CN1775870A

CN1775870A - 一种基于红外辐射体的抗腐蚀、节能涂料

Info

Publication number: CN1775870A
Application number: CN 200510127312
Authority: CN
Inventors: 孙学明; 那维君; 邢玉清
Original assignee: 孙学明
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2005-12-06
Publication date: 2006-05-24

Abstract

一种基于红外辐射体的抗腐蚀、节能涂料，它涉及一种红外辐射涂料。本发明的目的是为解决现有涂料层热冲击性差、易剥离、成本高、热辐射率低、不能真正节约能源，工艺性不好的问题。本发明按重量百分比由固溶的二氧化锆、二氧化钛、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化铈、二氧化锰或氧化钙它们任意两种或两种以上的氧化物粒子15～25％、由碳化硅、四氮化三硅、高岭土或纳米二氧化钛它们任意两种或两种以上的粒子35～45％、硅酸盐溶液和PVA、CMC当中任何一种或两种溶液35～45％制成。本发明涂层耐热性好，耐热冲击性能好，700℃温度与室温条件下循环15次以上，涂层不剥落，抗腐蚀；红外辐射率高，ε达0.88以上，可以节煤、电、气5％以上；采用工艺为涂装方法，成型性好。

Description

一种基于红外辐射体的抗腐蚀、节能涂料

技术领域

本发明涉及一种红外辐射涂料。

背景技术

过去的热交换器领域为了节省能源，采用的是保温层以防止热能损失，已经采用多年，但使用领域受到限制，节能效果有限，还有的为增加红外辐射采用等离子喷涂陶瓷膜。二十世纪70年代后，在工业上也用红外涂料。上述各项技术在热冲击、辐射率、附着力、成型性或成本上都不同程度存在问题：涂层热冲击性差、易剥离、成本也高，热辐射率低，不能真正节约能源，工艺性不好，预先复制涂膜工艺复杂，许多场合不适合。世界上每年有相当数量的金属被腐蚀掉，例如在锅炉内装置的水冷壁管，如果裸露工作，则使用寿命很短，炉内气体，包括各种氧化物、硫化物气体对金属腐蚀，尤其在高温下十分严重，缩短炉体的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是为解决现有红外涂料层热冲击性差、易剥离、成本高、热辐射率低、不能真正节约能源，工艺性不好的问题，提供一种基于红外辐射体的抗腐蚀、节能涂料。本发明具有耐热性和耐热冲击性好，红外辐射率高，工艺性好，附着力强，耐腐蚀，成本低的特点。本发明按重量百分比由辐射体15～25％、添加剂35～45％和粘料35～45％制成，所述辐射体由固溶的二氧化锆、二氧化钛、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化铈、二氧化锰或氧化钙它们任意两种或两种以上的氧化物粒子(称ZMF)组成；所述添加剂是由碳化硅、四氮化三硅、高岭土或纳米二氧化钛它们任意两种或两种以上的粒子组成；所述粘料由硅酸盐溶液和PVA、CMC当中任何一种或两种溶液组成，硅酸盐溶液占粘料总重量的97～98％，PVA、CMC占粘料总重量的2～3％；PVA和CMC同时用的重量比为1∶1。所述二氧化锆、二氧化钛、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化铈、二氧化锰或氧化钙以及碳化硅、四氮化三硅或高岭土的粒度为200～300目。本发明的制作方法是：按重量百分比将辐射体15～25％、添加剂35～45％和粘料35～45％混合搅拌均匀即可。填料中的纳米二氧化钛经锆质包覆的粉体作为填料。改性硅酸盐溶液经过脲素或脲醛树脂中的一种或两种进行增粘处理，改性硅酸盐溶液与脲素或脲醛的重量比为100∶1～3。脲素和脲醛树脂的重量比为1∶1。由上述物质制成的涂料，在金属、耐火材料的某一种底材上涂刷，干燥后形成的图层具有红外辐射功能，在燃烧的各种炉室内使用后可节约燃料，提高热效率。光照射到物质上，光的反射、透过、吸收同时发生。反射光、透过光、吸收光对入射光的强度比为反射率γ、透过率τ、吸收率α，α、τ、γ的和是1，即γ+τ+α＝1。根据吉尔霍夫法则，吸收率α与辐射率ε相等，所以，γ+τ+ε＝1。在实施的锅炉水冷壁金属管上光无法通过，因此γ+α＝γ+ε＝1。因为这种辐射体的反射率γ很低，所以从公式中可以看出，吸收率α，即辐射率ε越高，性能就越好。由于涂料内部使用了折射率不同的粒子在其中分散，光在涂层中被散乱、吸收，金属底材上涂刷的涂层光的吸收率高，辐射率就高。该种辐射体减少传热面灰垢厚度，使灰垢层热阻减少，炉内受热面传导热量增加。涂料中的有机成分分解、挥发的痕迹处形成许多微孔，由于急剧的热冲击，涂层膨胀、收缩，在上述的微孔处能够吸收缓和应力。因此，由于热冲击使涂层剥离的现象不易发生。将本发明的涂料涂在锅炉的水冷壁外面，涂层厚度在0.1～0.2mm，采用固化工艺为：50℃/1h+150℃/2h+250℃/2h，在现场施工不易操作时，可自然干燥24～48小时，然后可升温开炉工作。本发明的有益效果是：1、涂层耐热性好，耐热冲击性能好，700℃温度与室温条件下循环15次以上，涂层不剥落，抗腐蚀，延长炉体寿命；2、红外辐射率高，ε达0.88以上，可以节煤、电、气5％以上；3、附着力强，对金属粘附性好；4、用于锅炉上可使排烟温度降低，挂灰量减少，水冷壁上积灰垢变薄，变松散；5、采用工艺为涂装方法，成型性好，材料及工艺成本低。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式按重量百分比由辐射体15～25％、添加剂35～45％和粘料35～45％制成，所述辐射体由固溶的二氧化锆、二氧化钛、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化铈、二氧化锰或氧化钙它们任意两种或两种以上的氧化物粒子(称ZMF)组成；所述添加剂是由碳化硅、四氮化三硅、高岭土或纳米二氧化钛它们任意两种或两种以上的粒子组成；所述粘料由硅酸盐溶液和PVA、CMC当中任何一种或两种溶液组成，硅酸盐溶液占粘料总重量的97～98％，PVA、CMC占粘料总重量的2～3％；PVA和CMC同时用的重量比为1∶1。所述二氧化锆、二氧化钛、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化铈、二氧化锰或氧化钙以及碳化硅、四氮化三硅或高岭土的粒度为200～300目。改性硅酸盐溶液经过脲素或脲醛树脂中的一种或两种进行增粘处理，改性硅酸盐溶液与脲素或脲醛树脂的重量比为100∶1～3。脲素和脲醛树脂的重量比为1∶1。本实施方式的制作方法是：按重量百分比将辐射体15～25％、添加剂35～45％和粘料35～45％混合搅拌均匀即可。

