一种高红外发射率涂料制备方法及其应用
【专利摘要】一种高红外发射率涂料制备方法及其应用，包括以下步骤：将城市污泥、炼铜废渣、含硅原料按比例混合均匀，经50~100 MPa压制成型后，置于还原气氛中热处理，破碎、筛分后得到粒度分别为0.5~1 mm的A物料和粒度小于0.088 mm的B物料；将含锆原料、粘土、含硅原料按比例混合均匀、经50~100 MPa压制成型后，置于900~1300℃条件下热处理1~5小时后，破碎、筛分得到粒度小于0.088 mm的C物料；将B物料、C物料、表面活性剂、结合剂按比例混合均匀，共磨、造粒、筛分得到粒度小于0.5 mm的D物料；将A物料、C物料、D物料、结合剂混合均匀，即制得高红外发射率涂料。
【专利说明】
一种高红外发射率涂料制备方法及其应用
技术领域
[0001]本发明属于高温窑炉涂料技术领域。具体涉及一种高红外发射率涂料制备方法。
【背景技术】
[0002]城市污泥是城市污水处理过程中产生的大量污泥，主要由微生物体以及微生物体粘附在一起的矿物质和其他物质构成。目前，城市污泥的主要处理方式主要包括填埋、焚烧、堆肥处理、活化处理等。填埋方法处理成本低，但污泥中除了含有有机质、氮、磷、钾外，还会含有多种重金属，通过填埋的方式，这些有毒有害物质及病原微生物会污染土地和水资源;焚烧要配备相应的焚烧系统，耗费较大的投资和运行成本，焚烧过程中形成的烟气也会对大气和周围环境产生污染;堆肥处理，是先将污泥发酵以消除生物危害性，然后制成肥料或土壤改良剂用于农田，这种方法具体实施比较麻烦，经济效益低，难以推广;活化处理分为物理活化和化学活化两种方式以制得活性炭，物理活化法制得的活性炭比表面积较低，而化学活化法需采用的活化试剂含量较高，产品性能单一。
[0003]利用城市污泥的特性，研究者们开发了不同种类的产品。“一种城市污泥资源化烧制铺路砖的方法” (ZL 201210538258.8)专利技术，利用城市污泥、秸杆包覆颗粒、石膏、硅酸盐水泥、萤石矿渣、页岩、海泡石、火山岩、沸石及椰壳炭等为原料，经混合、陈化、成型、干燥、烧结后制备了铺路砖；“一种利用城市污泥制铸造型砂的方法” (ZL 201210527054.4)专利技术，以城市污泥、草木灰、膨润土、石灰粉、羧甲基纤维素、碳酸氢钠、稻糠粉等为原料，加入反应釜内搅拌混合，经加热、晾干或烘干制得铸造型砂。“一种利用城市污泥制备磁性活性炭的方法”(ZL 201410245666.3)专利技术，将初沉池或二沉池的城市污泥置于电解槽中，经电解、离心分离、干燥、炭化、稀硫酸溶液和去离子水洗涤、真空干燥后制得磁性活性炭。现有的技术方法，并没有充分考虑城市污泥的元素组成和矿物构成特点(有机物质及富含硅、铝、钾、钙、氧等元素的无机物质)，造成了能源浪费及制备过程中废气对空气造成的污染。
【发明内容】
[0004]本发明旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种生产成本低的高红外发射率涂料及其制备方法，用该方法制备的涂料具有红外发射率高(大于0.92)、使用寿命长等特性，可使窑炉节能20%以上。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是:
一种高红外发射率涂料制备方法，其特征在于包括以下步骤:
a.将40?80wt%的城市污泥、I?10 ￥丨％的炼铜废渣、10?50 ?丨％的含硅原料按比例混合均匀，经50?100 MPa压制成型后，置于还原气氛中先后在200?500°C热处理0.5?3小时、600?900 °C热处理0.5?3小时，破碎、筛分后得到粒度分别为0.5?I mm的A物料和粒度小于0.088mm的B物料；
b.将30?60wt%的含锆原料、10?30 wt°/c^粘土、30?50 wt%的含硅原料按比例混合均匀、经50?100 MPa压制成型后，置于900?1300°C条件下热处理I?5小时后，破碎、筛分得到粒度小于0.088 mm的C物料；
c.将30?50wt°/c^B物料、20?40 wt°/c^C物料、5?20 wt°/c^表面活性剂、I?10 wt%的结合剂按比例混合均匀，共磨、造粒、筛分得到粒度小于0.5 _的D物料；
d.将20?40wt°/c^A物料、20?40 wt°/c^C物料、20?40 wt°/c^D物料、I?10 wt%的结合剂混合均匀，即制得高红外发射率涂料。
[0006]作为优选，所述城市污泥的含水量为10?20 wt9L
[0007]作为优选，所述炼铜废渣的粒度小于0.088mm。
[0008]作为优选，所述含娃原料为恪石英或娃微粉，所述含娃原料的粒度小于0.088mm。
[0009]作为优选，所述还原气氛为氢气气氛或一氧化碳气氛。
