一种纤维内衬用复合涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纤维内衬用复合涂料及其制备方法，以重量百分含量表示，所述纤维内衬用复合涂料的原料组成为：氧化锆微粉25%～35%、活性氧化铝微粉5%～10%、石英砂微粉15%～20%、堇青石粉3%～8%、莫来石粉3%～5%、硅粉2%～6%、辐射粉料15%～25%、结合剂8%～12%、分散剂0.1%～1%、消泡剂0.1%～1%；外加占上述原料总重25%～35%的溶剂。该纤维内衬用复合涂料的发射率高，红外发射率可达0.85以上，节能效果显著；而且，与纤维内衬的结合力强，结构致密，耐腐蚀能力强，涂层不龟裂、不脱落，在1000‑1500℃的高温下可长期稳定工作，使用寿命长。

A Composite Coating for Fiber Lining and Its Preparation Method

The invention discloses a composite coating for fiber lining and its preparation method. The raw material composition of the composite coating for fiber lining is as follows: zirconia powder 25%-35%, activated alumina powder 5%-10%, quartz sand powder 15%-20%, cordierite powder 3%-8%, mullite powder 3%-5%, silica powder 2%-6%, radiation powder 15%-25%, binder 8%-12%, component. Powder 0.1%-1%, defoamer 0.1%-1%, and solvent 25%-35% of the total weight of the above raw materials. The composite coating for fiber lining has high emissivity, infrared emissivity of more than 0.85, and remarkable energy saving effect. Moreover, it has strong bonding force with fiber lining, compact structure, strong corrosion resistance, no cracking and peeling of the coating, and can work steadily for a long time at high temperature of 1000 1500 with long service life.

【技术实现步骤摘要】
一种纤维内衬用复合涂料及其制备方法
本专利技术属于节能涂料
，具体涉及一种纤维内衬用复合涂料及其制备方法。
技术介绍
高温工业窑炉行业为能耗消耗的主要行业，每年的能耗约占国家总能耗的25％-40％，但是，工业窑炉的平均热效率仅有32％左右。工业窑炉的能耗利用率低的主要原因一方面在于热量通过窑炉的炉衬和外壁向外散热，造成热量损失；另一方面在于工业窑炉内壁发射率较低，使得热量不能有效的辐射到炉膛中，导致加热效率低，热量利用率低。近年来，随着能源危机问题日益严重，节能降耗已经成为高温工业窑炉行业亟待的重要研究课题。耐火纤维由于其导热系数小，隔热性能好，易于施工，已被广泛作为高温工业窑炉的内衬材料使用。虽然耐火纤维作为窑炉内城在一定程度上能够减少热量通过内衬向外散失，但是，耐陶瓷纤维的热辐射率较低，导致热量不能有效的辐射到炉膛中，热量利用率低；而且，耐火纤维易粉化、耐腐蚀性能差，作为窑炉内衬使用寿命短。因此，急需研究一种适用于纤维内衬工业窑炉的复合涂料，以提高耐火纤维窑炉内衬的热辐射性能和耐腐蚀性能。