專利名稱：一種高發(fā)射率高抗熱震性紅外涂料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紅外涂料領(lǐng)域，具體是指一種高發(fā)射率高抗熱震性紅外涂料的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源消耗也與日倶增。 一方面能源的消耗帶來環(huán)境的 污染；另一方面能源的枯竭嚴重制約著全球經(jīng)濟的發(fā)展。我國是世界的耗能大國，能源利用 率同西方發(fā)達國家相比存在著較大的差距，如我國工業(yè)爐的熱效率只有30%左右，而西方 發(fā)達國家已經(jīng)達到了 50_60%以上。因此，提高工業(yè)爐、民用爐的熱效率具有重要的社會意 義和經(jīng)濟價值。 紅外涂料作為一種新型的節(jié)能材料，在工業(yè)爐、民用爐上具有非常好的節(jié)能效果。 從輻射傳熱的角度看，由于紅外涂料的表面輻射率高(0. 80以上)，紅外涂料將絕大部分吸 收的熱量以紅外線的形式輻射到被加熱體上，大大提高了熱效率。所以高發(fā)射率紅外涂料 具有廣闊的應(yīng)用前景。 到目前為止，有關(guān)高發(fā)射率紅外涂料制備方法的專利有"高發(fā)射率陶瓷涂 料"(ZL92107317. 8)、"一種遠紅外輻射加熱烘烤涂料"(ZL 99103712. X)、"高溫遠紅外涂 料及其制備方法"(ZL 200310114615. 9)、"遠紅外偽裝材料"(ZL 200510042584. X)、"高紅 外輻射率節(jié)能涂料的制備方法"(ZL 200610025234. 7)、"高溫遠紅外絕緣節(jié)能涂料及其制 備方法"(ZL 200610031463. X)。這些涂料雖然發(fā)射率高，但抗熱震性差、耐高溫性弱，不能 廣泛應(yīng)用于爐具，特別是家庭灶具的紅外加熱(如高溫紅外涂料隨時可能遭遇湯、水的淬 冷)。其根本的原因在于這些涂料的熱膨脹系數(shù)大，在多次急冷、急熱中容易發(fā)生脫落、開 裂。此外，這些涂料粘著性能差，通常需要外加粘結(jié)劑方能牢固粘著于基體表面，并且這些 涂料的原料如Mn02、 Cu0、 Co203等價格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種高發(fā)射率高抗熱震 性紅外涂料的制備方法。根據(jù)Ti(^、ZnO及莫來石、堇青石特有的物理、化學性質(zhì)，用其取代 部分傳統(tǒng)的紅外涂料原料Fe203、Mn02、 CuO、 Co203等，通過調(diào)整原料配方和工藝參數(shù)，制備生 產(chǎn)成本低、紅外發(fā)射率高、抗熱震性強、耐高溫性能優(yōu)良的紅外涂料，且在無需使用外加粘 結(jié)劑的情況下即具有較強的粘著性能，為我國工業(yè)和民用節(jié)能作貢獻。
本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn) —種發(fā)射率高、抗熱震性強、粘著性能好、耐高溫性強的紅外涂料的制備方法，原 料的重量份數(shù)如下
Fe203 0 70份
Mn02 0 70份
CuO Q 30份
Co203 0 30份 Ti02 0 30份 Zn0 0 30份 莫來石0 95份 堇青石0 95份 水 0 200份； 將原料按上述比例混合后，經(jīng)球磨、成型、燒成、粉碎制得本發(fā)明紅外涂料。 原料的重量份數(shù)優(yōu)選如下 Fe203 0 40份， Mn02 0 40份， CuO 0 5份， Co203 0 5份， Ti02 5 16份， ZnO 5 10份， 莫來石10 50份， 堇青石0 50份， 水 0 200份。 將原料按上述比例混合后，經(jīng)球磨、成型、燒成、粉碎制得本發(fā)明紅外涂料。 所述球磨為干法球磨或濕法球磨，過80目篩。 所述燒成是在氧化氣氛或還原氣氛下進行。 所述還原氣氛為氮氣、氫氣或一氧化碳。 所述燒成的溫度在760 136(TC，燒成周期為0. 05 12小時。 所述成型的壓力為0. OlMPa 300MPa。