高抗热振性红外辐射涂料的实验研究
高红外反射率隔热涂料的研究
高红外反射率隔热涂料是指对太阳辐射近红外波段具有高的反射比，涂层本身在中远红外波段具有高发射率，从而在不消耗能量的情况下降低涂层表面温度的功能性涂层材料。
通过乳液聚合制备水性丙烯酸酷乳液，应用在高红外反射隔热涂料体系中作为成膜物质。
在制备高红外反射隔热涂料过程中，加入金红石型钦白粉、空心微珠、六钦酸钾晶须、二氧化硅气凝胶四种功能填料形成不同隔热涂料体系，对加入的功能填料进行了SEM、XRD和反射率分布的分析。
同时研究了隔热涂料的制备工艺，制备隔热涂料过程中纳米粒子的分散和表征方法，涂料的隔热、反射和基本性能测试方法。
功能填料隔热效果由高到低依次为:六钦酸钾晶须、二氧化硅气凝胶、金红石型钦白粉、空心微珠。
隔热涂料按其作用机理可分为三类:阻隔性隔热涂料、辐射性隔热涂料及反射性隔热涂料。
复合性隔热涂料.隔热涂层的研究基本分为两类:一部分研究者在做材料方面的研究，试图根据材料的导热系数、反射率、发射率、吸收率等热物性参数的需要来选择合适的组分，配制出隔热性能良好的隔热涂料;另一部分研究者则是通过实验研究涂层热物性，特别是涂层表面的太阳辐射反射率对建筑能耗的影响。
红外辐射粉体基料主要是金属氧化物的复合物和碳化物,主要辐射波段在2.5~12μm的范围内,常用的氧化物有Fe2O3、MnO2、NiO、CuO、CoO、Cr2O3、ZrO2、TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、La2O3、CeO等。
其中,用得较多的是过渡金属氧化物,如Fe2O3、MnO2、CuO、CoO 等[5]。
载体粘结剂一般有硅酸盐型(水玻璃)、硅溶胶、磷酸盐型等几类。
对于低温干燥窑炉使用的红外辐射涂料,常用的载体粘结剂为水玻璃和磷酸盐水溶液;对于中高温干燥窑炉使用的红外辐射涂料的粘结剂,常用的为多种微粉或溶胶,一般为SiO2、Al2O3、Cr2O3微粉或溶胶。
英国CRC公司推出的ET-4型红外辐射涂料,其基料的主要组成是ZrO2、SiO2、Al2O3;美国CRC公司推出的C-10A、SBE涂料的粉料组成与英国的ET-4型类似;日本推出的HRC红外辐射涂料的粉料组成是CoO、Cr2O3、Fe2O3、MnO2、SiO2、Al2O3等。
高发射率红外辐射涂料的制备与性能研究
一、高发射率红外辐射涂料的制备与性能研究以价格低廉的过渡金属氧化物Fe2O3和MnO2为主要原料，并以少量的CuO和CoO为辅助料，根据TG-DSC 测试结果，分别在还原气氛和氧化气氛条件下进行了烧成，通过急冷和缓慢冷却制备了红外辐射基料。
在此基础上添加一定量的堇青石和粘结剂，制备了抗热震性能优良的红外辐射涂料，并通过正交试验优化了原料配方。
最后通过XRD、SEM、FT-IR、XPS、光谱发射率测试等现代测试方法对红外辐射涂料的物相、微观结构、内部离子化学价态及辐射性能等进行了表征，主要结果如下：1. 对Fe-Mn-Cu-Co 体系进行了堇青石和粘结剂的掺杂改性，制得了高抗热震性、高辐射率红外辐射涂料，其全红外波段的光谱发射率均在0.85 以上，尤其在 2.5～5μm的近红外波段范围内其光谱发射率接近于黑体。
2. 以Fe2O3为主的红外辐射涂料主要由正尖晶石(CuFe)Fe2O4物相构成，而以MnO2为主的红外辐射涂料主要由反尖晶石CoMn2O4物相构成。
3. 随着MnO2含量的增加红外光谱发射率逐渐增大，当MnO2含量在60wt%左右时，其发射率达到最大值，然后开始呈现下降趋势。
4. 由于还原气氛烧成和急冷使红外辐射基料中Fe、Mn、Cu 和Co 离子呈现了多种化学价态，还原气氛烧成和急冷均有利于提高红外辐射涂料的辐射性能。
5. 堇青石和粘结剂的掺杂对红外辐射涂料的发射率没有明显影响，但大大改善了红外辐射涂料的抗热震性能。
6. 粘结剂添加量对红外辐射涂料的抗热震性能有显著影响，但粘结剂配方对其影响较小。
影响红外辐射材料发射率的因素：(1)材料成分对陶瓷涂层辐射率的影响。
(2)掺杂对陶瓷辐射率的影响。
(3)复合材料有利于提高辐射率。
(4)材料处理工艺对辐射率的影响。
(5) 烧结助剂对陶瓷烧结也起着重要作用。
(6)粘结剂的种类和浓度对涂层材料辐射率有一定的影响。
(7)涂层厚度对辐射率的影响。
(8)材料表面状态对辐射率的影响。
红外高辐射节能涂料的研究与应用
2013 年 第 12 期
2 国内外红外高辐射涂料的研究及应用现状
