专利名称：热辐射节能涂料的制作方法
技术领域：
本发明涉及以其物理性质或所产生的效果为特征的涂料组合物，尤指一种产生热辐射的节能涂料组合物。
节约能源是当今世界许多国家，包括我国在内都在努力追求的目标。我国已对此列入长远经济发展规划，在较长时期内不断予以实施，其中对于耗能较大的各种炉窑采取有效的节能措施是一个重要方面，例如，在烘箱、烤炉等，在800℃至1000℃的中温场合采用炉衬涂料，已达到节能的目的;在1200℃以下，应用于锅炉等的节能涂料，也已经问世;在国外也在研究能用于在1200℃以上耐高温的涂料，但未解决具备有对热能有“反弹”的功效等技术问题。截至目前为止，一种能用于冶炼、化工等高温炉窑场合，能耐高温1200～1700℃的涂料，作为节能的直接技术措施，尚未获得解决。现有技术中的耐高温涂料，其主要技术问题是要解决能耐高温在1200℃以上，不破坏其理化性能，如耐高温软化抗压性能、热稳定性能等;其中必须解决具有耐高温的良好的粘结剂问题，这是一个首要的关键技术问题;再就是在涂料的材料成份选择组合方面，要解决其具有低的导热系数问题，包括其对热能具有“反弹”功能的材料，以提高其热效应等。
经检索，与本发明最接近的相关文献有CN 1076942A C09D 1/00，CN 1038296A C09D 5/33，CN 86106391A C09D 5/00。
本发明的目的是经多年精心研究试验，使上述技术问题得到解决，提供一种能用于1200～1700℃的冶炼、化工等高温炉窑的热辐射节能涂料及其制造方法。
本发明的目的是这样实现的热辐射节能涂料，经多次筛选有关的组成成份及含量，最后确定其含有成份及按重量组份为锆砂(ZrSiO4)30～50份，氧化铌(NbO)1～3份，金红石型的二氧化钛(TiO2)10～15份，氧化镁(MgO)3～5份，含磷酸二氢铝25(重量)%的磷酸二氢铝水溶液(Al(H2PO4)3·3H2O)27～50份。选择上述材料，据测试锆砂耐高温2750℃;氧化铌熔温为2468℃;二氧化钛耐高温2100℃，氧化镁作为固化剂，其熔温可达2800℃;磷酸二氢铝水溶液作为粘结剂，其反应式为Al(OH)3+3H3PO4→Al(H2PO4)3+3H2O即其为溶于三倍于其本体的水中所得的产物(含固量25%)。经测试其不仅是一种良好的粘结剂，而且具有极好的耐高温性能，如荷重软火点达到1350℃、抗压强度达到900Kg/cm2，经测试其技术性能如下表外观 无色透明或半透明固体含量 ＞52%pH 1.40～2.00晶化开始温度 230～290℃密度 1.48～1.52T/m2(20℃)粘度21～100秒(涂-4粘度计25℃时)耐候性 ＞10次(-45℃～+45℃)热辐射节能涂料的制造方法是a、首先将上述各料都进行超细磨，使其粒度达到300目以上;
b、然后在水浴温度70～80℃情况下，加入上述粘结剂，再逐料依次加入上述物料，边搅拌边加入，使之达到混合均匀，搅拌时间约60分钟，转速为700～1200转/分钟;
c、最后将上述搅拌均匀的混合物再进入砂磨机再次细磨30分钟，尔后出料，即为成品。