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和有益效果 1、本發(fā)明使用Ti02、 ZnO及莫來石、堇青石取代部分昂貴的傳統(tǒng)原料Mn(^、 CuO、 Co203等，因此大大降低了原料成本。 2、本發(fā)明的紅外涂料具有紅外發(fā)射率高、抗熱震性強、耐高溫性好、節(jié)能效果優(yōu)良 的特點。 3、本發(fā)明的紅外涂料在不借助于外加粘結(jié)劑的情況下即具有優(yōu)良的粘著性能。 4、本發(fā)明的紅外涂料無毒、無味、無放射性、無揮發(fā)性，不會對環(huán)境造成污染。 5、本發(fā)明技術(shù)靈活性強，適用范圍廣，工藝簡單，操作方便，生產(chǎn)成本低，易于產(chǎn)業(yè) 化推廣。 6、本發(fā)明配方中的Ti02和ZnO既可以降低燒成溫度，又可以提高涂料的發(fā)射率與
粘著性，并且其抗熱震性能非常優(yōu)越，抗熱震性能遠遠超過國家標準。 7、本發(fā)明燒成在還原氣氛中進行，其發(fā)射率、粘著性與抗熱震性更佳。


圖1是本發(fā)明實施例1制得的涂料在IOO(TC的紅外發(fā)射率圖譜；
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明做進一步的詳細說明
實施例1 第一步按重量份計，將40份Fe203、 10份Mn02、5份Cu0、5份Co203、 10份Ti02、 10 份ZnO、 10份莫來石、10份堇青石、200份水混合加入球磨機中，濕法球磨3小時，過80目篩， 干燥。 第二步將上述干燥物在300MPa下壓制成型后，在760°C空氣氧化氣氛中燒成 12小時，經(jīng)粉碎，過80目篩，制得發(fā)射率高、抗熱震性強、粘著性能好、耐高溫性強的紅外涂 料。 所制涂料在整個紅外波段范圍內(nèi)發(fā)射率大于0. 86。熱膨脹系數(shù)3. 5X 10—7t:，在 IOO(TC保溫30分鐘后水淬冷30次，涂料不脫落、不開裂。將其用于紅外灶具上，節(jié)能效果 達到了 20%。本發(fā)明配方中的Ti(^和ZnO既可以降低燒成溫度，又可以提高涂料的發(fā)射率
與粘著性，并且其抗熱震性能非常優(yōu)越，抗熱震性能遠遠超過國家標準。
實施例2 第一步按重量份計，將40份Mn02、5份Ti02、5份ZnO、40份莫來石、10份堇青石 混合加入球磨機中，干法球磨0. 5小時，過80目篩。 第二步將上述物料在150MPa下壓制成型后，在96(TC氫氣還原氣氛下燒成6小 時，經(jīng)粉碎，過80目篩，制得發(fā)射率高、抗熱震性強、粘著性能好、耐高溫性強的紅外涂料。
所制涂料在整個紅外波段范圍內(nèi)發(fā)射率大于0. 93。熱膨脹系數(shù)2. 9X 10—7t:，在 IOO(TC保溫30分鐘后水淬冷35次，涂料不脫落、不開裂。將其用于紅外灶具上，節(jié)能效果 達到了 38%。
實施例3 第一步按重量份計，將50堇青石、20份莫來石、5份010、5份0)203、10份1102、
5份ZnO、 100份水混合加入球磨機中，濕法球磨8小時，過80目篩，干燥。 第二步將上述干燥物在50MPa下壓制成型后，在1150。C一氧化碳還原氣氛下燒
成3小時，經(jīng)粉碎，過80目篩，制得發(fā)射率高、抗熱震性強、粘著性能好、耐高溫性強的紅外涂料。 所制涂料在整個紅外波段范圍內(nèi)發(fā)射率大于0. 96。熱膨脹系數(shù)2. OX 10—7t:，在 IOO(TC保溫30分鐘后水淬冷40次，涂料不脫落、不開裂。將其用于紅外灶具上，節(jié)能效果 達到了 50%。
實施例4 第一步按重量份計，將15份Fe203、10份Mn02、2份Co203 :16份Ti02、5份Zn0、50 份莫來石、2份CuO混合加入球磨機中，干法球磨24小時，過80目篩。 第二步將上述物料在lMPa下壓制成型后，在128(TC氮氣還原氣氛下燒成0.5小 時，經(jīng)粉碎，過80目篩，制得高發(fā)射率、高抗熱震性紅外涂料。 所制涂料在整個紅外波段范圍內(nèi)發(fā)射率大于0. 94。熱膨脹系數(shù)2. 6X 10—7t:，在 IOO(TC保溫30分鐘后水淬冷35次，涂料不脫落、不開裂。將其用于紅外灶具上，節(jié)能效果 達到了 41%。