今天，国外已经开发出了很多性能优异的红外高辐 射节能涂料，而且这些涂料已经得到了广泛的应用。这 其中比较有代表性的有美国 CRC 公司研制的红外辐射涂 料 ；英国 CRC 公司研制的 ET-4 型红外辐射涂料 ；英 国 Harbert Beven 公 司 与 欧 澳 多 国 联 合 研 制 的 Encoat 型 红 外 辐 射 涂 料 ；日 本 CRC 公 司 推 出 的 CRC1100， CRC1500 型红外辐射涂料 ；日本日上公司生产的 HRC 型辐射涂料等 [3]。
1999 年，甘肃工业大学的郝远等人对影响 Fe2O3 基 红外辐射节能涂料发射率的因素进行了研究。他们通过 分析 Fe2O3 基红外辐射节能涂料在不同温度条件下的发射 率曲线来研究影响红外辐射节能涂料发射率的重要因素， 并且通过 x 射线衍射光谱分析对它们的影响机理进行了 初步探讨。最终发现，在涂料中加入 SiC 可以有效提高 涂料的发射率 ；另外通过合理控制预处理工艺也可以提高 涂料的发射率。并且发现涂层的最佳是厚度 0.1 mm[11]。
66││中中国国陶陶瓷瓷││CCHHIINNAA CCEERRAAMMIICCSS││22001133((4499))第第 1122 期期
H·R·C红外辐射涂料在武钢热轧厂的应用
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武钢技术
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科研与生产
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高抗热震性红外辐射节能涂层的制备与性能研究
中图分 类 号 ：Ｔ Ｑ１ ７ ４ 文 献标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：１ ０ ０ １ — ８ ８ ９ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ 一 Ｏ １ ５ ６ — ０ ６
Ｐｒ ｅ ｐａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ Ｐｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ｉ ｎｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ Ｒａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅｎｅ ｒ ｇ ｙ — ｓ ａ ｖ ｉ ｎｇ Ｃｏ ａ ｔ ｉ ｎｇ ｗｉ ｔ ｈ Ｈｉ ｇ ｈ Ｔｈｅ ｒ ｍａ ｌ Ｓｈ ｏ ｃ ｋ Ｒｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎｃ ｅ
陆 磊 ，樊希安 ，胡晓明 ，张坚义 ，吴朝 阳 ，杨 帆 ，蔡新 志
（ １ ． 武汉科技大学钢铁冶金及资源利用教育部重 点实验 室，湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ８ １ ； ２ ． 苏州赛格瑞新材料有限公司 ，江苏 张家港 ２ １ ５ ６ ２ ５ ）
摘要：以堇青石、Ｓ ｉ Ｃ 、Ｃ ｒ ２ ０ ３ 、Ｔ ｉ Ｏ ２ 、Ｓ ｉ Ｏ ２ 为原料，与磷酸盐胶粘 结剂配料混匀后，经机械搅拌制 备红外辐射涂料，采用刷涂的方式在高铝砖基体表面制备红外辐射节能涂层。采用 Ｔ Ｇ — Ｄ Ｓ Ｃ研究分 析红外辐射粉末的热稳定性 ， 利用涂一 ４ 杯和漆膜附着力测定仪对涂料的流动性 能和涂层与基体的结 合强度进行表征 ，采用空冷和水 淬方式研 究涂层 的抗热震性能，并探讨 了 碳 化硅的含 量对涂层红外 发射率的影响。研究结果表 明：胶粉 比为 ２ ： １时，获得的涂料均匀，流动性最好；以磷酸盐胶粘结
高抗热震性红外辐射涂料的实验研究
高抗热震性红外辐射涂料的实验研究
欧阳德刚;赵修建;胡铁山
【期刊名称】《耐火材料》
【年(卷),期】2002(36)4
【摘要】针对红外辐射涂料在不同基体表面上应用时出现的涂层易脱落问题,采用正交实验设计对不同配方的过渡金属氧化物系红外辐射涂料进行了涂层高温抗热震性实验研究.优化配方制得的红外辐射涂料既适用于1Cr18Ni9Ti金属基体又适用于耐火材料基体;与国外相关产品相比,其抗热震性能更佳.