本发明选用磷酸二氢铝作为粘剂性，解决了耐高温涂料的首要关键技术问题，比之以往选用环氧树脂、硅酸盐等有机或无机材料作为粘结剂，其综合性能高出三倍以上;特别是我们还选择了二氧化锆为主料，对耐高温涂料来说，解决了对热能具备有“反弹”的功效问题，这是解决耐高温涂料的又一关键技术问题。众所周知，也就是说对热辐射作到微少吸收、传导，而使之反弹回去，从而提高了材料的热效应性能。本发明涂料的性能试验是这样进行的，即应用本发明涂料，制做一特制的试块，然后置入实验室的高温电炉内，测得该试件的物理性能指数如下体积密度 2.4 T/m3抗压强度 1030 Kg/cm2抗拉强度 115 Kg/cm2耐火度 1750～1790℃热稳定性 1100℃ ( )/() 水大于5次不碎裂(最大可达 60次不碎裂)导热系数 0.36+0.3×10-3(1200℃)线膨胀系数 6.1×10-6上述试验说明，本发明涂料具有高的耐热指数，并在涂覆于高温炉体内表面后，可产生良好的热辐射效应，据测算高温炉窑在采用本发明后可提高炉邻3～5倍，其应用温度值最高可达1790℃，节能6～22％。
其社会效益更是可观的。仅按节能5％计算，以鞍钢11＃高炉应用可出现的效果计算高炉设计化铁焦比为11.5:1亦即是化十一吨生铁耗焦炭一吨。以其年耗量近900万吨焦炭计5％的节约量为15万吨，以400元／T治金焦计算，则每年可节省6000万元。年使用涂料款预计只需800万元；另外，还可提高炉令3～5倍，减少了停炉检修的费用及提高有效生产日，当更是可以想见的效益。如果在全囯冶金系统，化工系统都规模性的推广，则每年可为国家节约能源基金20个亿。而生产厂家以40％利税计算，年利税亦当在千万以上。
实施例一二氧化锆 ZrO225%氧化铌NbO 3%二氧化钛 TiO215%氧化镁MgO 5%磷酸二氢铝(胶态) Al(H2PO4)3·3H2O 52%在常温下搅拌均匀，并于砂磨机磨30分钟，达到完全均匀分散，尔后涂抹在硅钼棒发热马沸炉内壁，改变了以往使用矾土水泥为炉衬，很快产生劈产生劈状开裂，继而剥落的现象，自92年4月30日使用至今，仍保持炉体完好；提高热能20％，提高炉龄5倍。(涂抹后在正常使用温度下升温)实施例二锆砂 ZrSiO450%氧化铌NbO0.8%二氧化钛(含红石型) TiO210%氧化镁MgO 3%磷酸二氢铝(胶态) Al(H2PO4)3·3H2O 36.2%工艺同前，制成20cm×40cm×3cm的试块(自行固化)与例一同尺寸试块核测其物理数据；以上两实施例性能如下表实施例一(以ZrO2为主) 实施例二(以ZrSiO4为主)体积密度 2.1T/m3体积密度 2.4T/m3抗压强度 1080Kg/cm2抗压强度 1080Kg/cm2
抗拉强度 115Kg/cm2抗拉强度 115Kg/cm2耐火度 1750～1790℃ 耐火度1750～1790℃热稳定性 1100℃ ()/() 水热稳定性 1100℃ ()/() 水5～60次不碎 60次不碎导热系数 0.36+0.3×10-3导热系数 6.1×10-3(1200℃设备条件测)线膨胀系数 6.1×10-6线膨胀系数 6.1×10-6结论两者技术指数基本相近，说明本发明涂料组成成份中选用二氧化锆或锆砂可以取得同样的技术效果，但从材料来源及造价而言，采用ZrSiO4为宜。前者每吨5.8万元(工业级)，后者则为每吨6000元／人民币，价廉近十倍。
权利要求
1.一种热辐射节能涂料，其特征是其含成份及按重量组份为锆砂 30～50份氧化铌 1～3份二氧化钛 10～15份氧化镁 3～5份磷酸二氢铝25(重量)%的磷酸二氢铝水溶液 27～50份。
全文摘要
本发明涉及涂料组合物，尤指热辐射节能涂料。解决高温1200℃以上用于高温炉窑的问题。其含有锆砂30～50份，氧化铌1～3份，二氧化钛10～15份，氧化镁3～5份，磷酸二氢铝(胶溶)27～50份。可广泛用于冶金、化工等高温炉窑，节约能源。社会经济效益显著。
文档编号C09D5/33GK1093384SQ9410167
公开日1994年10月12日 申请日期1994年2月21日 优先权日1994年2月21日
发明者陆郁 申请人:陆郁