一种黑体辐射节能涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种黑体辐射节能涂料及其制备方法，按重量份包括硅酸钠30‑50份、水5‑15份、氧化铁5‑10份、氧化铜10‑20份、氧化铬3‑10份、氧化铝5‑10份、氧化铈0‑5份、氧化钴1‑10份、氧化镧0‑5份、分散剂0.5‑1.5份。本发明专利技术利用黑体材料高吸收、高蓄热；高辐射、高放热的特点强化辐射换热，减少辐射加热能量消耗，减少燃料消耗，使锅炉管、石化裂解炉和焦炉的热效率提高，从而达到节能的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种黑体辐射节能涂料及其制备方法
本专利技术涉及材料表面加工领域，主要涉及黑体辐射节能涂料，特别是涉及一种可以提高炉窑热效率，从而达到节能的目的的黑体辐射节能涂料。
技术介绍
我国工业窑炉及工业锅炉是能源消耗的主体，而工业窑炉及工业锅炉普遍存在热效率低，能源浪费比较大的现象，进一步加剧了工业、民用能源需求快速增长导致的能源的短缺的问题。因而节能降耗是解决我国工业生产能源短缺的重要课题，尤其是中、高温加热炉及加热设备是重点能耗装置，它们的节能降耗是解决我国工业能源短缺的最佳途径。针对工业窑炉及工业锅炉普遍存在的能源有效利用率低，能源浪费大的问题，国内普遍采取多种节能措施用以减少能源资源的浪费，例如优化加热炉筑炉材料，尽可能采用保温效果好的轻质型保温材料；采用涂料技术，例如远红外线节能涂料喷涂技术；改动炉膛的内部结构如降低炉膛高度、增设炉膛内隔墙以增加气流扰动等；采用蓄热式燃烧技术、预热利用技术等进行烟气余热回收利用，而黑体辐射节能技术是近几年来发展起来具有较高节能效果的节能技术。黑体，是一个理想化的物体，能够吸收外来的全部电磁辐射，并且不会由任何的透射。随着温度上升，黑体所辐射出来的电磁波与光线则称作黑体辐射远红外辐射线，是一种肉眼看不见的热光，带有一定的热能，在800℃以下波段较长，在800℃以上时有较短远红外辐射线，很好的传递能量。通常情况下传热有三种模式，即对流、辐射、传导。一般而言，当炉体温度在900℃以上时，热量传递以辐射为主，辐射传热是对流的15倍，占80％以上。根据基尔霍夫定律，材料的吸收率与发射率相等。当物体表面的发射率提高后，它的吸收热量的能力也相应提高。由于在高温条件下，热量传递以辐射为主，当被加热物体表面涂覆纳微米高辐射覆层后，极大提高了被加热体吸收和发射热量的能力，在同样的加热条件下，由于传热能力的提高，必将大大提高热能的利用效率，从而达到节能的目的。黑体辐射节能技术基本原理即是通过增大辐射传热面积，提高炉内的发射率，从而达到增强辐射传热，提高热效率，实现节能减排的目的。因此黑体辐射节能涂料不污染环境、存放期长、粘接性能好、使用寿命长，施工方便、操作简单，是一种全新型节能材料。现有技术中，针对黑体辐射材料的研究很多。例如中国专利文件CN103275622A公开了一种用于黑体辐射元件的高温粘结剂，用于工业窑炉和工业锅炉内黑体辐射元件，由氧化铝、氧化钙、稀土氧化物、氧化锆组成，所述稀土氧化物由氧化镧、氧化钇和氧化镨组成。其有利于对炉膛温度在1500℃及以下的工业窑炉和工业锅炉上推广应用黑体辐射元件节能技术，应用中不破坏工业窑炉及工业锅炉的基体，对所要粘结的材料粘结力强，在高温中具有很好的抗腐蚀性，使用寿命长。CN103553548A公开了一种黑体用热辐射涂料，所述涂料由下列组分组成：锌铝尖晶石粉25％，锰铝尖晶石粉10％，钛铁矿粉10％，碳化硼5％，氧化铁3％，脱硅锆粉2％，粘合剂25％，黄糊精0.5％，其余为溶剂；其中，所述粘合剂由磷酸二氢铝和磷酸二氢镁按重量比1:1混合组成；磷酸二氢铝的密度1.1-1.46之间，磷酸二氢镁的密度在1.1-1.35之间；所述溶剂选自硅溶胶、水的一种或两种。上述节能技术虽然也取得一些节能效果，但其效果非常有限。针对现有技术中节能效果不佳的问题，有待专利技术一种节能效率高的节能涂料，同时保护窑炉炉衬表面，延长炉体使用寿命，提高热效率。
技术实现思路