【总页数】3页(P201-203)
【作者】欧阳德刚;赵修建;胡铁山
【作者单位】武汉钢铁集团公司技术中心,武汉,430080;武汉理工大学;武汉钢铁集团公司三炼钢厂
【正文语种】中文
【中图分类】TQ63
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高热震稳定性红外辐射节能涂料的制备与性能
高热震稳定性红外辐射节能涂料的制备与性能赵立英;刘平安;曾凡聪;廖应峰【摘要】以MnO2、Fe2O3、CuO、Co2O3等过渡金属氧化物为原料,经高温固相反应形成具有尖晶石结构的红外辐射粉料,并进一步与莫来石高温焙烧制备复合红外辐射粉料,然后与硅酸盐粘接剂混合制备了高热震稳定性的红外辐射涂料.对材料的结构、理化性能以及耐热震稳定性进行了研究,结果表明:所制备的具有尖晶石结构的红外辐射粉料和复合红外辐射粉料均具有优良的红外辐射性能,室温全波段辐射率分别为0.91和0.90,各个波段内的法向辐射率均在0.92以上;涂覆复合红外辐射涂料后,高铝砖的辐射吸热和热交换能力明显增加,600℃时蓄热能力提高4.99％,1 200℃时蓄热能力提高20.98％;复合红外辐射涂料的膨胀系数和基体膨胀系数匹配性较好,具有良好的耐热震稳定性.【期刊名称】《华南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(042)006【总页数】5页(P46-50)【关键词】节能涂料;耐热震稳定性;红外辐射率;蓄热能力【作者】赵立英;刘平安;曾凡聪;廖应峰【作者单位】华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640;华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640;佛山市康泰威新材料有限公司广东省超硬与电磁功能材料工程技术研究开发中心,广东佛山528216;佛山市康泰威新材料有限公司广东省超硬与电磁功能材料工程技术研究开发中心,广东佛山528216【正文语种】中文【中图分类】TB34;TQ638大量的研究和实际应用表明，在工业窑炉内壁涂覆红外辐射涂料，可以提高窑炉内壁的黑度、物料与辐射波的匹配性，改善炉内热交换，减少热损失，从而提高窑炉的热效率，该类涂料是工业窑炉节能降耗的有效措施之一，且简单易行［1-4］.目前国外性能较好的红外节能原材料主要采用辐射率较高的过渡金属氧化物、氮化物、碳化物和硼化物的多元体系，红外辐射材料的开发重点主要集中在通过高温烧结和掺杂提高红外辐射率方面［5-13］.然而，简单地将各种红外辐射粉料通过机械混合又难以从根本上控制涂层中红外辐射组分的组成与结构，造成涂层的红外辐射性能与节能效果产生波动;高温烧结所使用的红外辐射涂料的原材料成本又比较高;而且目前涂层的抗热震性未得到有效的解决，实际应用中涂层经常出现开裂和脱落等问题;这些不利因素影响了产品的性能和推广应用［14］.针对以上问题，文中以自制的具有稳定尖晶石结构和高辐射率的红外陶瓷粉料与低膨胀系数的莫来石高温焙烧制备复合红外辐射粉料，然后与硅酸盐粘接剂混合配制备了高温红外辐射涂料，并对材料的耐热震稳定性能、红外辐射率和节能效果等进行了分析和验证.1 实验1.1 样品制备将MnO2、Fe2O3、CuO、Co2O3按5:3:1:1的质量比配料，在金坛市威克压片机械制造有限公司生产的SYST200型压力机上压制成型后置于洛阳恒宇电炉厂生产的HY-1600型马弗炉中，在1150℃下烧结2h，得到过渡金属氧化物体系尖晶石固溶体，然后经气流粉碎得到红外辐射粉体.将尖晶石结构的红外辐射粉体和莫来石粉料按质量比4:6混合均匀，压制成块后在1300℃高温下锻烧2h，然后冷却至室温进行破碎和超微细化得到复合红外辐射粉料.将上述尖晶石结构的红外辐射粉料和复合红外辐射粉料分别与粘接剂按质量比1:1混合，高速分散均匀制成红外辐射节能涂料.1.2 结构与性能检测采用日本理学公司生产的D/MAX-ⅢA型X射线衍射仪对粉末进行结构分析，室温，电压为35kV，电流为30mA，Cu靶Kα射线，步长为0.02°，扫描速率为10°/min.采用上海诚波光电技术科技有限公司生产的IRE-2型红外辐射测量仪检测涂层的红外辐射性能.