CN113523611B - 一种激光切割机用防烧材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光切割技术领域，具体涉及一种激光切割机用防烧材料及其制备方法，所述防烧材料包括碳钢板、耐高温隔热涂层、耐高温反射涂层，所述制备方法包括：将含硅固体、膨润土、无机硅酸盐溶液、石墨鳞片、陶瓷纤维及纳米氧化锆混合，得到耐高温隔热涂料；将无机硅酸盐溶液、滑石粉、纳米二氧化钛、三氧化二铝、石墨烯混合，得到耐高温反射涂料；在碳钢板表面依次喷涂耐高温隔热涂料、耐高温反射涂料，得到激光切割机用防烧材料。本发明借助涂料各原料的协同配合，克服了石墨板断裂韧性差、铸铁板及碳钢板熔点低的不足，结构牢靠，涂层不易脱落，可反射及散射激光，强度高。

Description

一种激光切割机用防烧材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及激光切割技术领域，具体涉及一种激光切割机用防烧材料及其制备方法。
背景技术
激光切割机工作时，激光器发出激光，激光由反射镜传递并通过聚集镜照射到待切割的工件表面，工件表面在热能作用下温度急速上升并处于熔融的状态，利用辅助气体将熔渣清除，便能实现加工目的。在加工过程中，熔渣以及激光穿透板材时散发的能量会对切割机造成一定的烧伤，影响切割机的使用寿命。
现阶段一般采用在激光切割器床身上设置防烧材料的方法对切割机进行隔热保护，防烧材料根据材质不同可分为石墨板、铸铁板、碳钢板等。其中，石墨板虽能起到隔热、导热的作用，但由于断裂韧性较差，清理熔渣时易碎，需要经常更换；铸铁板和碳钢板存在熔点较低的缺陷，高功率切割下防护效果较差。
由于现有防烧材料不能同时满足强度、韧性、耐高温以及防激光击穿等性能要求，提供一种具备结构牢靠、耐高温、可反射激光、强度高的激光切割机用防烧材料及其制备方法便具备重要意义。
发明内容
针对现有防烧材料存在的强度、韧性、耐高温以及防激光击穿性能难以同时满足使用需求的技术问题，本发明提供一种激光切割机用防烧材料及其制备方法，所述防烧材料包括碳钢板、耐高温隔热涂层、耐高温反射涂层三层，碳钢板与耐高温隔热涂层之间可通过化学反应形成离子键和共价键，键能较大，粘结牢靠，且熔点较高；耐高温隔热涂层与耐高温反射涂层之间可通过化学键及膨润土形成牢固连接。使用本发明防烧材料能够有效避免激光切割机工作时床体结构受热升温速度快，降低热变形对机床加工精度的影响。
第一方面，本发明提供一种激光切割机用防烧材料，所述防烧材料包括三层，内层为碳钢板，中间层为耐高温隔热涂层，外层为耐高温反射涂层，
所述耐高温隔热涂层由耐高温隔热涂料形成，所述耐高温隔热涂料包括如下原料：
无机硅酸盐溶液、含硅固体、石墨鳞片、膨润土、陶瓷纤维、纳米氧化锆，其中所述含硅固体为二氧化硅或含有二氧化硅的固体，如纯的二氧化硅粉末、砂子、水泥；
所述耐高温反射涂层由耐高温反射涂料形成，所述耐高温反射涂料包括如下原料：
无机硅酸盐溶液、纳米二氧化钛、三氧化二铝、滑石粉、石墨烯。
进一步的，所述碳钢板的厚度为5mm。当碳钢板厚度<5mm时，碳钢板受热或受冲击时的变形量大，不易控制；当碳钢板厚度>5mm时，碳钢板成本过高，且重量较大，搬运困难。
进一步的，所述无机硅酸盐溶液为重量比3：1的硅酸钠和胶体二氧化硅的混合溶液，所述无机硅酸盐溶液的浓度为1000μg/mL（常温）。
进一步的，所述耐高温隔热涂料包括如下重量份数的原料：
无机硅酸盐溶液35-45份、含硅固体15-30份、石墨鳞片15-25份、膨润土5-15份、陶瓷纤维2-10份、纳米氧化锆2-10份。
当用量超出范围后，涂料的流动性改变，涂料附着力较差，防烧能力下降。
进一步的，所述耐高温反射涂料包括如下重量份数的原料：
