₂O₃、10%MnO₂、20%CuO、20%Co₂O₃、5%TiO₂、3%V₂O₅和2% WO₃，经球磨机混合，然后采用陶瓷加工工艺在1200℃下保温2小时，然后粉碎过筛即可，

无机结合助剂中各组成的质量比为：40%Al₂O₃、20%SiO₂、10%MgO、10%TiO₂、10%NiO、5%Cr₂O₃和5%B₂O₅，经球磨，混合配制而成。

组份B中各组份的质量比为：80%水玻璃、16%水、2%磷酸钠、1%聚丙烯酸钠和1%水性丙烯酸树脂，将磷酸钠和聚丙烯酸钠按比例加入水搅拌，待完全溶解后加入水玻璃，搅拌均匀后加入水性丙烯酸树脂，高速分散处理后分装即得组份B。

对金属基体表面进行机械打磨和喷砂处理，在金属表面喷刷上述红外辐射涂料，干燥固化后形成红外辐射涂层。红外辐射涂层的法向全波段辐射率为0.92，8μm~25μm波段的辐射率为0.91，8μm~14μm波段的辐射率为0.94，14μm~25μm波段的辐射率为0.95。红外辐射涂层在常温~700℃范围内进行空气自然冷却热震循环，循环20次涂层表面无裂纹，涂层不脱落。

实施例6

按组份A和组份B的质量比为100%：90%的配方，将上述两种组份按配比称重，搅拌混合即制得粘稠状悬浮流体的红外辐射涂料。

组份A中各组成的质量比为：40%过渡金属氧化物体系红外辐射粉料、10%无机结合助剂、5%碳化硅、20%氧化锆、20%Al粉、0.5%碳粉和氟硅酸钠4.5%，所述的碳化硅和氧化锆的颗粒粒径为100目，对该配料进行球磨、混合，分装即得组份A；

其中，过渡金属氧化物体系红外辐射粉料中各组成的质量比为：50%Fe₂O₃、5%MnO₂、25%CuO、10%Co₂O₃、5%Mo₂O₃、2%NiO、和3%V₂O₅，经球磨机混合，然后采用陶瓷加工工艺在1000下保温8小时，然后粉碎过筛即可，

无机结合助剂中各组成的质量比为：30%Al₂O₃、40%SiO₂、3%MgO、7%TiO₂、5%NiO、8%Cr₂O₃和7%B₂O₅，经球磨，混合配制而成。

组份B中各组份的质量比为：75%水玻璃、23%水、1.5%磷酸钠、0.2%聚丙烯酸钠、0.1%磷酸三丁酯和0.2%水性丙烯酸树脂，将磷酸钠和聚丙烯酸钠按比例加入水搅拌，待完全溶解后加入水玻璃，搅拌均匀后加入磷酸三丁酯和水性丙烯酸树脂，高速分散处理后分装即得组份B。

对金属基体表面进行机械打磨和喷砂处理，在金属表面喷刷上述红外辐射涂料，干燥固化后形成红外辐射涂层。红外辐射涂层的法向全波段辐射率为0.89，8μm~25μm波段的辐射率为0.89，8μm~14μm波段的辐射率为0.91，14μm~25μm波段的辐射率为0.91。红外辐射涂层在常温~700℃范围内进行空气自然冷却热震循环，循环20次涂层表面无裂纹，涂层不脱落。

实施例7

按组份A和组份B的质量比为100%：95%的配方，将上述两种组份按配比称重，搅拌混合即制得粘稠状悬浮流体的红外辐射涂料。

组份A中各组成的质量比为：60%过渡金属氧化物体系红外辐射粉料、5%无机结合助剂、10%刚玉、3.5%氧化锆、20%Al粉、0.3%碳粉和1.2%氟硅酸钠，所述的刚玉和氧化锆的颗粒粒径为50目，对该配料进行球磨、混合，分装即得组份A；

其中，过渡金属氧化物体系红外辐射粉料中各组成的质量比为：10%Fe₂O₃、60%MnO₂、5%CuO、15%Co₂O₃、2%Mo₂O₃、2%NiO、3%TiO₂和3% WO₃，经球磨机混合，然后采用陶瓷加工工艺在1100℃下保温5小时，然后粉碎过筛即可，

无机结合助剂中各组成的质量比为：35%Al₂O₃、35%SiO₂、3%MgO、10%TiO₂、7%NiO、5%Cr₂O₃和5%B₂O₅，经球磨，混合配制而成。

组份B中各组成的质量比为：70%水玻璃、27%水、1%磷酸钠、0.5%聚丙烯酸钠、0.7%磷酸三丁酯和0.8%水性丙烯酸树脂，将磷酸钠和聚丙烯酸钠按比例加入水搅拌，待完全溶解后加入水玻璃，搅拌均匀后加入磷酸三丁酯和水性丙烯酸树脂，高速分散处理后分装即得组份B。

对金属基体表面进行机械打磨和喷砂处理，在金属表面喷刷上述红外辐射涂料，干燥固化后形成红外辐射涂层。红外辐射涂层的法向全波段辐射率为0.93，8μm~25μm波段的辐射率为0.92，8μm~14μm波段的辐射率为0.90，14μm~25μm波段的辐射率为0.91。红外辐射涂层在常温~700℃范围内进行空气自然冷却热震循环，循环20次涂层表面无裂纹，涂层不脱落。

实施例8：按组份A和组份B的质量比为100%：105%的配方，将上述两种组份按配比称重，搅拌混合即制得粘稠状悬浮流体的红外辐射涂料。

组份A中各组成的质量比为：75%过渡金属氧化物体系红外辐射粉料、6%无机结合助剂、5%刚玉、5%Ni粉、5%Zn粉、0.5%碳粉和3.5%氟硅酸钠，所述的刚玉的颗粒粒径为80目，对该配料进行球磨、混合，分装即得组份A；

