本发明属于涂料领域，涉及一种超热能硅晶瓷化节能涂料及其制备方法与应用。
背景技术：
：合理使用加热能源及节省能源，是国家节能降耗的重要环节与措施，根据国内外节能产品的现状，多种节能产品节省能耗在3～8%左右，远远适应不了节能降耗的国内及国际需求。本研究小组历经三年多的技术攻关，在节能材料、热能、电磁、微波加热红外技术、紫外线、光谱电能等一系列技术上加以研究、攻关、经上千次的试验与攻关改进，成功制造出了tcl201型超热能硅晶瓷化节能涂料。技术实现要素：本发明所要解决的目的是针对以上问题，提供一种超热能硅晶瓷化节能涂料，采用特定的热能黑钴料，以及多种原料辅助，起到节能的效果。为实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：一种热能黑钴料、一种包含黑钴料的热能黑料、以及一种包含热能黑料的超热能硅晶瓷化节能涂料及其制备方法与应用。一种热能黑钴料，按重量百分比计，包括：碳酸钴75～85%，氧化钇0.8～1.2%，氧化铝2～3%，氧化铋1～2%，氧化铌0.5～1%，不锈钢粉2～3%,黑炭硅8～10%。一种热能黑料，按重量百分比计，包括热能黑钴料50～55%，氧化钼8～9%，氧化镍2～3%，四方氧化锆多晶体12～14%，890钛新材料10～11%，三氧化二铬1～2%，稀土3～8%，氧化铈1～2%，氮化硅2～3%。优选的，所述890钛新材料由二氧化钛、氧化钇、氧化铌、氧化酮、氧化镍、1号热能熔剂反应制得。一种超热能硅晶瓷化节能涂料，按重量百分比计，包括填料60～70%，基料30～40%；所述填料包括热能黑料、1号热能熔剂和2号微晶热能熔剂，所述填料中，热能黑料、1号热能熔剂和2号微晶热能熔剂质量比为5～7：3～5：90～110。优选的，1号热能熔剂包括：碳酸锂，氢氧化钠，氧化锌，硼干，氧化铝，二氧化硅，二氧化钛，三聚磷酸钠，冰晶石，碳酸钠；其质量比为3～4:4～5:2～3:17～18:1～2:15～16:4～5:3～4:4～5:1～2。优选的，按重量百分比计，2号微晶热能熔剂包括：三氧化二硼10～14%，二氧化硅70～75%，碳酸钾7～9%，冰晶石5～7%，三氧化二铬1～1.5%。优选的，所述基料为硅晶气熔耐热胶，所述硅晶气熔耐热胶包括：固体硅切片，固体硅酸钾，粉末氯化镁，氢氧化镁；其质量比为50～60:25～30:80～90:60～70。一种超热能硅晶瓷化节能涂料制备方法，包括如下步骤：a.1号热能熔剂制备1）原材料共沉淀处理：先将碳酸锂，氧化锌，氧化铝，二氧化硅，二氧化钛，进行共沉淀处理，球磨或研磨至1000-1250目超细粉末；2）混料搅拌：选取高钝或超细型硼干、氢氧化钠、三聚磷酸钠、冰晶石、碳酸钠粉末，再与共沉淀处理完的碳酸锂、氧化锌等置于电熔炉进行混料，球磨或研磨至900-1100目超细粉末，制得1号热能熔剂；b.2号微晶热能熔剂制备1）原材料共沉淀处理：先将二氧化硅、碳酸钾、三氧化二铬，进行共沉淀处理，球磨至1000-1250目超细粉末；2）混料搅拌：选取高钝或超细型三氧化二硼、冰晶石粉末，再与共沉淀处理完的二氧化硅、碳酸钾等置于电熔炉进行混料，球磨或研磨至900-1100目超细粉末，制得2号微晶热能熔剂；c.