[0010]作为优选，所述含锆原料为斜锆石或锆英石，所述含锆原料的粒度小于0.088_。
[0011]作为优选，所述粘土为坡缕石或球粘土，所述粘土的粒度小于0.088mm。
[0012]作为优选，所述表面活性剂为聚氧乙烯硬脂酸酯或山梨醇酐油酸酯。
[0013]作为优选，所述结合剂为硅溶胶或锆溶胶。
[0014]本发明有益效果:本发明所采用的原料生产成本低;本发明通过严格的控制各步骤气氛、粒度、及热处理等工序，既有利于各种原料颗粒之间的紧密接触，也充分利用了城市污泥、炼铜废渣及其他原料的化学与矿物组成特点，为材料显微结构及微观孔隙的形成与控制提供了必要条件;严格的工艺制度的控制，确保了涂料的结构与性能在使用过程中的继续发展与优化。
[0015]由于采用上述技术方法，本发明所制备的高红外发射率涂料，具有红外发射率高(大于0.92)、导热系数低(小于0.07?/(111.K))及使用寿命长等特性，可使窑炉节能20%以上。
【具体实施方式】
[0016]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
[0017]为避免重复，先将本【具体实施方式】所涉及的原料粒径统一描述如下，实施例中不再赘述:
所述城市污泥的含水量为10?20 wt%o
[0018]所述炼铜废渣的粒度小于0.088 mm。
[0019]所述含娃原料的粒度小于0.088 mm。
[°02°] 所述含错原料的粒度小于0.088 mm。
[0021 ] 所述粘土的粒度小于0.088 mm。
[0022]实施例1:
第一步，将40 wt%的城市污泥、10 wt%的炼铜废渣、50 wt%的熔石英按比例混合均匀，经50?100 MPa压制成型后，置于氢气气氛中先后在200?500°C热处理0.5小时、600?900°C热处理3小时，破碎、筛分后得到粒度分别为0.5-1 mm的A物料和粒度小于0.088 mm的B物料。
[0023]第二步，将40 wt%的斜错石、20 wt%的球粘土、40 wt%的娃微粉按比例混合均勾、经50?100 MPa压制成型后，置于900?1100°C条件下热处理5小时后，破碎、筛分得到粒度小于0.088 mm的C物料。
[0024]第三步，将40 wt°/c^B物料、40 wt°/c^C物料、20 ￥丨％的聚氧乙烯硬脂酸酯、5?10wt%的硅溶胶按比例混合均匀，共磨、造粒、筛分得到粒度小于0.5 mm的D物料。
[0025]第四步，将40 wt°/c^A物料、30 wt°/c^C物料、30 wt°/c^D物料、I?5 wt%的锆溶胶混合均匀，即制得高红外发射率涂料。本发明所涉及的高红外发射率涂料，可以涂抹或喷涂于窑炉内衬表面。
[0026]本【具体实施方式】所制备的高红外发射率涂料，具有红外发射率高(大于0.92)、导热系数低(小于0.07w/(m.K))及使用寿命长等特性，可使窑炉节能20%以上。
[0027]实施例2:
第一步，将60 wt%的城市污泥、10 wt%的炼铜废渣、30 wt%的硅微粉按比例混合均匀，经50?100 MPa压制成型后，置于一氧化碳气氛中先后在200?500°C热处理3小时、600?900°C热处理2小时，破碎、筛分后得到粒度分别为0.5-1 mm的A物料和粒度小于0.088 mm的B物料。
[0028]第二步，将30 wt%的锆英石、20 wt%的坡缕石、50 wt%的熔石英按比例混合均匀、经50?100 MPa压制成型后，置于1100?1300°C条件下热处理I小时后，破碎、筛分得到粒度小于0.088 mm的C物料。
[0029]第三步，将40 wt°/c^B物料、30 wt°/c^C物料、20 wt%的山梨醇酐油酸酯、10 wt°/c^锆溶胶按比例混合均匀，共磨、造粒、筛分得到粒度小于0.5 _的D物料。
[0030]第四步，将30 wt°/c^A物料、35 wt°/c^C物料、30 wt°/c^D物料、5 wt%的硅溶胶混合均匀，即制得高红外发射率涂料。本发明所涉及的高红外发射率涂料，可以涂抹或喷涂于窑炉内衬表面。
[0031]本【具体实施方式】所制备的高红外发射率涂料，具有红外发射率高(大于0.93)、导热系数低(小于0.06 w/(m.K))及使用寿命长等特性，可使窑炉节能20%以上。
[0032]实施例3:
第一步，将80 wt%的城市污泥、5 wt%的炼铜废渣、15 wt%的硅微粉按比例混合均匀，经50-100 MPa压制成型后，置于氢气气氛中先后在200?500°C热处理2小时、600?900°C热处理
0.5小时，破碎、筛分后得到粒度分别为0.5-1 mm的A物料和粒度小于0.088 mm的B物料。
[0033]第二步，将30 wt%的错英石、30 wt%的球粘土、40 wt%的娃微粉按比例混合均勾、经50?100 MPa压制成型后，置于1000?1200°C条件下热处理I?5小时后，破碎、筛分得到粒度小于0.088 mm的C物料。