其中，过渡金属氧化物体系红外辐射粉料中各组成的质量比为：5%Fe₂O₃、50%MnO₂、25%CuO、5%Co₂O₃、5%Mo₂O₃、5%V₂O₅和5% WO₃，经球磨机混合，然后采用陶瓷加工工艺在1200℃下保温3小时，然后粉碎过筛即可，

无机结合助剂中各组成的质量比为：30%Al₂O₃、35%SiO₂、5%MgO、5%TiO₂、7%NiO、8%Cr₂O₃和10%B₂O₅，经球磨，混合配制而成。

组份B中各组份的质量比为：90%水玻璃、8%水、1%磷酸钠、0.5%聚丙烯酸钠、0.2%磷酸三丁酯和0.3%水性丙烯酸树脂，将磷酸钠和聚丙烯酸钠按比例加入水搅拌，待完全溶解后加入水玻璃，搅拌均匀后加入磷酸三丁酯和水性丙烯酸树脂，高速分散处理后分装即得组份B。

对金属基体表面进行机械打磨和喷砂处理，在金属表面喷刷上述红外辐射涂料，干燥固化后形成红外辐射涂层。红外辐射涂层的法向全波段辐射率为0.93，8μm~25μm波段的辐射率为0.93，8μm~14μm波段的辐射率为0.95，14μm~25μm波段的辐射率为0.94。红外辐射涂层在常温~700℃范围内进行空气自然冷却热震循环，循环20次涂层表面无裂纹，涂层不脱落。

经红外辐射性测试证明，本发明形成的红外辐射涂层具有优良的红外辐射性能，其法向全波段辐射率为0.89~0.93，8μm~25μm波段的辐射率为0.90~0.93，8μm~14μm波段的辐射率为0.90~0.95，14μm~25μm波段的辐射率为0.91~0.95。红外辐射涂层在常温~700℃范围内进行空气自然冷却热震循环，循环20次以上涂层表面无裂纹，涂层不脱落。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种适用于金属基体的红外辐射涂料，其特征在于由组份A和组份B经混合配制而成，其中组份A和组份B的质量比为100%：80~120%，

所述的组份A组分含量为：过渡金属氧化物体系红外辐射粉料：70%、无机结合助剂：10%、碳化硅：10%、Zn粉：6%、碳粉：1%和氟硅酸钠：3%；

所述的组份B的组份含量为：水玻璃：85%、水：13%、分散剂：1%、增稠剂：0.5%、消泡剂：0.2%和流平剂：0.3%，以上均为质量百分比计；

所述的过渡金属氧化物体系红外辐射粉料由以下组分经球磨机混合，然后采用陶瓷加工工艺在1000℃下保温8小时，最后粉碎过筛即可，

Fe₂O₃：35%、 MnO₂: 35%、CuO：10%、Co₂O₃：10%、Mo₂O₃：3%、NiO：2%、TiO₂：2%、V₂O₅：2%、WO₃：1%，以上均为质量百分比计；

所述的无机结合助剂由以下组分经混合配制而成：

Al₂O₃：25%、SiO₂：40%、MgO：10%、TiO₂：5%、NiO：10%、Cr₂O₃：7%、B₂O₅：3%，以上均为质量百分比计。

2.权利要求1所述的适用于金属基体的红外辐射涂料的制备方法，包括有以下步骤：

1）将Al₂O₃、SiO₂、MgO、TiO₂、NiO、Cr₂O₃和B₂O₅按比例配料，再对配料进行球磨、混合，即得无机结合助剂，所述组分含量为Al₂O₃：25%、SiO₂：40%、MgO：10%、TiO₂：5%、NiO：10%、Cr₂O₃：7%、B₂O₅：3%，以上均为质量百分比计；

2）将过渡金属氧化物体系红外辐射粉料、无机结合助剂、碳化硅、Zn粉、碳粉和氟硅酸钠按比例配料，对该配料进行球磨、混合，分装即得组份A，所述的各组分含量：过渡金属氧化物体系红外辐射粉料：70%、无机结合助剂：10%、碳化硅：10%、Zn粉：6%、碳粉：1%和氟硅酸钠：3%，以上均为质量百分比计；所述的过渡金属氧化物体系红外辐射粉料由以下组分经球磨机混合，然后采用陶瓷加工工艺在1000℃下保温8小时，最后粉碎过筛即可，

Fe₂O₃：35%、 MnO₂: 35%、CuO：10%、Co₂O₃：10%、Mo₂O₃：3%、NiO：2%、TiO₂：2%、V₂O₅：2%、WO₃：1%，以上均为质量百分比计；

3）将分散剂和增稠剂按比例加入水搅拌，待完全溶解后加入水玻璃，搅拌均匀后加入消泡剂和流平剂，高速分散处理后分装即得组份B，所述的各组分含量：所述的组份B的组份含量为：水玻璃：85%、水：13%、分散剂：1%、增稠剂：0.5%、消泡剂：0.2%和流平剂：0.3%，以上均为质量百分比计；

4）使用时，将组份A和组份B按质量比为100%：80~120%配料，对该配料进行搅拌，使各组份混合均匀，即得红外辐射涂料。

3.按权利要求2所述的适用于金属基体的红外辐射涂料的制备方法，其特征在于所述的碳化硅的颗粒粒径为50～150目。

4.按权利要求2所述的适用于金属基体的红外辐射涂料的制备方法，其特征在于所述的分散剂为磷酸钠，所述的增稠剂为聚丙烯酸钠，所述的消泡剂为磷酸三丁酯，所述的流平剂为水性丙烯酸树脂。