热能黑钴料制备1）原材料稳定性处理：将碳酸钴，氧化钇，氧化铝，氧化铋，氧化铌，黑炭硅在900-1000℃高温煅烧稳定性处理，得到熔块；2）原材料共沉淀处理：熔块经粉碎、研磨后，进行共沉淀处理，得到所需原材料经烘干，球磨至1000-1250目超细粉末；3）混料：选取不锈钢粉，过筛至600-800目，再与共沉淀处理完的碳酸钴，氧化钇，氧化铝，氧化铋，氧化铌，黑炭硅进行混料，制得黑钴料；d.热能黑料制备原材料共沉淀处理：将黑钴料，氧化钼，氧化镍，四方氧化锆多晶体，890钛新材料，三氧化二铬，稀土，氧化铈，氮化硅，进行共沉淀处理，得到所需原材料经烘干，球磨至1000-1250目超细粉末，混料，制得热能黑料；e.基料制备将固体硅切片，固体硅酸钾，粉末氯化镁，氢氧化镁，经350-400℃蒸汽温度反应制成硅晶气熔耐热胶，即制得基料；f.填料制备取1号热能熔剂、2号微晶热能熔剂以及热能黑料混料搅拌，制得填料；g.节能涂料制备将填料与基料混合，搅拌35-40分钟后，然后进行研磨至1200目以上，振动气压过滤，检验，铁桶密封包装，入库。优选的，所述1号热能熔剂和2号微晶热能熔剂制备过程，混料搅拌中电熔炉升温曲线为：常温至300℃升温时间30分钟，保溫15分钟；300至500℃升温时间45分钟，保温20分钟；500至750度升温时间50分钟，保温15分钟；750至950℃升温时间55分钟，保温15分钟；950至1150℃升温时间60分钟，保温至原料反应完全，晶相液体自动流出，正常连续工作；一种超热能硅晶瓷化节能涂料的应用，该涂料使用温度为100-1050℃。一种超热能硅晶瓷化节能涂料的应用，该涂料应用于锅炉、加热炉、铸造炉、陶瓷烧结炉、热处理炉、供烤炉、发电厂锅炉膜式水冷壁管或卫燃带上、造气炉、原油输送加热炉、家用电器锅灶用具、电厂水冷壁、工业窑炉内壁、太阳能管壁、不锈钢加热器、军工、航天、冶炼、化工等行业。优选的，不锈钢粉，密度为：7.55g/cm3。优选的，电熔炉为双制连接白金坩埚或石英坩埚，一个电熔炉内设有两个相通的坩埚，其中第一坩埚为原料高温反应区段；第二坩埚为高温反应完全液相区段。原料在第一坩埚内高温反应至液态熔体，然后流入第二坩埚。本发明所用890钛新材料，按重量比计，由二氧化钛：氧化钇：氧化铌：氧化酮：氧化镍：1号热能熔剂=60-80:1-3:1-2:5-9:3-5:6-10,在800-1050℃高温下相互作用反应，进行混合搅拌30分钟，过筛900-1250目，取得890钛新材料；该890钛新材料软化点890℃，故名890钛新材料，具有加热提速，辅助红外辐射力，改良原料稳定及低温使用，提高涂层致密度，能低吸收助长红外线及波长的发射力。本发明的有益效果：1、本发明涂料产品广泛用于锅炉、加热炉、陶瓷烧结炉、热处理炉、供烤炉、发电厂锅炉膜式水冷壁管或卫燃带上、造气炉、原油输送加热炉、家用电器锅灶用具，军工、航天、冶炼、化工等行业。本发明对工业炉、家用电器、天燃气、石油、电力、煤炭的使用综合节能率可达到节省能耗22%以上，为高耗能企业，军工及家电行业节能降耗具有重大的经济效益与社会效益。2、本发明采用共沉淀法，可以将原料中的杂质去除，提高产品的准确性；本发明采用稳定性处理，防止涂料涂层开裂，提高产品的节能率以及抗老化性，使涂层更稳定，防止脱落。3、本发明采用1号和2号两种熔剂，涂料使用的时候可以适应不同温度的锅炉、加热炉等，两种熔剂互溶，但是相互之间不发生反应。4、本发明采用特定的基料做高温粘接剂，在高温下能起到很好的效果，同时2号熔剂也可以起到辅助粘接的效果。5、本发明采用特定的热能黑钴料，1号热能熔剂、2号微晶热能熔剂以及硅晶气熔耐热胶等多种原料辅助，起到节能耐热的效果。