[0034]第三步，将45物料、40 wt°/c^C物料、10 ￥丨％的聚氧乙烯硬脂酸酯、5 ￥七％的硅溶胶按比例混合均匀，共磨、造粒、筛分得到粒度小于0.5 _的D物料。
[0035]第四步，将20 wt°/c^A物料、40 wt°/c^C物料、30 wt°/c^D物料、10 wt%的硅溶胶混合均匀，即制得高红外发射率涂料。本发明所涉及的高红外发射率涂料，可以涂抹或喷涂于窑炉内衬表面。
[0036]本【具体实施方式】所制备的高红外发射率涂料，具有红外发射率高(大于0.93)、导热系数低(小于0.06 w/(m.K))及使用寿命长等特性，可使窑炉节能20%以上。
[0037]实施例4:
第一步，将80 wt%的城市污泥、5wt%的炼铜废渣、15 wt%的硅微粉按比例混合均匀，经50-100 MPa压制成型后，置于氢气气氛中先后在200?500°C热处理0.5?3小时、600?900°C热处理0.5?3小时，破碎、筛分后得到粒度分别为0.5?I mm的A物料和粒度小于0.088 mm的B物料。
[0038]第二步，将35 wt%的锆英石、15 wt%的坡缕石、50 wt%的熔石英按比例混合均匀、经50?100 MPa压制成型后，置于1100?1300°C条件下热处理I?5小时后，破碎、筛分得到粒度小于0.088 mm的C物料。
[0039]第三步，将45的％的8物料、30被％的(:物料、20 wt%的山梨醇酐油酸酯、5的％的锆溶胶按比例混合均匀，共磨、造粒、筛分得到粒度小于0.5 _的D物料。
[0040]第四步，将30 wt°/c^A物料、35 wt°/c^C物料、30 wt°/c^D物料、5?丨％的硅溶胶混合均匀，即制得高红外发射率涂料。本发明所涉及的高红外发射率涂料，可以涂抹或喷涂于窑炉内衬表面。
[0041]本【具体实施方式】所制备的高红外发射率涂料，具有红外发射率高(大于0.93)、导热系数低(小于0.06 w/(m.K))及使用寿命长等特性，可使窑炉节能20%以上。
【主权项】
1.一种高红外发射率涂料制备方法，其特征在于包括以下步骤: a.将40?80wt%的城市污泥、I?10 ￥丨％的炼铜废渣、10?50 ?丨％的含硅原料按比例混合均匀，经50?100 MPa压制成型后，置于还原气氛中先后在200?500°C热处理0.5?3小时、600?900 °C热处理0.5?3小时，破碎、筛分后得到粒度分别为0.5?I mm的A物料和粒度小于0.088mm的B物料； b.将30?60wt%的含锆原料、10?30 ￥丨％的粘土、30?50 wt%的含硅原料按比例混合均匀、经50?100 MPa压制成型后，置于900?1300°C条件下热处理I?5小时后，破碎、筛分得到粒度小于0.088 mm的C物料； c.将30?50wt°/c^B物料、20?40 wt°/c^C物料、5?20 wt°/c^表面活性剂、I?10 wt%的结合剂按比例混合均匀，共磨、造粒、筛分得到粒度小于0.5 _的D物料； d.将20?40wt°/c^A物料、20?40 wt°/c^C物料、20?40 wt°/c^D物料、I?10 wt%的结合剂混合均匀，即制得高红外发射率涂料。2.根据权利要求1所述的一种高红外发射率涂料制备方法，其特征在于城市污泥的含水量为1?20 wt%o3.根据权利要求1所述的一种高红外发射率涂料制备方法，其特征在于炼铜废渣的粒度小于0.088 mm。4.根据权利要求1所述的一种高红外发射率涂料制备方法，其特征在于含硅原料为熔石英或娃微粉，所述含娃原料的粒度小于0.088 _。5.根据权利要求1所述的一种高红外发射率涂料制备方法，其特征在于还原气氛为氢气气氛或一氧化碳气氛。6.根据权利要求1所述的一种高红外发射率涂料制备方法，其特征在于含锆原料为斜锆石或锆英石，所述含锆原料的粒度小于0.088 _。7.根据权利要求1所述的一种高红外发射率涂料制备方法，其特征在于粘土为坡缕石或球粘土，所述粘土的粒度小于0.088 mm。8.根据权利要求1所述的一种高红外发射率涂料制备方法，其特征在于表面活性剂为聚氧乙烯硬脂酸酯或山梨醇酐油酸酯。9.根据权利要求1所述的一种高红外发射率涂料制备方法，其特征在于结合剂为硅溶胶或锆溶胶。10.—种如权利要求1?9之一的高红外发射率涂料制备方法的应用，其特征在于制备的高红外发射率涂料，涂抹或喷涂于窑炉内衬表面。
【文档编号】C04B35/66GK105859313SQ201610249885
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】吴永来, 杨政宏, 王周福, 李 杰, 刘浩
【申请人】江苏嘉耐高温材料有限公司