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题和不足，本专利技术的目的旨在提供一种纤维内衬用复合涂料及其制备方法。该纤维内衬用复合涂料的发射率高，红外发射率可达0.85以上，节能效果显著；而且，与纤维内衬的结合力强，结构致密，耐腐蚀能力强，涂层不龟裂、不脱落，在1000-1500℃的高温下可长期稳定工作，使用寿命长。为实现专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种纤维内衬用复合涂料，以重量百分含量表示，所述纤维内衬用复合涂料的原料组成为：氧化锆微粉25％～35％、活性氧化铝微粉5％～10％、石英砂微粉15％～20％、堇青石粉3％～8％、莫来石粉3％～5％、硅粉2％～6％、辐射粉料15％～25％、结合剂8％～12％、分散剂0.1％～1％、消泡剂0.1％～1％；外加占上述原料总重25％～35％的溶剂。根据上述的纤维内衬用复合涂料，优选地，所述辐射粉料由以下重量份的原料组成：纳米碳化硅20～30份、氧化铁微粉10～15份、氧化镍微粉3～8份、氧化锰微粉4～6份、氧化钴微粉2～4份、二硼化钛微粉1～3份。根据上述的纤维内衬用复合涂料，优选地，所述结合剂为铝溶胶。根据上述的纤维内衬用复合涂料，优选地，所述分散剂为聚丙烯酸钠。根据上述的纤维内衬用复合涂料，优选地，所述消泡剂为二甲基硅油。根据上述的纤维内衬用复合涂料，优选地，所述溶剂为水。根据上述的纤维内衬用复合涂料，优选地，所述堇青石粉的粒径为180～280目；所述莫来石粉的粒径为325～400目；所述辐射粉料的粒径为325-800目。上述纤维内衬用复合涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)按所述纤维内衬用复合涂料的原料组成称取各组分，备用；(2)将氧化锆微粉、活性氧化铝微粉、石英砂微粉、堇青石粉、莫来石粉、硅粉和辐射粉料混合后进行高速研磨，使其混合均匀，得到组分A；(3)向溶剂中加入分散剂，搅拌，使其充分溶解，然后再加入结合剂、消泡剂，搅拌混合均匀，得到组分B；(4)将B组分加入A组分中，搅拌混合均匀，制得纤维内衬用复合涂料。上述纤维内衬用复合涂料的使用方法为：将所述耐腐蚀纳米涂料纤维内衬用复合涂料喷涂在基材表面，晾干后，在150～200℃烘烤3～4h。与现有技术相比，本专利技术取得的积极有益效果为：(1)本专利技术制备的纤维内衬用复合涂料喷涂在纤维内衬表面后，能够在纤维内衬表面形成一层致密的涂层，该涂层发射率高，红外发射率可达0.85以上，热量能够有效的辐射到炉膛中，极大的提高了纤维内衬工业窑炉的热量利用率，节能效果显著。(2)本专利技术的纤维内衬用复合涂料具有高附着力，与纤维内衬的结合力强，能牢固地粘接在纤维炉衬上，固化后形成的涂层强度高，稳定性强，结构致密，能够有效填封纤维内衬表面的微孔，对纤维表面微孔进行封闭，起到隔离氧原子、酸碱物质的侵蚀，提高了纤维内衬窑炉耐气流冲刷、耐酸碱侵蚀的能力；而且涂层不龟裂、不脱落，在1000-1500℃的高温下可长期稳定工作，使用寿命大于5年，极大低提高了纤维内衬窑炉的使用寿命。(3)本专利技术的纤维内衬用复合涂料具有高耐温性和高耐磨性，其最高使用温度可达1500℃，有抗冲击、抗擦伤能力强；而且，该涂料热震稳定性好，热导率低，能够减少热量的损失。本专利技术制备的纤维内衬用复合涂料的性能参数检测结果见表1。(4)本专利技术纤维内衬用复合涂料的制备方法操作简单，对设备要求低，易于工业化生产，具有显著的经济效益。表1本专利技术制备的纤维内衬用复合涂料的性能参数检测结果检测参数检测结果抗压强度(1200℃)4.0MPa～4.3MPa导热系数0.3W/(m·k)～0.4W/(m·k)最高使用温度1500℃红外辐射率0.84～0.91涂层密度3.5g/cm3～4.8g/cm3线膨胀系数5.5×10-6K～6.5×10-6K具体实施方式以下通过具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但并不限制本专利技术的范围。