因此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中的技术缺陷，从而提供一种节能效率高的黑体辐射节能涂料，该节能涂料同时保护窑炉炉衬表面，延长炉体使用寿命，提高热效率。为此，本专利技术提供一种黑体辐射节能涂料，按重量份包括硅酸钠30-50份、水5-15份、氧化铁5-10份、氧化铜10-20份、氧化铬3-10份、氧化铝5-10份、氧化铈0-5份、氧化钴1-10份、氧化镧0-5份、分散剂0.5-1.5份。优选的，所述的黑体辐射节能涂料，包括硅酸钠40份、水10份、氧化铁5-10份、氧化铜10-20份、氧化铬3-10份、氧化铝5-10份、氧化铈0-5份、氧化钴1-10份、氧化镧0-5份、分散剂1份。优选的，所述的黑体辐射节能涂料，包括硅酸钠40份、水10份、氧化铁8份、氧化铜12份、氧化铬5份、氧化铝10份、氧化铈3份、氧化钴6份、氧化镧4份、分散剂1份。优选的，所述的黑体辐射节能涂料，所述分散剂为聚羧酸钠、硬脂酸单甘油酯、烷基苯磺酸钠、三聚磷酸钠、四聚磷酸钠中的一种或多种。优选的，所述的黑体辐射节能涂料，所述分散剂为聚羧酸钠、硬脂酸单甘油酯、烷基苯磺酸钠，用量比例3：1：1。本专利技术还提供了一种所述的黑体辐射节能涂料的制备方法，首先将分散剂加入水中充分搅拌，再加入硅酸钠充分搅拌，最后加入氧化铁、氧化铜、氧化铬、氧化铝、氧化铈、氧化钴、氧化镧，充分搅拌后即成成品。优选的，分散剂和水的搅拌速度为1300r/min搅拌10min；加入硅酸钠后降速至800r/min搅拌5-8min。本专利技术中采用了硅酸钠，属于水溶性硅酸盐，易溶于水，具有粘结力强、强度较高，耐酸性、耐热性好的特点，而耐碱性和耐水性差。用于本专利技术的黑体辐射节能涂料中，可以提高其抗风化能力，同时可提高材料的密实度、强度、抗渗性、抗冻性等。本专利技术中采用了分散剂，用于均一分散难于溶解于液体的无机有机颜料的固体及液体颗粒，同时也能防止颗粒的沉降和凝聚，形成安定悬浮液所需的两亲性试剂。分散剂种类众多，本专利技术特别筛选了聚羧酸钠、硬脂酸单甘油酯、烷基苯磺酸钠、三聚磷酸钠、四聚磷酸钠作为黑体辐射节能涂料的分散剂，能增加基料间的亲和性，能防止粒子絮聚，降低涂层的黏度，牢固地吸附在分散粒子的表面，并且提供良好的空间斥力，使粒子在高速搅拌下充分分散后，不会因为范德华力而再次团聚，吸附层也不会在受到外力作用时从粒子表面剥离而导致体系的不稳定，从而优化涂料的物理与化学性能。特别是在本专利技术中，在涂料生产过程中，颜料分散是一个很主要的生产环节，它直接关系到涂料的储存，施工以及漆膜的性能等，所以合理地选择分散剂就是一个很重要的生产环节。同时涂料分散的好坏不仅仅和分散剂有关系，和涂料配方的制定以及原料的选择都有关系。本专利技术选用特定的分散剂配比，可减少由于絮凝而形成的大颗粒，改善光泽，提高透明度。本专利技术中采用了氧化铬、氧化铈、氧化铁、氧化铜、氧化铝、氧化钴、氧化镧等金属氧化物，克服了氧化铝在工业窑炉上应用时，长期在高温条件下有容易脆裂、粘结效果不理想的缺点，使其具有良好的附着力和流变性，易于施工。本专利技术还提供了所述黑体辐射节能涂料的应用，主要用于各种工业炉窑，包括陶瓷窑炉、水泥窑炉等；烧结炉，轧钢加热炉、锅炉、反射炉、退火炉、锻造炉锅炉管、石化裂解炉内衬的涂覆，及加热管外壁、焦炉立火道与炭化室隔墙，蓄热体等。涂料用于锅炉管、石化裂解炉加热管外壁、焦炉立火道与炭化室隔墙时，由于表面吸热快，增加了锅炉管、石化裂解炉加热管外壁和焦炉立火道与内部被加热物质的温度梯度，大大提高了向水、石脑油及焦炉炭化室传热的热动力。使锅炉管、石化裂解炉和焦炉的热效率提高。用于各种加入炉及锅炉内衬，节能耗10％左右。同时，涂料用于炉衬，可令其寿命延长50％以上。综上所述，本专利技术黑体辐射节能涂料主要由黑体辐射材料与耐高温粘结剂组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种黑体辐射节能涂料，按重量份包括硅酸钠30‑50份、水5‑15份、氧化铁5‑10份、氧化铜10‑20份、氧化铬3‑10份、氧化铝5‑10份、氧化铈0‑5份、氧化钴1‑10份、氧化镧0‑5份、分散剂0.5‑1.5份。

【技术特征摘要】
1.一种黑体辐射节能涂料，按重量份包括硅酸钠30-50份、水5-15份、氧化铁5-10份、氧化铜10-20份、氧化铬3-10份、氧化铝5-10份、氧化铈0-5份、氧化钴1-10份、氧化镧0-5份、分散剂0.5-1.5份。2.根据权利要求1所述的黑体辐射节能涂料，包括硅酸钠40份、水10份、氧化铁5-10份、氧化铜10-20份、氧化铬3-10份、氧化铝5-10份、氧化铈0-5份、氧化钴1-10份、氧化镧0-5份、分散剂1份。3.根据权利要求1-2任一项所述的黑体辐射节能涂料，包括硅酸钠40份、水10份、氧化铁8份、氧化铜12份、氧化铬5份、氧化铝10份、氧化铈3份、氧化钴6份、氧化镧4份、分散剂1份。4.根据权利要求1-3任一项所述的黑体辐射节能涂料，所述分散剂为聚羧酸钠、硬脂酸单甘油酯、烷基苯磺酸钠、三聚磷酸钠、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴丰容，
申请(专利权)人：吴丰容，
类型：发明
国别省市：贵州,52