采用热震法对涂层的耐热震稳定性进行测试.将高温红外辐射节能涂料刷在高铝砖耐火材料表面，室温干燥后将样品置于洛阳恒宇电炉厂生产的HY-1600型马弗炉中以10℃/min从室温升至1200℃，然后迅速将样品拿出放在空气中冷却，如此反复实验直至样品表面出现裂纹或脱落为止，记录重复的实验次数.在同一耐火砖上切取φ50 mm的两个干燥样品，其中一个试样表面涂覆高温红外辐射节能涂料;称重，涂覆高温红外辐射节能涂料的试样质量记为m2，空白试样质量记为m1;将试样同时放入加热炉快速升温至实验温度，然后将试样同时取出放入装有600mL纯水的保温容器中，1 min后开始记录水温.空白试样的吸热量Q1、涂覆高温红外辐射节能涂料的试样的吸热量Q2分别按下式计算:式中:c为水的比热容;Δt为水温的升高值，按最高温差计算;m为水的质量.涂覆高温红外辐射节能涂料后蓄热能力变化Δη按下式计算:将1200℃烧结2 h后得到的材料制成尺寸为25mm×4mm×4mm的样品，用德国Netzsch公司生产的DIL402C型热膨胀仪测量样品的线性膨胀率并计算其热膨胀系数(CTE).测试温度范围为35～900℃，升温速率为5℃/min，测试在空气气氛中进行，参考材料为Al2O3棒.2 结果与分析2.1 XRD分析结果具有尖晶石结构的红外辐射粉料和复合红外辐射粉料的XRD图谱如图1所示.图1 红外辐射粉料的XRD图谱Fig.1 XRD patterns of infrared radiation powder由图1(a)可知，固相反应合成温度为1150℃时，Co3+进入锰尖晶石结构中的部分八面体空隙形成主晶相为CoMn2O4的立方尖晶石结构.这是因为Co3+的八面体占位能为79.55 J/g，而Fe3+、Cu2+的八面体占位能分别为0、63.64J/g，所以Co3+更容易进入锰尖晶石结构中的八面体空隙［15］.对比分析图1(a)、1(b)可见，高温烧结后的复合红外辐射粉料中CoMn2O4对应衍射峰的相对强度与尖晶石结构红外辐射粉料中CoMn2O4的衍射峰强度完全一致.这表明过渡金属氧化物中的立方尖晶石与六方莫来石之间未发生明显的高温固相反应.复合红外辐射粉体的各组元之间具有良好的高温化学稳定性，有利于在高的工作温度下红外辐射涂层保持其物相结构和红外辐射性能的稳定性.2.2 红外辐射率红外辐射率的高低是评价材料红外辐射性能优劣的关键指标，单一的过渡金属氧化物在1～5 μm波段内的光谱辐射率相对较低，一般在0.7左右，其强红外辐射机制主要依赖于晶格振动的多声子辐射与吸收［16］.采用多种过渡金属氧化物进行简单的机械混合，并不能改变材料的微观物相结构，仍不能摆脱多声子辐射与吸收机制的限制［16］.各波段范围内测得的具有尖晶石结构的红外辐射粉料的辐射率(ε1)和复合红外辐射粉料的辐射率(ε2)如表1所示.其中F1表示法向全波段，F2、F7分别表示8μm、14 μm前截止的波段，F3、F4、F5、F6分别表示以8.3、9.5、10.6、12.5μm为中心波长、带宽为1μm的窄波段.表1 各波段范围内红外辐射粉料的辐射率Table 1 Emissivity of infrared radiant powders in different wave band?由表1可知，文中制备的具有尖晶石结构的红外辐射粉料和复合红外辐射粉料均具有优良的红外辐射性能，室温下全波段的辐射率分别为0.91和0.90，各个波段内的辐射率均在0.92以上，这与其特定的晶体结构特点紧密相关.以 MnO2、Fe2O3、CuO、Co2O3等过渡金属氧化物经高温固相反应形成的高辐射率红外辐射粉料具有稳定的尖晶石结构，莫来石硅酸盐矿物材料也具有良好的红外辐射性能，在高温烧结固溶反应过程中离子掺杂和晶格畸变等影响了材料的结构对称程度，使原子和分子的振动及转动形式更加复杂多样，受热激发时发出宽频的红外辐射光谱，从而提高了红外辐射涂料在全波段和各波段内的辐射率［17-18］.通过强化材料的自由载流子及杂质能级的电子跃迁辐射机制，提高了粉料和涂层的红外辐射性能.2.3 涂层蓄热能力高温复合红外辐射涂料对高铝砖耐火材料蓄热能力的影响如表2所示.表2 不同温度下的蓄热能力Table 2 Heat storage capacity at different temperatures?