具体实施方式二：本实施方式按重量百分比由辐射体15％、添加剂40％和粘料45％制成。其它组成和方法与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式按重量百分比由辐射体25％、添加剂35％和粘料40％制成。其它组成和方法与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式按重量百分比由辐射体20％、添加剂45％和粘料35％制成。其它组成和方法与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式按重量百分比由辐射体20％、添加剂40％和粘料40％制成。其它组成和方法与具体实施方式一相同。

Claims

1、一种基于红外辐射体的抗腐蚀、节能涂料，其特征在于按重量百分比它由辐射体15～25％、添加剂35～45％和粘料35～45％制成，所述辐射体由固溶的二氧化锆、二氧化钛、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化铈、二氧化锰或氧化钙它们任意两种或两种以上的氧化物粒子组成；所述添加剂是由碳化硅、四氮化三硅、高岭土或纳米二氧化钛它们任意两种或两种以上的粒子组成；所述粘料由硅酸盐溶液和PVA、CMC当中任何一种或两种溶液组成，硅酸盐溶液占粘料总重量的97～98％，PVA、CMC占粘料总重量的2～3％；所述二氧化锆、二氧化钛、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化铈、二氧化锰或氧化钙以及碳化硅、四氮化三硅或高岭土的粒度为200～300目。

2、根据权利要求1所述的一种基于红外辐射体的抗腐蚀、节能涂料，其特征在于硅酸盐溶液经过脲素或脲醛树脂中的一种或两种进行增粘处理，硅酸盐溶液与脲素或脲醛树脂的重量比为100∶1～3。

3、根据权利要求2所述的一种基于红外辐射体的抗腐蚀、节能涂料，其特征在于脲素和脲醛树脂的重量比为1∶1。

4、根据权利要求1所述的一种基于红外辐射体的抗腐蚀、节能涂料，其特征在于按重量百分比由辐射体15％、添加剂40％和粘料45％制成。

5、根据权利要求1所述的一种基于红外辐射体的抗腐蚀、节能涂料，其特征在于按重量百分比由辐射体25％、添加剂35％和粘料40％制成。

6、根据权利要求1所述的一种基于红外辐射体的抗腐蚀、节能涂料，其特征在于按重量百分比由辐射体20％、添加剂45％和粘料35％制成。

7、根据权利要求1所述的一种基于红外辐射体的抗腐蚀、节能涂料，其特征在于按重量百分比由辐射体20％、添加剂40％和粘料40％制成。

8、根据权利要求1所述的一种基于红外辐射体的抗腐蚀、节能涂料，其特征在于PVA和CMC同时用的重量比为1∶1。