6、本发明涂料在锅炉等内壁刷上涂层与金属面喷（刷）施工后，形成致密一体化结构，在高溫（800-1200℃）的作用下，涂层逐步产生红外线与反射循环，温度快速上升，红外线光能、光伏电能增加，电位移动，黑度升高，由于涂层金属面的电热阻力与红外线的穿透力及红外波的扩发力，相互激发组成一个统一的电磁红外场，产生感应电磁场，红外线、微磁力线相互作用，提高锅炉的升温速度，提高锅炉温度，减少用电、用煤、用气的时间，起到节能的效果。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。以下是具体实施例实施例1一种热能黑钴料，按重量百分比计，包括：碳酸钴85%，氧化钇1%，氧化铝2%，氧化铋1%，氧化铌1%，不锈钢粉2%,黑炭硅8%。一种包含热能黑料，按重量百分比计，包括热能黑钴料50%，氧化钼9%，氧化镍3%，四方氧化锆多晶体14%，890钛新材料11%，三氧化二铬2%，稀土6%，氧化铈2%，氮化硅3%。所述890钛新材料，按重量比计，由二氧化钛：氧化钇：氧化铌：氧化酮：氧化镍：1号热能熔剂=60:1:1:5:3:6,在800℃高温下相互作用反应，进行混合搅拌30分钟，过筛900目，取得890钛新材料；一种超热能硅晶瓷化节能涂料，按重量百分比计，包括填料60%，基料40%；所述填料包括热能黑料、1号热能熔剂和2号微晶热能熔剂，所述填料中，热能黑料、1号热能熔剂和2号微晶热能熔剂质量比为5：3：90。1号热能熔剂包括：碳酸锂，氢氧化钠，氧化锌，硼干，氧化铝，二氧化硅，二氧化钛，三聚磷酸钠，冰晶石，碳酸钠；其质量比为3:4:2:17:1:15:4:3:4:1。按重量百分比计，2号微晶热能熔剂包括：三氧化二硼10%，二氧化硅75%，碳酸钾9%，冰晶石5%，三氧化二铬1%。所述基料为硅晶气熔耐热胶，所述硅晶气熔耐热胶包括：固体硅切片，固体硅酸钾，粉末氯化镁，氢氧化镁；其质量比为50:25:80:60。一种超热能硅晶瓷化节能涂料制备方法，包括如下步骤：a.1号热能熔剂制备1）原材料共沉淀处理：先将碳酸锂，氧化锌，氧化铝，二氧化硅，二氧化钛，分别单项研磨或球磨，然后用纯净水浸泡5-7小时，弃去上层漂浮杂物，所得中层为产品所需原材料，底层料再进行烘干，反复共沉淀、烘干处理，所需原材料经烘干，球磨至1000-1250目超细粉末；2）混料搅拌：选取高钝或超细型硼干、氢氧化钠、三聚磷酸钠、冰晶石、碳酸钠粉末，再与共沉淀处理完的碳酸锂、氧化锌等置于电熔炉进行混料，搅拌，设定升温曲线以及加料速度，加料速度为每小时10-12公斤，最高温度1150±15℃，电熔炉坩埚内液体料放置距离为0.8-0.9米，排放至水深0.8-0.9米，经由电熔炉加热至液体，高温下反应为共熔体，流入8-13℃左右的循环冷却水中急冷处理1.5-2.5小时，然后烘干、球磨或研磨至900-1100目超细粉末，制得1号热能熔剂；b.2号微晶热能熔剂制备1）原材料共沉淀处理：先将二氧化硅、碳酸钾、三氧化二铬，分别单项研磨或球磨，然后用纯净水浸泡5-7小时，弃去上层漂浮杂物，所得中层为产品所需原材料，底层料再进行烘干，反复共沉淀、烘干处理，所需原材料经烘干，球磨至1000-1250目超细粉末；2）混料搅拌：选取高钝或超细型三氧化二硼、冰晶石粉末，再与共沉淀处理完的二氧化硅、碳酸钾等置于电熔炉进行混料，搅拌，设定升温曲线以及加料速度，加料速度为每小时10-12公斤，最高温度1150±15℃，电熔炉坩埚内液体料放置距离为0.8-0.9米，排放至水深0.8-0.9米，经由电熔炉加热至液体，高温下反应为共熔体，以线状型流入8-13℃左右的循环冷却水中急冷处理1.5-2.5小时，然后烘干、球磨或研磨至900-1100目超细粉末，制得2号微晶热能熔剂；c.