无机硅酸盐溶液35-45份、纳米二氧化钛15-20份、三氧化二铝15-25份、滑石粉5-15份、石墨烯5-20份。
当用量超出范围后，涂料的流动性改变，涂料附着力较差，防烧能力下降。
第二方面，本发明提供一种激光切割机用防烧材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
（1）制备耐高温隔热涂料：
将含硅固体、膨润土、无机硅酸盐溶液、石墨鳞片、陶瓷纤维及纳米氧化锆均匀混合，得到耐高温隔热涂料，其中所述含硅固体为二氧化硅或含有二氧化硅的固体，如纯的二氧化硅粉末、砂子、水泥；
（2）制备耐高温反射涂料：
将无机硅酸盐溶液、滑石粉、纳米二氧化钛、三氧化二铝、石墨烯均匀混合，得到耐高温反射涂料；
（3）喷涂涂层：
先在碳钢板表面喷涂耐高温隔热涂料，待涂膜完全干透，再喷涂耐高温反射涂料，喷涂结束后常温静置，固化完成得到激光切割机用防烧材料。
进一步的，所述无机硅酸盐溶液为重量比3：1的硅酸钠和胶体二氧化硅的混合溶液，所述无机硅酸盐溶液的浓度为1000μg/mL（常温）。
进一步的，所述步骤（1）包括：
a. 称取无机硅酸盐溶液35-45份、含硅固体15-30份、石墨鳞片15-25份、膨润土5-15份、陶瓷纤维2-10份、纳米氧化锆2-10份；
b. 先将含硅固体和膨润土加入桶中搅拌均匀，再将无机硅酸盐溶液加入桶中，以200-500r/min的转速搅拌30-60min，此转速搅拌可以使化学键充分破坏和重新结合，产生均衡状态；
c. 依次加入石墨鳞片、陶瓷纤维及纳米氧化锆，以500-1000r/min的转速搅拌30-60min，装桶得到耐高温隔热涂料，此混合状态必须以高转速情况下长时间搅拌，使各混合物充分混合，不允许出现气泡状干燥颗粒。
进一步的，所述步骤（2）包括：
a. 称取无机硅酸盐溶液35-45份、纳米二氧化钛15-20份、三氧化二铝15-25份、滑石粉5-15份、石墨烯5-20份；
b. 先将无机硅酸盐溶液、滑石粉加入桶中，搅拌机中以200-500r/min的转速搅拌30-60min，此转速搅拌可以使化学键充分破坏和重新结合，产生均衡状态；
c. 依次加入纳米二氧化钛、三氧化二铝及石墨烯，以500-1000r/min的转速搅拌30-60min，装桶得到耐高温反射涂料，此混合状态必须以高转速情况下长时间搅拌，使各混合物充分混合，不允许出现气泡状干燥颗粒。
进一步的，所述步骤（3）包括：
a. 选取一块碳钢板，清理碳钢板表面，确保碳钢板表面清洁无污染后，打磨碳钢板至St3.0级；
b. 喷涂耐高温隔热涂料，喷涂后常温静置1-6h，等到表膜完全干透；
c. 喷涂耐高温反射涂料，喷涂后常温静置24-72h，固化完成得到激光切割机用防烧材料。
碳钢板打磨至St3.0级后，表面没有可见的油脂、氧化皮、铁锈等污染物，且具有一定的粗糙度，与涂料的接触面积大，有利于涂层的附着。
本发明的有益效果在于，
形成本发明防烧材料中间层的耐高温隔热涂料原料包括无机硅酸盐溶液、含硅固体、石墨鳞片、膨润土、陶瓷纤维和纳米氧化锆，其中，无机硅酸盐溶液和含硅固体熔点高，在此涂料中作为主要成膜物质；石墨鳞片能够提高涂料的耐高温性能和导热性能；膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土矿物，具有很好的粘接性、膨胀性、吸附性和润滑性，在此涂料中作为粘结剂使用；陶瓷纤维可提高涂料的韧性；纳米氧化锆的熔点为2397℃，可以与含硅固体结合，极大地提高涂料的断裂韧度、热传导性及耐高温性能；这些原料相互配合、协同作用，使耐高温隔热涂层与碳钢板之间形成较强的附着力，并获得较高的耐高温性能和良好的导热性能，可有效保护碳钢板不被烧坏；