由表2可知，在高铝砖表面涂覆高温复合红外辐射涂料后，在600℃时蓄热能力提高了4.99%，1200℃时蓄热能力提高了20.98%.这是因为高铝砖的发射率一般为0.6左右，而复合高温红外辐射涂料的发射率在0.9以上.由传热学斯忒藩-玻尔兹曼定律可知，材料的热能吸收与绝对温度的四次方成正比，即Eb=σ0εT4，随着温度和发射率的升高，涂层的辐射传热和吸热能力急剧增强［19］，涂层与基材的温差增大使涂层与高铝砖耐火材料的热交换能力明显提高.文中研制的高温红外辐射涂料可在不改变燃料种类、不增加蓄热体换热面积的情况下，通过提高材料的蓄热能力来达到节能减排的效果.2.4 耐热震稳定性将所制备的具有尖晶石结构的红外辐射粉料和复合红外辐射粉料分别与水玻璃粘接剂配成涂料涂覆在耐火材料表面，反复进行30次以上的耐热震稳定性测试，发现具有尖晶石结构的红外辐射涂层开裂和脱落面积小于5%，而复合红外辐射涂层未出现裂纹和脱落.具有尖晶石结构的红外辐射涂层和复合红外辐射涂层的热膨胀曲线如图2所示.计算可知，在35～900℃的范围内具有尖晶石结构的红外辐射涂层的CTE为9.28×10-6/℃，复合红外辐射涂层的CTE为7.88×10-6/℃.目前热风炉蓄热体主要是高铝砖，其平均CTE为8×10-6/℃，热膨胀系数与文中研制的复合红外辐射涂层接近，大大降低了由于涂层和基体膨胀系数不匹配而产生的热应力.因此，红外辐射涂层具有良好的耐热震稳定性能.图2 红外辐射涂层的热膨胀曲线Fig.2 Thermal expansion curves of infrared radiant coatings3 结论通过XRD、热膨胀仪、红外辐射测量仪等对制备的高温红外辐射节能涂料进行研究，得出以下主要结论:(1)制备的具有尖晶石结构的红外辐射粉料和复合红外辐射粉料均具有优良的红外辐射性能，室温下全波段的辐射率分别为0.91和0.90，各个波段内的辐射率均在0.92以上.(2)在高铝砖蓄热体表面涂覆高温复合红外辐射涂料后，蓄热体辐射吸热和热交换能力明显增加，高铝砖在600℃时蓄热能力提高了4.99%，1200℃时蓄热能力提高了20.98%.(3)复合红外辐射涂料的膨胀系数和基体膨胀系数匹配性较好，显著提高了涂层的耐热震稳定性能.参考文献:［1］ Theocharous E，Deshpande R，Dillon A C，et al.Evaluation of a pyroelectric detector with a carbon multiwalled black coatings in the infrared［J］.Applied Optics，2006，45(6):1093-1097.［2］ He D L，Dong F Q，Liu J Q，et al.Development and application offar infrared functional materials［J］.Journal of Functional Materials，2008，39(5):709-712.［3］赵立英，廖应峰.高温红外辐射涂料的研制及其节能效果［J］.工业加热，2013，42(4):25-28. 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辐射固化涂料的耐热性能研究
辐射固化涂料的耐热性能研究摘要：辐射固化涂料是一种在紫外线或电子束的辐照下，通过聚合反应快速固化的涂料。
该研究旨在探讨辐射固化涂料在高温环境下的耐热性能，以提供相关行业在高温条件下选择合适涂料的依据。
本研究采用实验分析的方法，结合现有文献资料和相关数据，分析了辐射固化涂料的原理、组成和耐热性能，总结了影响辐射固化涂料耐热性能的因素。
研究结果表明，辐射固化涂料具有较好的耐热性能，但在高温条件下，仍然存在一定的限制。
本研究对辐射固化涂料在高温环境下的应用提供了理论参考。
关键词：辐射固化涂料；耐热性能；高温环境引言辐射固化涂料是一种利用紫外线或电子束的辐照能量，通过引发聚合反应来快速固化的涂料。
相对于传统的热固化涂料，辐射固化涂料具有固化速度快、节能环保、无挥发性有机物（VOCs）的优点。
