一种高温红外辐射釉料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高温红外辐射釉料及其制备方法。一种高温红外辐射釉料，其特征在于：其主要组成成分按重量百分比计为：玻璃鳞片5-40%、玻璃料10-17%、三氧化二铬17-30%、氟化钙1-2%、搪瓷底釉6-23%、堇青石7-12%、高发射率材料5-10%，乳状纳米三氧化二铝0.4-2.0%，且玻璃鳞片+玻璃料22-50%。其悬浮性、乳浊性能好，仅需喷覆或涂制一次就能在基体表面形成表面光滑、均匀度高、机械强度高、抗热震性能好的釉层，且易于烧结，不脱落；长期使用温度可达1050℃，在2.5-20μm全红外波段的法向全发射率为0.87-0.92，可用于各种加热、干燥设备中的耐热钢等金属加热基体，应用广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
近年来，各种低中温红外辐射釉料材料已得到迅速发展，如专利CN 1463940A，但其使用温度为850°C以下，且高红外辐射区域仅限于8-25 μ m远红外波段，不利于高温下的辐射传热。我国航空工业部从前苏联引进的高温釉质涂层技术，经过航空材料研究院的多年试验研究已定型了 W-2、T-I及B-1000等三种产品，但其基体只能是镍钴合金，且制备工艺严格，必须在专门设备中制备；尚不能在民品上应用。美国、日本、南韩等国公布的高温釉料，如NBSA-19等，虽然使用温度达到了 1000°C，但成本高昂，而且不具备高辐射功能，有的还含有对人体有害的氧化铍。中国专利“一种高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料及其制备方法，公开号CN1837117A”公开了使用温度高于850°C、2. 5_20 μ m全红外波段发射率高、用于耐热金属表面的红外辐射釉料及其制备方法，但悬浮性、乳浊性能差，因而为了减少松孔而形成致密的釉层需喷覆或涂制三次，由此釉层厚度高达0. 17-0. 22毫米，这不仅浪费了釉料，而且造成釉层厚薄不均勻，机械强度和抗热震性能降低，加之组成中存在概念不清楚的材料名称，导致难以实施。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服上述不足，提供。其悬浮性、乳浊性能好，仅需喷覆或涂制一次就能在基体表面形成表面光滑、均勻度高、机械强度高、抗热震性能好的釉层，且易于烧结，不脱落；长期使用温度可达1050°C，在2. 5-20 μ m全红外波段的法向全发射率为0. 87-0. 92，可用于各种加热、干燥设备中的耐热钢等金属加热基体，应用广泛。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为一种高温红外辐射釉料，其特征在于其主要组成成分按重量百分比计为玻璃鳞片5-40%、玻璃料10-17%、三氧化二铬17-30%、氟化钙1_2%、搪瓷底釉6_23%、堇青石7-12 %、高发射率材料5-10 %、乳状纳米三氧化二铝0. 4-2. 0 %，且玻璃鳞片+玻璃料22-50%。按上述方案，所述的高温红外辐射釉料主要组成成分按重量百分比计为玻璃鳞片8-33%、玻璃料13-17%、三氧化二铬20- %、氟化钙1_2%、搪瓷底釉17-22 %、堇青石7-12 %、高发射率材料5-10 %、乳状纳米三氧化二铝0. 8-1. 5 %，且玻璃鳞片+玻璃料25-49% ο按上述方案，所述的玻璃鳞片为SW2的重量百分数彡64%的玻璃鳞片。按上述方案，所述的玻璃料为将回收废平板玻璃破碎、细磨处理的玻璃粉料，SiO2的重量百分数彡70%。按上述方案，所述的高发射率材料是按重量百分数计由三氧化二铁30%、二氧化3锰40%，三氧化二钴10%、氧化铜10%、二氧化铈10%混合后1260°C Xlh的烧结产物。按上述方案，所述的乳化纳米三氧化二铝是由纳米三氧化二铝粉体分散在水溶液中得到的重量百分比为15-25%的纳米三氧化二铝乳状液。