形成本发明防烧材料顶层的耐高温反射涂料原料包括无机硅酸盐溶液、纳米二氧化钛、三氧化二铝、滑石粉和石墨烯，其中，无机硅酸盐溶液熔点高，在此涂料中作为主要成膜物质；纳米二氧化钛熔点高，且具备很好的散射光能力和分散性能，能提升涂层的耐高温及散射激光性能；三氧化二铝熔点为2054℃，折光系数高，高温稳定性好，可以增加涂层的反射性能；滑石粉润滑性好、熔点高、吸附力强，在此涂料中作为填料可起到骨架作用，增加涂料的抗拉强度；石墨烯的导电系数高、强度高，可提升涂料的耐高温及导热性能；这些原料相互配合、协同作用，一方面使涂层耐高温最高提升至1800℃左右，另一方面使涂层可以反射、散射一部分激光，降低激光照射到材料上的热量，从而保护碳钢板；
由于在碳钢板上依次喷涂了上述耐高温隔热涂料和耐高温反射涂料，借助涂料各原料的协同配合，克服了现有防烧材料存在的强度、韧性、耐高温以及防激光击穿性能难以同时满足使用需求的技术问题，达到了防烧材料结构牢靠、涂层不易脱落、可反射及散射激光、强度高的发明目的；且由于本防烧材料原料大部分为无机材料，高温下无气味产生，对人体无害。
本发明提供的激光切割机用防烧材料的制备方法简单、成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1-5的激光切割机用防烧材料结构示意图；
图2是本方法实施例3的激光切割机用防烧材料在6KW功率下处理3min后的表面形貌；
图3是本方法对比例1的激光切割机用防烧材料在6KW功率下处理3min后的表面形貌；
图4是本方法对比例2的激光切割机用防烧材料在6KW功率下处理3min后的表面形貌；
图5是本方法对比例3的激光切割机用防烧材料在6KW功率下处理3min后的表面形貌；
图6是本方法对比例4的激光切割机用防烧材料在6KW功率下处理3min后的表面形貌。
图中，1-碳钢板，2-耐高温隔热涂层，3-耐高温反射涂层。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种激光切割机用防烧材料，包括三层，内层为碳钢板1，中间层为耐高温隔热涂层2，外层为耐高温反射涂层3；
防烧材料的制备方法包括如下步骤：
（1）制备耐高温隔热涂料：
a. 称取无机硅酸盐溶液35份、含硅固体15份、石墨鳞片15份、膨润土5份、陶瓷纤维2份、纳米氧化锆2份，其中无机硅酸盐溶液为重量比3：1的硅酸钠和胶体含硅固体的混合溶液；
b. 先将含硅固体和膨润土加入桶中搅拌均匀，再将无机硅酸盐溶液加入桶中，以200r/min的转速搅拌60min；
c. 依次加入石墨鳞片、陶瓷纤维及纳米氧化锆，以500r/min的转速搅拌60min，装桶得到耐高温隔热涂料；
（2）制备耐高温反射涂料：
a. 称取无机硅酸盐35份、纳米二氧化钛15份、三氧化二铝15份、滑石粉5份、石墨烯5份，其中无机硅酸盐溶液为重量比3：1的硅酸钠和胶体含硅固体的混合溶液；
b. 将无机硅酸盐溶液、滑石粉加入搅拌机中以200r/min的转速进行搅拌60min；
c. 加入纳米二氧化钛、三氧化二铝及石墨烯，以500r/min的转速进行搅拌60min后装桶得到耐高温反射涂料；
（3）喷涂涂层：
a. 清理碳钢板表面，确保碳钢板表面清洁无灰尘、油污、锈蚀等污染后，打磨碳钢板至St3.0级；
b. 使用高压枪在0.3MPa压力下喷涂耐高温隔热涂料，喷涂后常温静置1h，等到表膜完全干透；
c. 使用高压枪在0.3MPa压力下喷涂耐高温反射涂料，喷涂后常温静置24h，固化完成得到激光切割机用防烧材料。
实施例2
一种激光切割机用防烧材料，包括三层，内层为碳钢板1，中间层为耐高温隔热涂层2，外层为耐高温反射涂层3；
防烧材料的制备方法包括如下步骤：
（1）制备耐高温隔热涂料：
a. 称取无机硅酸盐溶液45份、含硅固体30份、石墨鳞片25份、膨润土15份、陶瓷纤维10份、纳米氧化锆10份，其中无机硅酸盐溶液为重量比3：1的硅酸钠和胶体含硅固体的混合溶液；