因此，辐射固化涂料在涂料行业中得到了广泛的应用。
然而，在一些高温环境下，涂料需要具备较好的耐热性能，以保证表面涂层的稳定性和耐久性。
因此，研究辐射固化涂料在高温环境下的耐热性能，对于相关行业在高温条件下选择适合的涂料具有重要意义。
辐射固化涂料的原理和组成辐射固化涂料通过紫外线或电子束的辐照引发聚合反应，完成涂料的固化过程。
在辐照过程中，涂料中的特定单体会引发自由基聚合反应，快速形成强度高、耐磨性好的聚合物结构。
辐射固化涂料的组成主要包括以下成分：1. 单体：单体是辐射固化涂料的基础成分，它是通过辐射能激发的自由基引发聚合反应的物质。
常用的单体包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等。
2. 光引发剂：光引发剂是辐射固化涂料中的重要组成部分，它能够吸收紫外线或电子束的能量，并将其转化为引发剂的激活能量。
常用的光引发剂包括苯基甲酮、戊二酸二苯乙酯等。
3. 助剂：助剂是为了提高辐射固化涂料的性能而添加的辅助成分，如增稠剂、抗氧化剂等。
辐射固化涂料的耐热性能辐射固化涂料的耐热性能是指涂层在高温环境下所能承受的温度范围和性能稳定性。
以下几个因素会影响辐射固化涂料在高温环境下的耐热性能。
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收 稿 日期 ２ ０ －８３ 修 订 日期 ：０ １１－２ ０ ｉ０ —ｉ ２ ０ —００
作 者简 介 ： 阳德 刚 （９ ４ ） 男 ． 西吉 安 ＾ ， 短 工 程 师 ， 欧 １ ６一 ． 江 高 从
事 热 能与 无 机 非 盘 属 材料 研 究 工 作 ｌ 赵 修 建 （９ ９ ） ， １ ５ 一 ． 湖南 衡用 人 ， 授 ． 事 无机 非 教 从 盘 届 材料 研 究 工 作 胡甓 山 （９ ９ ） 男 ． １ ４ 一 。 胡北 宜 昌＾ ， 级 工 程 师 。 事 高 从 耐火 材 料 研 究 工 作
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《 业 加 燕 ｝ ０ １年 第 ８期 工 ８０
文 章 编 号 ：１ ０ — ６ ９ ２ ０ ） ６ ０ ２ 一 ４ ０ ２１ ３ （０ １０ —０ ２Ｏ
高抗 热 震 性 红 外 辐 射 涂 料 的 实验 研 究
欧 阳 德 刚 ， 修 建 。 胡 铁 山 。 赵 ，
１ 前 言
之 间结 合力 不 强 、 热 震性 能 差是 其 中 一个 重 要原 抗 因； 然而 ， 载体粘结 剂 的 附着力 大小 问题 和涂 料粉体 基 料与 载体粘结 剂 之间 的相互 适应 问题 则是 影响 红 外 涂层剥 落 的主要 因素 。 因而 ， 本文从 辐射粉体 基 料
与 载 体 粘 结 剂 两 方 面 出 发 ， 行 高 抗 热 震 性 红 外 辐 进
红外 辐射 涂料 是 由辐 射粉体 基料 和载体粘 结剂 两部分组 成 。辐射 粉体基 料 为红外辐 射涂料提 供高 辐射率 性 能 ； 载体 牯结 刺 则起 着将 辐 射 粉体 基料 而 牢 固地 粘接 于金 属 或非 金 属 基 体表 面的 作 用“ 。 综 合 国内红外 辐 射涂 料 在工 业炉 上 的 应用情 况 ； 目
液
， 有 一 家 报 道 是 以 ＳＯ 一 。 胶 为 仅 ｉ ＡＩ 溶 Ｏ
２ ２
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《 Ｉ业 加 热 ｝０ １ 第 ６期 ２０ 年
载 体粘结 剂 的主要 成分 ， 涂料 使用 性 能较 优口 且 据 此 ， 文 选 定 ＳＯ 溶 胶 、 １ 粉 、 ｒ 粉 、 本 ｉ Ａ。 微 Ｏ Ｃ。 微 Ｏ ＣＯ ｒ 化 学 试 剂 等 为 载体 粘 结 剂 的 主 要 原 材 料 ， 料 材 的 来 源 为 市 售 硅 溶 胶 、 火 材 料 用 ｎ或 ｐＡｌ 微 耐 － Ｏ； 粉 、 售 颜料级 Ｃ 。 微粉 。 市 ｒＯ， 辐 射 粉 体 基 料 是 影 响 涂 料 红 外 辐 射 性 能 的 主 要 因 素 。 据 国 内 外 相 关 研 究 资 料 表 明 ， 渡 金 属 氧 化 根 过