实施例1：一种纤维内衬用复合涂料，以重量百分含量表示，所述纤维内衬用复合涂料的原料组成为：氧化锆微粉30％、活性氧化铝微粉8％、石英砂微粉18％、堇青石粉5％、莫来石粉3％、硅粉3％、辐射粉料22％、铝溶胶10％、聚丙烯酸钠0.6％、二甲基硅油0.4％；外加占上述原料总重30％的水。所述辐射粉料由以下重量份的原料组成：纳米碳化硅26份、氧化铁微粉12份、氧化镍微粉6份、氧化锰微粉5份、氧化钴微粉3份、二硼化钛微粉2份。上述纤维内衬用复合涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)按所述纤维内衬用复合涂料的原料组成称取各组分，备用；(2)将氧化锆微粉、活性氧化铝微粉、石英砂微粉、堇青石粉、莫来石粉、硅粉和辐射粉料混合后进行高速研磨，使其混合均匀，得到组分A；(3)向水中加入聚丙烯酸钠，搅拌，使其充分溶解，然后再加入铝溶胶、二甲基硅油，搅拌混合均匀，得到组分B；(4)将B组分加入A组分中，搅拌混合均匀，制得纤维内衬用复合涂料。实施例2：一种纤维内衬用复合涂料，以重量百分含量表示，所述纤维内衬用复合涂料的原料组成为：氧化锆微粉25％、活性氧化铝微粉5％、石英砂微粉18％、堇青石粉8％、莫来石粉5％、硅粉2％、辐射粉料25％、铝溶胶10％、聚丙烯酸钠1％、二甲基硅油1％；外加占上述原料总重35％的水。所述辐射粉料的原料组成与实施例1相同。上述耐腐蚀纳米涂料的制备方法与实施例1相同。实施例3：一种纤维内衬用复合涂料，以重量百分含量表示，所述纤维内衬用复合涂料的原料组成为：氧化锆微粉35％、活性氧化铝微粉6％、石英砂微粉15％、堇青石粉6％、莫来石粉4％、硅粉6％、辐射粉料15％、铝溶胶12％、聚丙烯酸钠0.8％、二甲基硅油0.2％；外加占上述原料总重25％的水。所述辐射粉料由以下重量份的原料组成：纳米碳化硅20份、氧化铁微粉15份、氧化镍微粉3份、氧化锰微粉6份、氧化钴微粉4份、二硼化钛微粉3份。上述耐腐蚀纳米涂料的制备方法与实施例1相同。实施例4：一种纤维内衬用复合涂料，其特征在于，以重量百分含量表示，所述纤维内衬用复合涂料的原料组成为：氧化锆微粉28％、活性氧化铝微粉10％、石英砂微粉20％、堇青石粉3％、莫来石粉3％、硅粉4％、辐射粉料20％、铝溶胶11％、聚丙烯酸钠0.3％、二甲基硅油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维内衬用复合涂料，其特征在于，以重量百分含量表示，所述纤维内衬用复合涂料的原料组成为：氧化锆微粉25%～35%、活性氧化铝微粉5%～10%、石英砂微粉15%～20%、堇青石粉3%～8%、莫来石粉3%～5%、硅粉2%～6%、辐射粉料15%～25%、结合剂8%～12%、分散剂0.1%～1%、消泡剂0.1%～1%；外加占上述原料总重25%～35%的溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种纤维内衬用复合涂料，其特征在于，以重量百分含量表示，所述纤维内衬用复合涂料的原料组成为：氧化锆微粉25%～35%、活性氧化铝微粉5%～10%、石英砂微粉15%～20%、堇青石粉3%～8%、莫来石粉3%～5%、硅粉2%～6%、辐射粉料15%～25%、结合剂8%～12%、分散剂0.1%～1%、消泡剂0.1%～1%；外加占上述原料总重25%～35%的溶剂。2.根据权利要求1所述的纤维内衬用复合涂料，其特征在于，所述辐射粉料由以下重量份的原料组成：纳米碳化硅20～30份、氧化铁微粉10～15份、氧化镍微粉3～8份、氧化锰微粉4～6份、氧化钴微粉2～4份、二硼化钛微粉1～3份。3.根据权利要求1所述的纤维内衬用复合涂料，其特征在于，所述结合剂为铝溶胶。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：王发现，王巍，王霄鑫，刘鹏，李文超，陈东辉，孙晓强，李红凌，王龙，张焱，朱新雨，
申请(专利权)人：河南省锅炉压力容器安全检测研究院，
类型：发明
国别省市：河南,41