b. 先将含硅固体和膨润土加入桶中搅拌均匀，再将无机硅酸盐溶液加入桶中，以500r/min的转速搅拌30min；
c. 依次加入石墨鳞片、陶瓷纤维及纳米氧化锆，以1000r/min的转速搅拌30min，装桶得到耐高温隔热涂料；
（2）制备耐高温反射涂料：
a. 称取无机硅酸盐45份、纳米二氧化钛20份、三氧化二铝25份、滑石粉15份、石墨烯20份，其中无机硅酸盐溶液为重量比3：1的硅酸钠和胶体含硅固体的混合溶液；
b. 将无机硅酸盐溶液、滑石粉加入搅拌机中以500r/min的转速进行搅拌30min；
c. 加入纳米二氧化钛、三氧化二铝及石墨烯，以1000r/min的转速进行搅拌30min后装桶得到耐高温反射涂料；
（3）喷涂涂层：
a. 清理碳钢板表面，确保碳钢板表面清洁无灰尘、油污、锈蚀等污染后，打磨碳钢板至St3.0级；
b. 使用高压枪在0.3MPa压力下喷涂耐高温隔热涂料，喷涂后常温静置6h，等到表膜完全干透；
c. 使用高压枪在0.3MPa压力下喷涂耐高温反射涂料，喷涂后常温静置72h，固化完成得到激光切割机用防烧材料。
实施例3
一种激光切割机用防烧材料，包括三层，内层为厚度为5mm的碳钢板1，中间层为耐高温隔热涂层2，外层为耐高温反射涂层3；
防烧材料的制备方法包括如下步骤：
（1）制备耐高温隔热涂料：
a. 称取1000μg/mL无机硅酸盐溶液35份、含硅固体25份、石墨鳞片20份、膨润土10份、陶瓷纤维5份、纳米氧化锆5份，
其中无机硅酸盐溶液为重量比3：1的硅酸钠和胶体二氧化硅的混合溶液，
含硅固体为纯的二氧化硅粉末，纯的二氧化硅粉末与各原料的融合效果好，刷涂后涂层不会出现风化或凝固效果差的缺陷；
b. 先将含硅固体和膨润土加入桶中搅拌均匀，再将无机硅酸盐溶液加入桶中，以300r/min的转速搅拌35min；
c. 依次加入石墨鳞片、陶瓷纤维及纳米氧化锆，以700r/min的转速搅拌45min，装桶得到耐高温隔热涂料；
（2）制备耐高温反射涂料：
a. 称取无机硅酸盐35份、纳米二氧化钛20份、三氧化二铝20份、滑石粉15份、石墨烯10份，
其中无机硅酸盐溶液为重量比3：1的硅酸钠和胶体二氧化硅的混合溶液；
b. 将无机硅酸盐溶液、滑石粉加入搅拌机中以300r/min的转速进行搅拌35min；
c. 加入纳米二氧化钛、三氧化二铝及石墨烯，以700r/min的转速进行搅拌45min后装桶得到耐高温反射涂料；
（3）喷涂涂层：
a. 清理碳钢板表面，确保碳钢板表面清洁无灰尘、油污、锈蚀等污染后，打磨碳钢板至St3.0级；
b. 使用高压枪在0.3MPa压力下喷涂耐高温隔热涂料，喷涂厚度为2mm，喷涂后常温静置4h，等到表膜完全干透；
c. 使用高压枪在0.3MPa压力下喷涂耐高温反射涂料，喷涂厚度为3mm，喷涂后常温静置48h，固化完成得到激光切割机用防烧材料。
实施例4-5
如表1、2所示，实施例4-5与实施例3的区别在于，耐高温隔热涂料和耐高温反射涂料各原料的用量不同。
表1 耐高温隔热涂料原料用量表（单位：重量份数）
原料 实施例3 实施例4 实施例5
无机硅酸盐溶液 35 40 45
纯的二氧化硅粉末 25 20 20
石墨鳞片 20 18 20
膨润土 10 10 5
陶瓷纤维 5 5 5
纳米氧化锆 5 7 5
表2 耐高温反射涂料原料用量表（单位：重量份数）
原料 实施例3 实施例4 实施例5
无机硅酸盐溶液 35 40 45
纳米二氧化钛 20 20 15
三氧化二铝 20 20 25
滑石粉 15 10 10
石墨烯 10 10 10
对比例1-2
对比例1与实施例3的区别在于，对比例1缺少耐高温隔热涂层；
对比例2与实施例3的区别在于，对比例2缺少耐高温反射涂层。
测试例1
