CN103525142A

CN103525142A - 一种加热炉用热辐射涂料

Info

Publication number: CN103525142A
Application number: CN201310524263.8A
Authority: CN
Inventors: 汤炼芳
Original assignee: 汤炼芳
Current assignee: Zhejiang Bei Dao Science and Technology Ltd.
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2033-10-31
Also published as: CN105198456A; CN103525142B; CN105110806A

Abstract

本发明公开了一种加热炉用热辐射涂料，包括基料、添加剂、粘合剂、增塑剂和溶剂，基料与添加剂选自锌铝尖晶石粉、锰铝尖晶石粉、钛铁矿粉、碳化硼、氧化铁、脱硅锆粉的五种或全部；粘合剂由液体磷酸二氢铝、液体磷酸二氢镁组成。所述基料与添加剂的重量百分比为6%-75%，粘合剂的重量百分比为5%-29%，增塑剂的重量百分比为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1400℃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，适用于酸碱多重气氛，长期耐用性好，抗热冲击承受能力强，提高能源利用热效率，降低涂料所覆盖的基质温度，耐磨及耐腐蚀性好，对环境影响小，使用方便。

Description

一种加热炉用热辐射涂料

技术领域

本发明涉及一种加热炉用涂料，更准确地说，涉及一种可以提高炉子热效率的高发射率涂料，可应用于石油、化工、冶金行业的加热炉。

背景技术

加热炉用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，提高高温炉窑衬体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，增加了能源利用的热效率，同时对炉膛基质材料具有良好的保护作用，延长炉窑使用寿命、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。

加热炉用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。

加热炉用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加热炉用涂料。然而，在涂料应用到较高的温度时，或者长期在多元气氛下进行工作时，涂料的性能会受到极大的影响，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1400℃，长期在多元气氛下工作，易于施工（可以使用喷枪进行喷涂），经济实用的高发射率陶瓷涂料。该涂料可应用于石油、化工、冶金炉窑，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：一种加热炉用涂料，其特征在于：包括基料、添加剂、粘合剂、增塑剂以及溶剂，其中：

所述基料与添加剂选自锌铝尖晶石粉、锰铝尖晶石粉、钛铁矿粉、碳化硼、氧化铁、脱硅锆粉的五种或全部；

所述粘合剂由液体磷酸二氢铝、液体磷酸二氢镁组成。

优选的是，所述增塑剂选自黄糊精和/或羧甲基纤维素。

优选的是，所述溶剂选自硅溶胶、水的一种或两种。

优选的是，所述基料与添加剂的重量百分比为5%-78%，粘合剂的重量百分比为5%-30%，增塑剂的重量百分比为0.5%-3%，余量为溶剂。

优选的是，所述高发射率添加剂为纳米材料。

本发明的涂料含有锌铝尖晶石粉，使得不仅提高涂料的发射率，而且涂料可以在酸碱性气氛中长期使用。本发明所采用的添加剂为纳米材料，比表面积大，吸收各种光子的能力强，进一步增加了涂料的发射率。本发明的涂料通过粉末状基料及添加剂、增塑剂、液体粘合剂及溶剂混合制成，在低温时涂刷或喷涂到炉窑的基质上或金属管道上，通过100℃干燥后即可使用，施工简单方便。本发明的涂料可以在超过1400℃的温度下使用，最高使用温度可达近2000℃。此外，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，适用于酸碱多元气氛，长期耐用性好，抗热冲击承受能力强，提高能源利用热效率，降低基质温度，耐磨及耐腐蚀性好，对环境影响小，使用方便。

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锌铝尖晶石粉20%，锰铝尖晶石粉15%，钛铁矿粉10%，碳化硼5%，氧化铁3%，脱硅锆粉2%，粘合剂25%，黄糊精0.5%，其余为溶剂，充分混合可制得本发明的涂料。

实施例2

锌铝尖晶石粉30%，锰铝尖晶石粉5%，钛铁矿粉10%，碳化硼5%，氧化铁3%，脱硅锆粉2%，粘合剂25%，黄糊精0.5%，其余为溶剂，充分混合可制得本发明的涂料。

实施例3

锌铝尖晶石粉25%，锰铝尖晶石粉10%，钛铁矿粉10%，碳化硼5%，氧化铁3%，脱硅锆粉2%，粘合剂25%，黄糊精0.5%，其余为溶剂，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，喷涂耐火标准样块上，并加热到1400℃烧结，并分别取对照样未进行喷涂处理.采用常温耐磨仪进行检测。经测试，喷涂样品的试样磨损后的重量平均损失为0.5%，未喷涂的对照样件质量平均损失为5.5%，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11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

1.一种加热炉用热辐射涂料，其特征在于：包括基料、添加剂、粘合剂、增塑剂和溶剂，其中：所述基料与添加剂选自锌铝尖晶石粉、锰铝尖晶石粉、钛铁矿粉、碳化硼、氧化铁、脱硅锆粉的五种或全部；所述粘合剂由液体磷酸二氢铝、液体磷酸二氢镁组成。

2.根据权利要求1所述的加热炉用热辐射涂料，其特征在于：所述增塑剂选自黄糊精和/或羧甲基纤维素。

3.根据权利要求1所述的加热炉用热辐射涂料，其特征在于：所述溶剂选自硅溶胶、水的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的加热炉用热辐射涂料，其特征在于：所述粘合剂由磷酸二氢铝和磷酸二氢镁按重量比1:1混合组成；磷酸二氢铝的密度1.1-1.46之间，磷酸二氢镁的密度在1.1-1.35之间。

5.根据权利要求1所述的加热炉用热辐射涂料，其特征在于：所述基料与添加剂的重量百分比为6%-75%，粘合剂的重量百分比为5%-29%，增塑剂的重量百分比为0.5%-3%，余量为溶剂。

6.根据权利要求1所述的加热炉用热辐射涂料，其特征在于：所述高发射率添加剂为纳米材料。