實施例5
第一步按重量份計，將70份Fe203、 15份Mn02、 15份堇青石、75份水混合加入球 磨機中，濕法球磨48小時，過80目篩，干燥。 第二步將上述干燥物在0. OlMPa下壓制成型后，在136(TC氮氣還原氣氛下燒成 0. 05小時，經(jīng)粉碎，過80目篩，制得發(fā)射率高、抗熱震性強、粘著性能好、耐高溫性強的紅外 涂料。 所制涂料在整個紅外波段范圍內(nèi)發(fā)射率大于0. 91。熱膨脹系數(shù)3. 2X 10—7t:，在 IOO(TC保溫30分鐘后水淬冷30次，涂料不脫落、不開裂。將其用于紅外灶具上，節(jié)能效果 達到了 29%。
權(quán)利要求
一種高發(fā)射率高抗熱震性紅外涂料的制備方法，其特征在于，原料的重量份數(shù)如下Fe2O3 0～70份，MnO2 0～70份，CuO0～30份，Co2O3 0～30份，TiO2 0～30份，ZnO0～30份，莫來石 0～95份，堇青石 0～95份，水 0～200份；將原料按上述比例混合后，經(jīng)球磨、成型、燒成、粉碎制得本發(fā)明紅外涂料。
2. —種高發(fā)射率高抗熱震性紅外涂料的制備方法，其特征在于，原料的重量份數(shù)如下Fe2030 40份，Mn020 '40份，CuO0 --5份，Co2030 5份，Ti025 '16份，ZnO5 --10份，莫來石10 50份，堇青石0 --50份，水0 —-200份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高發(fā)射率高抗熱震性紅外涂料的制備方法，其特征在 于，所述球磨為干法球磨或濕法球磨。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高發(fā)射率高抗熱震性紅外涂料的制備方法，其特征在 于，所述燒成是在氧化氣氛或還原氣氛中進行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高發(fā)射率高抗熱震性紅外涂料的制備方法，其特征在 于，所述還原氣氛為氮氣、氫氣或一氧化碳。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高發(fā)射率高抗熱震性紅外涂料的制備方法，其特征在 于，所述燒成的溫度在760 136(TC，燒成周期為0. 05 12小時。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高發(fā)射率高抗熱震性紅外涂料的制備方法，其特征在 于，所述成型的壓力為0. OlMPa 300MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高發(fā)射率高抗熱震性紅外涂料的制備方法。本發(fā)明用TiO2、ZnO及莫來石、堇青石取代部分傳統(tǒng)的紅外涂料原料Fe2O3、MnO2、CuO、Co2O3等，通過調(diào)整原料配方和工藝參數(shù)，制備紅外發(fā)射率高、抗熱震性能強、粘著性能好、耐高溫性強、節(jié)能效果優(yōu)良的紅外涂料。本發(fā)明工藝簡單、操作方便、生產(chǎn)成本低，所制得的紅外涂料在整個紅外波段范圍內(nèi)發(fā)射率高達0.86以上，在短波段(2.5～5μm)范圍內(nèi)發(fā)射率達到了0.98以上。將其應(yīng)用于灶具上，節(jié)能效果達到了20～50％。在1000℃保溫30分鐘后水淬冷30次涂料不脫落、不開裂，具有優(yōu)越的抗熱震性能，完全滿足國家標準要求。
文檔編號C04B35/66GK101781121SQ20101010236
公開日2010年7月21日 申請日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者劉艷春, 稅安澤, 蔡洪兵, 許林峰 申請人:華南理工大學