[发明专利]一种高温红外辐射涂料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高温红外辐射涂料，按质量百分数计，所述高温红外辐射涂料包括如下原料：辐射料25～45％；填充料17～45％；粘结剂15～25％；助剂1～3％；以及水9‑15％；其中，所述辐射料为铈掺杂镍铬尖晶石；所述填充料包括石英和氧化锆；所述粘结剂为硅溶胶；所述助剂为膨润土。本发明还公开了上述高温红外辐射涂料的制备方法。本发明涂料在耐火纤维材料表面使用，经1000‑1500℃高温烧成后形成红外辐射率大于0.85的稳定涂层，可强化辐射传热实现热工装备的节能。本发明获得的红外辐射涂料涂料具有优异的高温稳定性和抗辐射率衰减性能，实现热工装备的节能降耗，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域。更具体地，涉及一种高温红外辐射涂料及其制备方法和应用。

背景技术

目前，以工业窑炉为代表的高温热工装备的能源消耗量，占据了我国总能耗的20％以上。实现高温热工装备的节能降耗，将产生重要的经济和社会效益。高温下(800℃以上)热能主要以辐射的方式传递。通过在热工装备的内壁应用高辐射率的红外涂料，强化其辐射传热效率，是实现节能降耗一种有效途径。

耐火纤维材料，如硅酸铝纤维、莫来石纤维、氧化锆纤维等，由于低热导和低蓄热量等性能优势，是目前热工装备上大量应用的内壁材料，但其红外辐射率通常较低(小于0.50)。而且，现有红外辐射涂料针对耐火纤维材料使用时，表现出了高温稳定性差和红外辐射率衰减快等问题。因此，通过组分设计获得用于耐火纤维材料的高温稳定、高辐射率的红外辐射涂料，对于提高热工装备的热效率降低能耗具有重要意义。

因此，本发明提供了一种高温红外辐射涂料及其制备方法和应用，解决了现有红外辐射涂料存在的高温稳定差和辐射率衰减快的技术问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种高温红外辐射涂料，具有优异的高温稳定性和抗辐射率衰减性能，可强化辐射传热实现热工装备的节能降耗。。

本发明的另一个目的在于提供一种高温红外辐射涂料的制备方法

本发明的第三个目的在于提供一种高温红外辐射涂料的应用。

为达到上述第一个目的，本发明采用下述技术方案：

一种高温红外辐射涂料，按质量百分数计，所述高温红外辐射涂料包括如下原料：

其中，所述辐射料为铈掺杂镍铬尖晶石；

所述填充料包括石英和氧化锆；

所述粘结剂为硅溶胶；

所述助剂为膨润土。

本发明的铈掺杂镍铬尖晶石的化学组成为NiCr_1.9Ce_0.1O₄，与现有技术中的过渡金属氧化物、碳化物、氮化物和硼化物等相比，具有较高的辐射率(大于0.90)，同时在高温氧化气氛下不分解氧化、不与耐火纤维材料反应，具有优异的高温稳定性和抗辐射率衰减性能。

本发明以石英和氧化锆为填充料，利用二者热膨胀系数的差异能够实现涂层与多种耐火纤维材料的热膨胀匹配，同时在1500℃的高温下二者与辐射料铈掺杂镍铬尖晶石能够稳定共存。

本发明以硅溶胶为粘结剂，其干燥后形成非晶SiO₂可实现涂层与耐火纤维材料的有效结合，同时由于填充料中氧化锆的存在起到成核剂的作用，非晶SiO₂在高温下转变为结晶态使涂层具有优异的高温稳定性。

本发明以膨润土为流变助剂，利用其高效吸水膨胀增稠的特点，可使涂料获得所需的悬浮稳定性和涂装粘度。