２１ ． 原材 料 的选择
由国外 红 外 辐射 涂 料 研制 的相关 资料 可 知 ， 对
于 低 温 干 燥 炉 窑 使 用 的 低 温 远 红 外 辐 射 涂 料 ， 用 常
的 载体牯 结 剂为 水玻 璃 和 磷酸 盐 水溶 液 ； 对于 中高 温红外 辐 射涂 料 的载 体粘 结 剂 ， 国外 资 料对 此 保 密 甚严 ， 难 知 晓 ； 从 其 报 道 的 使 用 效 果 及 寿 命来 很 但 看， 其所用 的 载体 牯结剂 不是 简单 的无 机盐 粘结剂 ， 应该含 有 多 种微粉 或 溶胶 Ｌ 】 。根 据 国内相 关 资 料报 道 ］ 国 内 中高温 红 外 辐 射 涂 料 所 采 用 的 载 ，
３ Ｔｈ ｉｄ Ｓ ｅ １ ａ ｔ ｒ ｆ ｅ Ｔｈ ｒ ｔ ｅ ｃｏ ｙ ｏ Ｆ Ｓ ＣＤ，Ｗ ａ ａ ３ ０ ３ ｈ ｎ ４ ０ ８ ＋Ｃｈ ｎ ） ｉａ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅｐ ｏ ｌｍ — ｔ ｅ ｃ ａ ｓｆ ｌ ｏ ｆｅ ｓｌ ｅ ｎ ｒ ｒ ｄ ｒ ｄ ａ ｔ ｏ ｔ ｇ ｉ ｕ ｅ ｎ ｄｆｅ ｅ ｔｓ ｒ ａ ｅ ｆｉ ｄ ｓ ｓｄ ｏ ｈ ｒ ｂｅ — ｈ ｏ ｔ ａ ｌ ｆ ａ ｉ ｗｈ ｎ ｉｆ ａ ｅ ａ ｉ ｎ ａ ｉ ｓ ｓ ｄ ｏ ｉｆｒ ｎ ｕ ｆ ｃ ｓ ｏ ｕ — ｙ ｃ ｎ ｎ ｔｉ ｌｆ ｒ ａ ｅ ｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｔ ｄ ｎ ｉ ｆａ ｅ ａ ｉｎ ｏ ｔｎ ｔ ｉｈ ｔ ｅ ｍａ ｈ ｃ ｅ ｉｔｎ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｗｅ ｅ ｄ ｎ ｒ ｕ ｎ ｃ ，ｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｌ ｓｕ ｙ ｏ ｎ ｒ ｄ ｒ ｄ ａ ｔｃ ａ ｉ ｇ ｗｉｈ ｈ ｇ ｈ ｒ ｌ ａ ｋ ｒ ｓｓ ｉ ｇ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｒ ｏ ｅ ｒ ｓ ｗｉｈ ｔａ ｓｔｏ ｔ ｌ ｘ ｄ ｓａ ａ ｉｎ ａ ｉ ｔ ｒａ ｎ ｏ ｌ ｘ ｓｌ ｏ ｏ ｌ ｓ ［ ｇ ｔ ｅｍａ ｎ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｔ ｄ ｅ ｉ ｅ ｏ ｏ ｔ ｇ ｔ ｒ ｎ ｉｉｎ ｍｅ ａ ｏ ｉ ｅ ｓｒ ｄ ａ ｔｂ ｓｃｍａ ｅ ｌ ｄｃ ｍｐ ｅ ｉ ｃ ｎ ｃ ｌ ｏ ａ ｈ ｉ ｏ ｏ ｅ ｔｏ ｈ ｓ ｖ ｆ ａ ｉ ｉ ａ ｉ ｏ ａ ｃ ｎ ｃ ｒ ｉｒ ａ ｒｅ ．Ｔｈ ｎ ｕ ｔ ｉｌ ｘ ｅ ｉ ｎ ｎ ｈ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔｅ ｅ ｔ ｉ ｕ ｎ ｃ ｔ ｈ ｎ ｒ ｒ ｄ ｒ ｄ ａ ｔ ｏ ｔｎ ｓ ｄ ｎ ｔ ｏ ｄ ｅ ｅ ｉ ｄ ｓ ｒａ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｅ ｔｔ ｅ ｔ ｎ ｌｃ ｒ ｆ ｒ ａ ｅ ｗｉｈ ｔ ｅ ｉ ｆａ ｅ ａ ｉ ｎ ａ ｉ ｇ ｗａ ｏ ｅ ｗｉｈ ｇ ｏ Ｌ ｅ ｃ ｃ
２ ２
３
表 ３ 因素 、数 ； 不 对粉体 基 料 进行 热 膨胀 系 数 若
调整 ， 往会 因为涂 层与 基体之 间热膨胀 不一致 ， 往 导 致 涂 层 与 基 体 接 触 界 面 上 热 应 力 较 大 ， 起 涂 层 脱 引
表 ２ 因素 、 平 设 置 情 况 表 水
２ ２ 红外辐 射涂料配 方 的设计 ．
