CN103880383B - 一种用于民用灶具的红外涂料及涂层的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于民用灶具的红外涂料及涂层的制备方法，主要解决现有技术存在的高温下涂层发射率低，热效率损失大及涂覆形状受限的问题。该红外涂料由红外复合填料与耐高温胶粘剂合成，其中复合填料由下述原料按重量份数合成：Cr2O335～75份；TiO25～30份；CuO20～35份；无水乙醇0或100‑200份。将原料按上述比例混合后经球磨、高温焙烧制得红外复合填料，使用上述红外复合填料和耐高温胶粘剂按比例球磨、混合制得红外涂料。然后将涂料通过反提拉法涂覆在民用灶具上，制备具有高发射率的红外涂层。本发明制备的涂层高温下仍具有高发射率，全红外发射率大于0.90，具有优越的抗热震性能，能明显提高加热效率，达到节能的目的。本发明所采用的反提拉法适用于涂覆形状复杂的民用灶具。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于民用灶具的红外涂料及涂层的制备方法，具体地说是一种红外涂料的合成及其高发射率红外涂层的制备方法，属于红外涂料及涂层制备技术领域。
背景技术
现有的普通燃气灶的热效率仅为52%，能量损失将近50%。高发射率红外涂层在导热体上的使用具有明显的节能作用，在加热炉上的使用具有5%～10%的节能效果，在加热管上使用节能可达到10%～30%。
无机涂料一般耐高温、硬度高、超耐候及耐腐蚀，性能远优于现有燃气灶上使用的含氟涂料和有机硅涂料。无机分子结构具有天然的安全无毒性，是氟涂料绝佳的替代品。而且无机涂料的红外辐射性能优于金属材料，加热更加均匀透彻，升温快，能耗低。用无机原料制备高发射率红外涂层在民用灶具上的使用具有广阔的应用前景。
但现有的无机红外涂料存在着抗热震效果不好，涂层的制备常采用喷刷或等离子喷涂等方式涂装，不能广泛应用于民用灶具。且涂料中所用的粘结剂为水玻璃，其耐高温性远达不到民用灶具的使用要求。
发明内容
本发明以解决上述问题为目的，主要解决现有技术存在的高温下涂层发射率低，热效率损失大及涂覆形状受限的问题。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种用于民用灶具的红外涂料，由红外复合填料与耐高温胶粘剂合成，其中复合填料由下述原料按重量份数合成：
将原料按上述比例混合后经球磨、高温焙烧制得红外复合填料。
所述球磨为干法球磨或湿法球磨，干法球磨不填加无水乙醇。
所述的高温焙烧是在氧气气氛或还原气氛中进行，高温焙烧温度为800～1300℃，还原气氛为氮气、氢气或CO，焙烧周期为0.25h～6h。
使用上述红外复合填料和耐高温胶粘剂按一定比例球磨、混合制得红外涂料，然后将涂料涂覆在民用灶具上制备具有高发射率的红外涂层。
所述的耐高温胶粘剂为二氧化硅、氧化铝、微粉或溶胶。
所述的红外复合填料和耐高温胶粘剂的比例（按重量份数）为1︰9～5︰1；
所述的涂覆方法为反提拉法，此法的步骤如下：首先将基体浸渍在配制好的涂料中，10min后保持基体不动，涂料自盛装容器下方缓慢放出。然后经60℃干燥和600℃高温固化得到红外涂层。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1.所使用的Cr2O3、TiO2、CuO高温焙烧合成红外复合填料，合成方法简单，使用原料种类少，原料成本低；
2.红外涂料中使用的是耐高温的二氧化硅、氧化铝微粉或溶胶，制备的红外涂层具有优异的耐高温性能；
3.用本方法制备的红外涂层具有红外发射率高、抗热震性强、节能效果优良的特点；
4.使用的原料均无毒、无味、无挥发性，不会对环境造成污染；
5.采用反提拉法涂覆，工艺简单，操作方便，制得涂层厚度均匀。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明：
实施例1
按重量份计，将15份TiO2、30份CuO、55份Cr2O3和200份无水乙醇混合加入球磨机中，湿法球磨4h，干燥得到混合粉；混合粉在氧气气氛中1000℃高温焙烧1h，过200目筛，制得红外复合填料；