热能黑钴料制备1）原材料稳定性处理：将碳酸钴，氧化钇，氧化铝，氧化铋，氧化铌，黑炭硅分别单项在900-1000℃高温煅烧稳定性处理，得到熔块；2）原材料共沉淀处理：熔块经粉碎、研磨后，用纯净水浸泡5-7小时，弃去上层漂浮杂物，所得中层为产品所需原材料，底层料再进行烘干，反复共沉淀、烘干处理，所需原材料经烘干，球磨至1000-1250目超细粉末，；3）混料：选取不锈钢粉，过筛至600-800目，再与共沉淀处理完的碳酸钴，氧化钇，氧化铝，氧化铋，氧化铌，黑炭硅进行混料，搅拌，制得黑钴料；d.热能黑料制备原材料共沉淀处理：将黑钴料，氧化钼，氧化镍，四方氧化锆多晶体，890钛新材料，三氧化二铬，稀土，氧化铈，氮化硅，分别单项研磨或球磨，然后用纯净水浸泡5-7小时，弃去上层漂浮杂物，所得中层为产品所需原材料，底层料再进行烘干，反复共沉淀、烘干处理，所需原材料经烘干，按比例经950℃热处理，球磨至1000-1250目超细粉末，混料，搅拌均匀，制得热能黑料；e.基料制备将固体硅切片，固体硅酸钾，粉末氯化镁，氢氧化镁，经350-400℃蒸汽温度反应制成硅晶气熔耐热胶，即制得基料；f.填料制备取1号热能熔剂、2号微晶热能熔剂以及热能黑料混料搅拌，制得填料；g.节能涂料制备将填料与基料混合，搅拌35-40分钟后，然后进行研磨至1200目以上，振动气压过滤，检验，铁桶密封包装，入库。所述1号热能熔剂和2号微晶热能熔剂制备过程，混料搅拌中电熔炉升温曲线为：常温至300℃升温时间30分钟，保溫15分钟；300至500℃升温时间45分钟，保温20分钟；500至750度升温时间50分钟，保温15分钟；750至950℃升温时间55分钟，保温15分钟；950至1150℃升温时间60分钟，保温至原料反应完全，晶相液体自动流出，正常连续工作；实施例2一种热能黑钴料，按重量百分比计，包括：碳酸钴85%，氧化钇0.8%，氧化铝2.2%，氧化铋1.5%，氧化铌0.5%，不锈钢粉2%,黑炭硅8%。一种包含热能黑料，按重量百分比计，包括热能黑钴料55%，氧化钼8%，氧化镍2%，四方氧化锆多晶体12%，890钛新材料11%，三氧化二铬2%，稀土6%，氧化铈2%，氮化硅2%。所述890钛新材料，按重量比计，由二氧化钛：氧化钇：氧化铌：氧化酮：氧化镍：1号热能熔剂=80:3:2:9:5:10,在1050℃高温下相互作用反应，进行混合搅拌30分钟，过筛1250目，取得890钛新材料；一种超热能硅晶瓷化节能涂料，按重量百分比计，包括填料70%，基料30%；所述填料包括热能黑料、1号热能熔剂和2号微晶热能熔剂，所述填料中，热能黑料、1号热能熔剂和2号微晶热能熔剂质量比为7：5：110。1号热能熔剂包括：碳酸锂，氢氧化钠，氧化锌，硼干，氧化铝，二氧化硅，二氧化钛，三聚磷酸钠，冰晶石，碳酸钠；其质量比为4:5:3:18:2:16:5:4:5:2。按重量百分比计，2号微晶热能熔剂包括：三氧化二硼14%，二氧化硅70%，碳酸钾8%，冰晶石7%，三氧化二铬1%。所述基料为硅晶气熔耐热胶，所述硅晶气熔耐热胶包括：固体硅切片，固体硅酸钾，粉末氯化镁，氢氧化镁；其质量比为60:30:90:70。