利用冶金固废制备红外涂层涂料的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用冶金固废制备红外涂层涂料的方法，属于红外节能材料领域。利用冶金固废制备红外涂层涂料的方法包括如下步骤：a.将冶金固废与氧化铁红混合均匀；b.将混料分阶段烧结，冷却后得到焙烧料；c.将焙烧料、MgO与过渡金属氧化物混合均匀；d.将混料再次烧结后冷却，机械破碎后得到红外涂层粉料；e.将红外涂层粉料、高温粘结剂和水充分混合后，得到红外涂层涂料。采用本发明专利技术方法制备得到的材料，软化温度不低于1500℃，高温粘结性较好，综合发射率不低于0.87，其低波段发射率(1

【技术实现步骤摘要】
利用冶金固废制备红外涂层涂料的方法


[0001]本专利技术属于红外节能材料领域，涉及一种利用冶金固废制备红外涂层涂料的方法。

技术介绍

[0002]近年来，红外涂层涂料在航空、建筑、光催化、节能环保等领域有了长足的发展，特别是红外涂层涂料在节能环保领域的应用是红外涂层涂料主要的发展趋势。但我国红外涂层涂料与国外涂料相比，在产品性能方面存在巨大差距。许多发达国家红外涂层涂料的利用率已达到40％，辐射系数在0.9以上，而我国红外涂层涂料在工业炉内的利用率仅为15％，其红外辐射系数也在0.8左右，这大大限制了工业炉行业能源的利用率。
[0003]文献《高发射率金属氧化物涂料的制备与性能》(王黔平,郭相雄,吴卫华,张家生,刘立红.高发射率金属氧化物涂料的制备与性能[J].材料热处理学报,2012,33(02):137
‑
141.)中提供了一种高发射率涂料的制备方法，该方法以改性粘结剂、Cr2O3、MnO2为主要原料，辅以ZrSiO4、Fe2O3、MgO等多种氧化物，分别在950℃、1100℃和1250℃下保温2h，水淬急冷出料，然后采用高温熔烧法在不锈钢表面制备高发射率涂层，在1
‑
22μm波段法向发射率可达0.90。
[0004]2004年12月8日CN1552779公开了一种微纳米超细粉高温远红外涂料，涂料组分包括氧化锆、Cr2O3、耐火粘土、膨润土、钛白粉、棕刚玉、氧化铁、碳化硅、PA80胶或水玻璃、羧甲基纤维素。将各组份按配比称重，混合，制成粘稠状悬浮流体。采用纳米超细化处理，使粒度达25
‑
780nm，得纳米级高温远红外涂料产品，发射率可达0.93。现有制备高发射率涂料的方法大多采用纯化学制剂制备，原料成本高，且工艺复杂，导致其制备成本和使用成本较高。
[0005]2008年11月12日CN101302365A公开了一种远红外涂料及其制备方法，该方法的远红外涂料的原料为：含钒工业废渣20％
‑
60％，烧结剂0
‑
10％，粘结剂30％
‑
60％，分散剂0
‑
2％，氧化铬0
‑
10％，氧化钴0
‑
10％，氧化铝0
‑
10％，二氧化锰0
‑
10％，炭化硅0
‑
10％，可以用于工业锅炉、窑炉，具有耐高温(1250℃以上)、高温粘附性能优良、易成瓷、节能等优点。
[0006]上述制备红外涂料的方法提供了一种采用冶金固废作为原材料的方法，有效降低了制备成本，为了提高矿业绿色低碳发展和能源利用率，因此研究一种兼顾经济与发射率的红外涂层涂料很有必要。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是现有高温条件下红外涂层涂料辐射性能较差、制备成本较高的问题。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：利用冶金固废制备红外涂层涂料的方法，包括如下步骤：
[0009]a.将冶金固废与氧化铁红按照质量比100∶30
‑
35的比例混合均匀，得到混料A；
[0010]b.将混料A进行烧结，升温至600
‑
800℃保温3
‑
4h后，再升温至1000
‑
1200℃保温1
‑
2h，烧结结束后随炉冷却至室温，得到焙烧料；
[0011]c.将焙烧料、MgO与过渡金属氧化物按质量比100∶8
‑
10∶4
‑
5的比例混合均匀，得到混料B；
[0012]d.将混料B进行烧结，升温至1300
‑
1400℃保温0.5
‑