使用氧化铝溶胶为胶粘剂，按照红外复合填料︰氧化铝溶胶=1︰2的比例混合后球磨1h得到红外涂料；使用反提拉法将涂料涂覆在基体上，形成厚度为0.15-0.20mm的红外涂层。
所得涂层在整个红外波段范围内的发射率大于0.88。1200℃保温10min后水淬5次，涂层不脱落、不开裂。将其用于民用灶具上，节能达到了10%。
实施例2
按重量份计，将15份TiO2、25份CuO、60份Cr2O3和150份无水乙醇混合加入球磨机中，湿法球磨4h，干燥得到混合粉；混合粉在在氮气气氛中1200℃高温焙烧1h，过200目筛，制得红外复合填料；
使用二氧化硅溶胶为胶粘剂，按照红外复合填料︰二氧化硅溶胶=2︰1的比例混合后球磨1h得到红外涂料；使用反提拉法将涂料涂覆在基体上，形成厚度为0.15-0.20mm的红外涂层。
所得涂层在整个红外波段范围内的发射率大于0.96。1200℃保温10min后水淬7次，涂层不脱落、不开裂。将其用于民用灶具上，节能达到了30%。
实施例3
按重量份计，将10份TiO2、20份CuO、70份Cr2O3混合加入球磨机中，干法球磨4h，干燥得到混合粉；混合粉在在氧气气氛中1200℃高温焙烧1h，过200目筛，制得红外复合填料；
使用氧化铝溶胶为胶粘剂，按照红外复合填料︰氧化铝溶胶=1︰2的比例混合后球磨1h得到红外涂料；使用反提拉法将涂料涂覆在基体上，形成厚度为0.15-0.20mm的红外涂层。
所得涂层在整个红外波段范围内的发射率大于0.91。1200℃保温10min后水淬5次，涂层不脱落、不开裂。将其用于民用灶具上，节能达到了15%。
实施例4
按重量份计，将15份TiO2、30份CuO、55份Cr2O3混合加入球磨机中，干法球磨4h，干燥得到混合粉；混合粉在在氮气气氛中1200℃高温焙烧0.5h，过200目筛，制得红外复合填料；
使用二氧化硅溶胶为胶粘剂，按照红外复合填料︰二氧化硅溶胶=2︰1的比例混合后球磨1h得到红外涂料；使用反提拉法将涂料涂覆在基体上，形成厚度为0.15-0.20mm的红外涂层。
所得涂层在整个红外波段范围内的发射率大于0.93。1200℃保温10min后水淬5次，涂层不脱落、不开裂。将其用于民用灶具上，节能达到了20%。
实施例5
按重量份计，将15份TiO2、30份CuO、55份Cr2O3和200份无水乙醇混合加入球磨机中，湿法球磨4h，干燥得到混合粉；混合粉在在氧气气氛中1200℃高温焙烧1h，过200目筛，制得红外复合填料；
使用氧化铝溶胶为胶粘剂，按照红外复合填料︰氧化铝溶胶=2︰1的比例混合后球磨1h得到红外涂料；使用反提拉法将涂料涂覆在基体上，形成厚度为0.25-0.40mm的红外涂层。
所得涂层在整个红外波段范围内的发射率大于0.97。1200℃保温10min后水淬3次，涂层不脱落、不开裂。将其用于民用灶具上，节能达到了35%。
Claims (2)
1.一种用于民用灶具的红外涂料，由红外复合填料与耐高温胶粘剂合成，其中红外复合填料由下述原料按重量份数合成：Cr2O3 35～75份；TiO2 5～30份；CuO 20～35份；无水乙醇0或100-200份，将原料按上述比例混合后经球磨、高温焙烧制得红外复合填料；使用上述红外复合填料和耐高温胶粘剂按比例球磨、混合制得红外涂料，所述球磨为干法球磨或湿法球磨，干法球磨不填加无水乙醇；所述的高温焙烧是在氧气气氛或还原气氛中进行，高温焙烧温度为800～1300℃，还原气氛为氮气、氢气或CO，焙烧周期为0.25h～6h；所述的耐高温胶粘剂为二氧化硅、氧化铝微粉或溶胶，所述的红外复合填料和耐高温胶粘剂的比例按重量份数为1︰9～5︰1。
2.利用权利要求1所述的红外涂料制备红外涂层的方法，该方法是将红外涂料涂覆在民用灶具上，其涂覆方法为反提拉法，此法的步骤如下：首先将基体浸渍在配制好的涂料中，10min后保持基体不动，涂料自盛装容器下方缓慢放出，然后经60℃干燥和600℃高温固化得到红外涂层。
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