实施例2超热能硅晶瓷化节能涂料制备方法，参考实施例1中制备方法，将实施例1中的原料以及重量百分比以及质量比替换成实施例2中相应的原料以及用量。实施例3一种热能黑钴料，按重量百分比计，包括：碳酸钴80%，氧化钇1.2%，氧化铝2.8%，氧化铋2%，氧化铌1%，不锈钢粉3%,黑炭硅10%。一种包含热能黑料，按重量百分比计，包括热能黑钴料52%，氧化钼8.5%，氧化镍2.5%，四方氧化锆多晶体13%，890钛新材料11%，三氧化二铬2%，稀土6%，氧化铈2%，氮化硅3%。所述890钛新材料，按重量比计，由二氧化钛：氧化钇：氧化铌：氧化酮：氧化镍：1号热能熔剂=70:2:1.5:7:4:8,在900℃高温下相互作用反应，进行混合搅拌30分钟，过筛1000目，取得890钛新材料；一种超热能硅晶瓷化节能涂料，按重量百分比计，包括填料65%，基料35%；所述填料包括热能黑料、1号热能熔剂和2号微晶热能熔剂，所述填料中，热能黑料、1号热能熔剂和2号微晶热能熔剂质量比为6：4：100。1号热能熔剂包括：碳酸锂，氢氧化钠，氧化锌，硼干，氧化铝，二氧化硅，二氧化钛，三聚磷酸钠，冰晶石，碳酸钠；其质量比为3.5:4.5:2.5:17.5:1.5:15.5:4.5:3.5:4.5:1.5。按重量百分比计，2号微晶热能熔剂包括：三氧化二硼12%，二氧化硅72%，碳酸钾9%，冰晶石6%，三氧化二铬1%。所述基料为硅晶气熔耐热胶，所述硅晶气熔耐热胶包括：固体硅切片，固体硅酸钾，粉末氯化镁，氢氧化镁；其质量比为55:28:85:65。实施例3超热能硅晶瓷化节能涂料制备方法，参考实施例1中制备方法，将实施例1中的原料以及重量百分比以及质量比替换成实施例3中相应的原料以及用量。本发明涂料产品特性为：该产品采用多种高热能、红外线、电磁波及低吸收高热能材料，复合改性，接枝技术原理，稳定性处理，根据红外技术及电磁能量、光谱、黑度原理分析，经化学工艺精工配置而成，该产品导热性能良好，红外热能辐射与反辐射光谱发射率，法向全发率性能优越，热振性能稳定，粘结牢固，节能效果显著，各项节能技术指标已达到或超过国内外标准要求，综合节能效率均达到20%以上，是目前各行工业家电、军工、节能减排、优化控制的最新产品。本发明涂料产品节能原理：该产品涂层经加热，电磁射线，红外线具有极强的穿透力，能使加热物体迅速均匀受热，有效缩短加热时间，黑度从0.45左右提高到0.85以上，炉体、锅体内表面辐射以四次方的数值跃增，在温度的作用下，涂层形成结构致密的瓷化体系，涂层传热系数远低于炉体本身，大大减小了燃烧能量的散失，使被加热物体热效率提高，达到节省能源的目的。本发明涂料技术指标如下表1所示：表1本发明涂料技术指标项目技术指标耐热性涂层耐热温度为100-1050℃；红外电磁发射率≥92%（相对）红外电磁波长3.2-9.5um抗压强度经350℃热处理，抗压强度为2000g/cm2导热系数≤0.35千卡/米.时.度（860℃）法向全发射率≥0.93附着力附着力一级，承受2000g/cm2的冲击后无裂痕抗振稳定性涂层经冷热循环，无裂痕，无剥落比重≥1.92±0.5%（g/cm3）黑度0.46→0.92光谱发射率≥0.925红外电磁反射率≥89%节能效果22-30%需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。当前第1页12