按上述方案，所述高温红外辐射釉料的制备方法，依次包括以下步骤(1)将搪瓷底釉、堇青石、高发射率材料分别湿法球磨，滤出磨球，静置，除去球磨液，然后将球磨湿料烘干，碾细过筛，得到观0-320目的细粉；将纳米三氧化二铝粉体均勻地分散在水溶液中，搅拌均勻，制成重量百分比为15-25%的纳米三氧化二铝乳状液；取过筛玻璃鳞片、过筛玻璃料、过筛三氧化二铬、过筛氟化钙，分别保存待用；(2)按重量百分数计，将玻璃鳞片5-40%、玻璃料10-17%、三氧化二铬17_30%、氟化钙1-2 %、搪瓷底釉6-23 %、堇青石7-12 %、高发射率材料5_10 %，乳状纳米三氧化二铝0. 4-2. 0%，且玻璃鳞片+玻璃料22-50%，混合搅拌均勻，即得高温红外辐射釉料。所述高温红外辐射釉料具体的使用方法为(1)配制釉料浆料按重量百分数计将33 42%的粘结剂和58 67%的高温红外辐射釉料混合搅拌均勻，静置备用。优选地，所述的粘结剂为“一种高温红外辐射釉料的粘结剂，专利号ZL200510120587.0”公开的粘结剂，其组成及重量百分数为由重量百分比为85-90%的硅溶胶、重量百分比2-5%的铬酐、重量百分比为8-10%的铝溶胶组成的硅铬铝复合溶胶80-95 %，硅酸酯2-10 %，硅酸钾1-10 % ；(2)基体预处理将基体经除尘、去油处理；(3)喷涂采用涂装方法将步骤(1)搅拌均勻的釉料浆料喷覆或涂制在预处理的基体表面上，阴干后，釉层厚度为0. 065-0. 08mm ；(4)烧结釉化釉化温度比基体工作温度高100°C，一般8 18mm厚的金属基体经釉化8-12分钟即可将釉层牢固地烧结在加热基体表面上。主要成分作用本专利技术加入的玻璃鳞片呈片状结构，提高了釉料施工喷涂层的均勻性与涂层韧性，增强了高温下釉质涂层的自愈合能力，改善了釉质涂层的致密性与封闭性，提高了抗渗碳、抗氧化能力，且玻璃鳞片不含对人体有害或对环境有污染的成分，价格适中。玻璃料的加入不仅进一步增强了釉质涂层的致密性与封闭性，同时有效地降低了原材料成本。搪瓷底釉的加入可增加釉料与基体的粘结力，进一步提高材料的耐酸碱性能。氟化钙的加入可兼起乳浊剂和助熔剂的双重作用。在釉料中加入少量氟化钙可降低软化和烧结釉化温度，有利于利用加热基体自身加热烧成釉化，并得到必要的乳浊度。乳状纳米三氧化二铝表面积大、活性高、悬浮性好，不仅可代替密着氧化物氧化钴提高釉层与金属基体特别是耐热不锈钢基体的密着性和附着力，降低成本，而且可提高釉层的机械强度、化学稳定性及热稳定性，降低釉层的热膨胀系数。同时由于氟化钙在烧结中易挥发，加入乳状纳米三氧化二铝能增大熔体的粘度，使氟化钙扩散困难，减少氟化钙的挥发而增强乳浊效果。除此外，由于三氧化二铝熔点高，加入的氟化钙软化温度低，其与搪瓷底釉中存在的少量K、Na结合可降低加入纳米三氧化二铝后釉料的熔点，以满足加热基体自身加热烧结釉化的温度范围。高熔点三氧化二铬的加入提高了釉质涂层的使用温度范围，解决了一般釉质涂层在高温下长期工作易流淌的问题，确保了高温使用条件下釉料的抗渗碳、抗氧化能力，达到4延长施釉基体使用寿命的目的。热膨胀系数低的堇青石(硅酸铝镁)细粉的加入使釉料的热膨胀系数与基体相近，从而使烧结在基体表面的釉层结合牢固，不“崩瓷”。掺入由多种过渡金属氧化物和二氧化铈组成的高发射率材料，并且采用适当的反应烧结，可实现“掺杂效果”，调节材料电子与离子这两种缺陷的浓度比例，使釉料在整个红外波段获得较高的发射率。本专利技术的有益效果1、本专利技术提供的高温红外辐射釉料无毒无污染，化学热稳定性好，易于烧结、不脱落、长期使用温度可达1050°C，2. 5-20 μ m全红外波段的法向全发射率ε η为0. 87-0. 92，是一种综合红外涂料与陶瓷釉料优良性能的高温抗渗碳耐腐蚀红外辐射釉料，用于各种加热、干燥设备中的耐热金属加热体等基体表面，能强化高温下的辐射传热，提高施釉基体抗渗碳、抗酸碱腐蚀与抗破损能力、延长使用寿命，降低能源消耗，并可广泛用于工业与民用品，具有非常广阔的市场前景。2、氟化钙与纳米三氧化二铝的共引入扬长补短，相得益彰，不仅可代替密着氧化物氧化钴，提高釉料与金属基体特别是与耐热不锈钢基体的密着性和附着力，降低成本，并且可减少氟化钙的挥发，增强了乳浊效果，减少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱小平，蒋扬虎，欧阳德刚，陈建康，吴杰，丁翠娇，
申请(专利权)人：武汉钢铁集团公司，
类型：发明
国别省市：