对实施例3-5、对比例1-2的防烧材料以及现有的石墨板、铸铁板、碳钢板进行相关性能测试，测试结果如下表3所示。对实施例3、对比例1-2的防烧材料进行防烧性能测试，测试方法为将防烧材料置于激光切割机床体上，调节机器功率至6KW，处理3min，测试结果如图2-4所示，图中圆圈为损伤较严重的区域。
表3 实施例、对比例防烧材料及石墨板、铸铁板、碳钢板性能测试结果表
测试项目 实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2 石墨板 铸铁板 碳钢板
耐高温 1700℃ 1800℃ 1650℃ 1350℃ 1550℃ 3652℃ 1350℃ 1350℃
反射效果 强 强 强 较弱 弱 弱 弱 弱
附着力级 0 1 1 1 1 - - -
抗压强度 35MPa 30MPa 32MPa 24MPa 30MPa 20MPa 390MPa 500MPa
断裂伸长率 34% 30% 29% 25% 34% 1% 1% 35%
硬度 42HRC 45HRC 40HRC 40HRC 42HRC 55HRC 50HRC 45HRC
由表3可以看出，现有技术常用的石墨板耐高温较好，但其易碎特性不易在复杂工况中使用，加工难度大且成本较高；碳钢板与铸铁板不耐高温，不易大面积暴露在激光照射和长时间切割的工况下，容易烧毁。
由表3和图3可以看出，由于对比例1缺少耐高温隔热涂层，耐高温反射涂层与碳钢板直接贴合，激光照射到对比例1防烧材料上，碳钢板温度会瞬间升高，随着切割的进行，碳钢板温度持续上升并发生变形，耐高温反射涂层与碳钢板间出现分离状态，最终脱落。因此，仅刷涂耐高温反射涂层而不涂刷耐高温隔热涂层，不仅影响防烧材料的耐高温效果，反射效率也会明显降低。由表3和图4可以看出，由于对比例2缺少耐高温反射涂层，耐高温隔热涂层直接吸收测试切割产生的高温，随着切割的进行，耐高温隔热涂层的隔热达到极限，碳钢板温度开始升高，继续切割会对激光切割机床体造成损伤。综上所述，仅涂刷耐高温反射涂层或耐高温隔热涂层都会造成床体结构受热升温速度过快，产生热变形影响机床加工精度。
由表3和图2可以看出，本发明提供的防烧材料以碳钢板为基础材料，外层涂层也具备一定的抗压强度、断裂伸长率和硬度，防烧材料应用于加工难度大的复杂工况时涂层不易受损，耐高温隔热涂层和耐高温反射涂层提升了材料的耐高温性能，并产生对激光的反射效果，延长了防烧材料的使用寿命，在造价成本方面也更有优势。
对比例3-4
如表4所示，对比例3-4与实施例3的区别在于，耐高温反射涂料的原料不同。
表4 耐高温反射涂料原料用量表（单位：重量份数）
原料 实施例3 对比例3 对比例4
无机硅酸盐溶液 35 35 35
纳米二氧化钛 20 0 20
三氧化二铝 20 20 20
滑石粉 15 15 15
石墨烯 10 10 0
测试例2
对实施例3、对比例3-4的防烧材料进行防烧性能测试，测试方法为将防烧材料置于激光切割机床体上，调节机器功率至6KW，处理3min，测试结果如图2、5-6所示，图中圆圈为损伤较严重的区域。
由图2可以看出，实施例3的防烧材料在经过3min的激光处理后，表面未出现烧伤，一方面是由于耐高温反射涂层反射、散射了部分激光，另一方面是由于隔热层有效阻断了热量，碳钢板温度上升慢，使涂层保持良好的附着效果；由图5可以看出，对比例3防烧材料表面出现明显的烧伤，说明减少纳米二氧化钛原料后反射层稳定状态会受到影响，因为纳米二氧化钛的强反射光能力是由于其具有高折光性和高光活性，所以导致反射层容易在高温冲击下逐渐丧失反射作用；由图6可以看出，对比例4防烧材料表面出现明显的烧伤，这是由于石墨烯具有非常好的热传导性能，由于对比例4未使用石墨烯，反射层的热量容易集中，在热冲击情况下涂层容易损坏。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种激光切割机用防烧材料，其特征在于，所述防烧材料包括三层，内层为碳钢板，中间层为耐高温隔热涂层，外层为耐高温反射涂层，