对 于 辐 射 粉 体 基 料 的 配 方 设 计 ， 文 综 合 考 虑 本 辐 射 性 能 与 材 料 成 本 两 方 面 的 因 素 ， 国 内外 有 关 在 烧 结 辐 射 基 料 研 制 文 献 报 道 的 基 础 上 ， 定 了 两 个 确 辐射性 能 优 良的实验 配方 ， 体是 ： 配 方 Ｆ ： 具 Ａ ｅＯ； Ｃ Ｏ ： Ｏ Ｃ ２ 的 重 量 比 为 ６： ｕ Ｍｎ ２： ｏＯ３ ｌ： ２：ｌ Ｂ配 ， 方 Ｆ ： Ｏ ： Ｏ Ｃ ２ 的 重 量 比 为 ２ ５： ｅＯ３ Ｃｕ ｚ Ｍｎ ２； ｏＯ３ ． ０ ９： ． ０ ９ ． ５ ７： ． 。各 配 方 的 烧 结 温 度 皆为 ｌ２ ０ ℃ 。 ０ 根 据 资 料 报 道 得 知 ， 渡 金 属 氧 化 物 烧 结 辐 射 过 基 料 的 热 膨 胀 系 数 较 大 ， 般 皆 大 于 涂 层 基 体 材 料 一
ｆｅ ｓ ｇ ｎｅ ｅ ｔ ａｉ ｄ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｎ ｒ ｒ ｄ；ｒ ｄ ａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｇ；ｔ ｅ ｍａ ｈ ｃ ｅ ｉｔ ｇ ｐ ｒ ｏ ｍａ ｃ ；ｂ ｓ ａ ｅ ｉ ｌｃ ｒ ｌｒ ｄ ｅ ｉｅ ｙ ｗｏ ｄ ：ｉ ｆ ａ ｅ ａ ｉｔ ；ｃ ａ ｉ ｏ ｎ ｈ ｒ ｌｓ ａ ｋ ｒ ｓｓ ｉ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ａ ｉ ｍ ｔ ｒ ａ ； ｒｅ ；ａ ｈ ｓ ｖ ｎ ｃ ａ
基 料 、 台 硅 溶 腔 为 涂料 载 体牯 结 剂 主 要 成 分 ， 行 了高 抗 热 震 性 ／ ＇ 射 涂 料 的 实 验 研 究 ｔ 在 热 处 理 电 炉上 进 行 了 工 业 复 进 ｃ￣ 辐 ｂ 并 性 试 验 ， 得 了 良好 的试 验效 果 。 取 关 键 词 外 ｝ 射 ； 红 辐 涂料 ； 热 震性 ｝ 料 ｛ 体 ； 结剂 抗 基 载 牯
４ ２
３
３
落 。我 国学 者在 以前 的红 外辐 射涂料研 制 中往 往忽
视 了 涂 层 与 基 体 之 间 热 膨 胀 不 一 致 的 问 题 ， 可 能 这 是 红 外 辐 射 涂 料 在 实 际 应 用 中经 常 出 现 脱 落 现 象 的
一
２
２
２
８
３
前 大 多 数 市 售 红 外 辐 射 涂 料 仅 能 用 于 耐 火 材 料炉 衬
射 涂料 的实 验 研究 ， 以充 分 发挥 红 外辐 射 涂料 的 节
能 效果 。 ２ 实 验 方 法
上 ， 且 时常 出现涂层 脱 落 现象 ； 外 ， 用于 高温 并 此 能
金 属 （ ： 阻 带 、 护 气 氛 金 属 炉 罩 等 ） 面 的 红 外 如 电 保 表 辐 射 涂 料 商 品 还 很 少 ， 且 往 往 出 现 严 重 的 脱 落 现 并 象 。 于 红 外 涂 层 的 脱 落 问 题 ， 重 制 约 了辐 射 涂 料 由 严 节 能 效 果 的 发 挥 。究 其 原 因 ， 为 涂 层 与 基 体 认
（ １武 铜 技 术 中心 ， 湖北 武 汉 ４ ０８ ；． 设 理工 大学 ， 北 武 汉 ３００２武 湖 ４ ０ ７ ￣． ３ ００ ３ 武钢 三炼 钢 厂 ， 北 武 汉 湖 ４０８ ） ３ ０ ３
摘 要 ：针 对 红外 辐 射 涂料 在工 业 炉 不 同基 体 表 面 上 应 用时 出现 的涂 层 屠 脱 落 问 题 ， 以过 渡 金属 氧 化物 为 ｔ￣ 辐 射 涂 料 的 辐 射 ｚ＇ ｂ
ＯＵＹＡＮＧ — ａ 。Ｚ Ｄｅ ｇ ＨＡＯ ｕ ｊ ｎ ，ＨＵ ｅｓ ａ Ｘｉ—ａ 。 ｉ Ｔｉ—ｈ ｎ
（ ． ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｅ ｆＷ Ｉ Ｃ ，Ｗ ａ ａ ３ ０ ０，Ｃ ｉ ａ ２ Ｗ ｕ ａ １Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙＣｅ ｔｒｏ Ｓ Ｏ ｈ ｎ４ ０ ８ ｈ ｎ ；． ｈ ｎＵ ｎｖ ｒｉｙｏ ｃ ｎ ｌｇ Ｗ ａ ａ ３ ０ ０・Ｃｈｎ ｌｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏｏ ｙ。 ｈ ｎ４ ０ ７ ｉａ；
个 重 要 原 因 。根 据 国 内 外 学 者 近 期 的研 究 成 果 可