3h，烧结结束后冷却至室温，机械破碎后得到红外涂层粉料；
[0013]e.将红外涂层粉料、高温粘结剂和水充分混合后，得到红外涂层涂料。
[0014]上述步骤a中，所述冶金固废为钒钛冶炼过程中的高温碳化渣固废，其化学成分按质量百分比为：TTi 10
‑
15％，TiC 10
‑
20％，Al2O315
‑
25％，SiO220
‑
30％，CaO 23
‑
35％，及不可避免的杂质。
[0015]进一步的是，所述冶金固废的粒度为
‑
200目的占比≥70％。
[0016]上述步骤a中，所述氧化铁红为冷轧酸洗后的氧化铁皮，其化学成分按质量百分比为95
‑
98％的Fe2O3，及不可避免的杂质。
[0017]进一步的是，所述氧化铁红的粒度为
‑
200目。
[0018]上述步骤c中，所述焙烧料的粒度为
‑
200目的占比≥70％。
[0019]上述步骤c中，所述过渡金属氧化物为CuO、CoO、Cr2O3、MnO2、ZrO2中至少一种。
[0020]上述步骤d中，机械破碎后的红外涂层粉料粒度为
‑
300目。
[0021]上述步骤e中，所述高温粘结剂为水玻璃，模数为2.0
‑
2.5。
[0022]进一步的是，高温粘结剂的加入量为红外辐射涂层粉料质量的5
‑
10％。
[0023]本专利技术的有益效果是：首先，本专利技术利用冶金固废的中TiC在600
‑
800℃下，与空气中氧气反应，产生TiO2，而TiO2、CaO与氧化铁红的Fe2O3在1000
‑
1200℃的温度下采用高温烧结工艺制备钙钛矿复合氧化物，能极大提高材料红外辐射性能；其次，通过固废中的Al2O3、SiO2、MgO在1300
‑
1400℃高温熔融状态下合成堇青石(Mg2A
l4
Si5O
18
)，然后利用过渡金属氧化物对堇青石改性，使其具有较强的红外辐射相应特性。
[0024]本专利技术制备方法利用钒钛冶炼过程的高温碳化渣与氧化铁红中有效成分掺混过渡金属氧化物，采用分步与分阶段高温烧结工艺制备杂项堇青石和钙钛矿复合氧化物，同时结合对高温粘结剂的控制配合制备得到杂项堇青石
‑
钙钛矿晶体即红外涂层涂料，这种晶体材料具有良好耐热性能和高发率，其软化温度不低于1500℃，高温粘结性较好，综合发射率不低于0.87，其低波段发射率(1
‑
5μm)不低于0.93，综合性能优异，本专利技术利用冶金固废为原料制备得到红外涂层涂料，生产成本低廉，可大规模生产应用。
具体实施方式
[0025]本专利技术的技术方案，具体可以按照以下方式实施。
[0026]利用冶金固废制备红外涂层涂料的方法，包括如下步骤：
[0027]a.将冶金固废与氧化铁红按照质量比100∶30
‑
35的比例混合均匀，得到混料A；
[0028]b.将混料A进行烧结，升本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用冶金固废制备红外涂层涂料的方法，其特征在于包括如下步骤：a.将冶金固废与氧化铁红按照质量比100∶30
‑
35的比例混合均匀，得到混料A；b.将混料A进行烧结，升温至600
‑
800℃保温3
‑
4h后，再升温至1000
‑
1200℃保温1
‑
2h，烧结结束后随炉冷却至室温，得到焙烧料；c.将焙烧料、MgO与过渡金属氧化物按质量比100∶8
‑
10∶4
‑
5的比例混合均匀，得到混料B；d.将混料B进行烧结，升温至1300
‑
1400℃保温0.5
‑
3h，烧结结束后冷却至室温，机械破碎后得到红外涂层粉料；e.将红外涂层粉料、高温粘结剂和水充分混合后，得到红外涂层涂料。2.根据权利要求1所述的利用冶金固废制备红外涂层涂料的方法，其特征在于：步骤a中，所述冶金固废为钒钛冶炼过程中的高温碳化渣固废，其化学成分按质量百分比为：TTi10
‑
15％，TiC 10
‑
20％，Al2O315
‑
25％，SiO220
‑
30％，CaO 23
‑
35％，及不可避免的杂质。3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊河雲，倪伟，彭碧君，王海波，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：