所述耐高温隔热涂层由耐高温隔热涂料形成，所述耐高温隔热涂料包括如下重量份数的原料：
无机硅酸盐溶液35-45份、含硅固体15-30份、石墨鳞片15-25份、膨润土5-15份、陶瓷纤维2-10份、纳米氧化锆2-10份，其中所述含硅固体为含有二氧化硅的固体；
所述耐高温反射涂层由耐高温反射涂料形成，所述耐高温反射涂料包括如下重量份数的原料：
无机硅酸盐溶液35-45份、纳米二氧化钛15-20份、三氧化二铝15-25份、滑石粉5-15份、石墨烯5-20份。
2.如权利要求1所述的激光切割机用防烧材料，其特征在于，所述碳钢板的厚度为5mm。
3.如权利要求1所述的激光切割机用防烧材料，其特征在于，所述无机硅酸盐溶液为重量比3：1的硅酸钠和胶体二氧化硅的混合溶液，所述无机硅酸盐溶液的浓度为1000μg/mL。
4.一种激光切割机用防烧材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
（1）制备耐高温隔热涂料：
以重量份数计，将含硅固体15-30份、膨润土5-15份、无机硅酸盐溶液35-45份、石墨鳞片15-25份、陶瓷纤维2-10份及纳米氧化锆2-10份均匀混合，得到耐高温隔热涂料，其中所述含硅固体为含有二氧化硅的固体；
（2）制备耐高温反射涂料：
以重量份数计，将无机硅酸盐溶液35-45份、滑石粉5-15份、纳米二氧化钛15-20份、三氧化二铝15-25份、石墨烯5-20份均匀混合，得到耐高温反射涂料；
（3）喷涂涂层：
先在碳钢板表面喷涂耐高温隔热涂料，待涂膜完全干透，再喷涂耐高温反射涂料，喷涂结束后常温静置，固化完成得到激光切割机用防烧材料。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述无机硅酸盐溶液为重量比3：1的硅酸钠和胶体二氧化硅的混合溶液，所述无机硅酸盐溶液的浓度为1000μg/mL。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）包括：
a. 称取无机硅酸盐溶液35-45份、含硅固体15-30份、石墨鳞片15-25份、膨润土5-15份、陶瓷纤维2-10份、纳米氧化锆2-10份；
b. 先将含硅固体和膨润土加入桶中搅拌均匀，再将无机硅酸盐溶液加入桶中，以200-500r/min的转速搅拌30-60min；
c. 依次加入石墨鳞片、陶瓷纤维及纳米氧化锆，以500-1000r/min的转速搅拌30-60min，装桶得到耐高温隔热涂料，使各混合物充分混合，不允许出现气泡状干燥颗粒。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）包括：
a. 称取无机硅酸盐溶液35-45份、纳米二氧化钛15-20份、三氧化二铝15-25份、滑石粉5-15份、石墨烯5-20份；
b. 先将无机硅酸盐溶液、滑石粉加入桶中，搅拌机中以200-500r/min的转速搅拌30-60min；
c. 依次加入纳米二氧化钛、三氧化二铝及石墨烯，以500-1000r/min的转速搅拌30-60min，装桶得到耐高温反射涂料。
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）包括：
a. 选取一块碳钢板，清理碳钢板表面，确保碳钢板表面清洁无污染后，打磨碳钢板至St3.0级；
b. 喷涂耐高温隔热涂料，喷涂后常温静置1-6h，等到表膜完全干透；
c. 喷涂耐高温反射涂料，喷涂后常温静置24-72h，固化完成得到激光切割机用防烧材料。
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