一种低热红外发射率的绝热保温涂层及其制备方法技术

一种低热红外发射率的绝热保温涂层，该涂层的厚度为1

【技术实现步骤摘要】
一种低热红外发射率的绝热保温涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于涂敷材料
，具体涉及一种低热红外发射率的绝热保温涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]能耗大、工业节能率低是影响工业经济发展的重要因素，而造成能耗大、工业节能率低的一个很重要的原因就是能源利用率低。实现能耗下降的主要方向之一是提高工作温度高、需要大量能源和高耗能电力维持生产的高温设备的节能率。然而目前应用于高温设备的保温材料主要有矿棉、 岩棉、 硅酸钙、硅酸铝纤维制品等，这些传统的保温材料存在着高温条件下换热系数高、隔热效果不理想等问题，造成设备能源损耗大。由于在高温环境下，红外辐射传热是主要的能量传递方式，而目前使用的隔热材料虽然在红外热辐射电磁波波段有较好的热辐射能力，可以通过降低热导率减小换热速度，但是其自身具有较强的热辐射能力，从而限制了换热能力的进一步下降，极大影响了其保温性能。同时，由于目前常用的隔热材料具有较大的辐射换热系数，使得其在高温设备中使用时需要制备成较厚的保温层（厚度通常在100mm以上），导致资源浪费的同时也使得高温设备内的空间无法得到充分的利用，降低了生产效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的上述问题，提供一种能够有效提高保温性能、减少材料厚度的低热红外发射率的绝热保温涂层及其制备方法。
[0004]为实现以上目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种低热红外发射率的绝热保温涂层，所述涂层的厚度为1
‑
10mm，其原料组成包括微纳米颗粒，所述微纳米颗粒为红外辐射的消光效率因子大于等于1的材料，其粒径为100nm
‑
10μm。
[0005]所述微纳米颗粒采用的材料为KBr、NaBr、NaCl、KCl、AgCl、TiO2、Si、Ge、ZnS、ZnSe 中的至少一种。
[0006]所述涂层的原料组成还包括助剂，所述助剂为无水乙醇或聚乙烯粉体。
[0007]当所述助剂为无水乙醇时，其与微纳米颗粒的重量比为0.7
‑
0.85:1；当所述助剂为聚乙烯粉体时，其与微纳米颗粒的重量比为1:5
‑
10，聚乙烯粉体的粒径为1
‑
10μm，涂层内部结构为聚乙烯粉体包裹微纳米颗粒。
[0008]一种低热红外发射率的绝热保温涂层的制备方法，依次包括以下步骤：步骤一、将微纳米颗粒所需材料球磨至所需粒径以得到微纳米颗粒；步骤二、先将微纳米颗粒与助剂混合均匀以得到涂层原料，再将涂层原料压制成型后烘干即得到绝热蓄热涂层。
[0009]当微纳米颗粒所采用的材料为水溶性材料时，所述步骤一还包括微纳米颗粒的疏水改性操作，具体为：先将球磨后的微纳米颗粒与十二烷基硫酸钠按3
‑
7:1的重量比混合均
匀，再将该混合物球磨至所需粒径即可。
[0010]所述助剂为无水乙醇或聚乙烯粉体；当所述助剂为无水乙醇时，其与微纳米颗粒的重量比为0.7
‑
0.85:1，步骤二中所述压制成型的压力为4
‑
5MPa，温度为80
‑
100℃；当所述助剂为聚乙烯粉体时，其与微纳米颗粒的重量比为1:5
‑
10，步骤二中所述压制成型的压力为10
‑
15MPa，温度为100
‑
110℃。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术一种低热红外发射率的绝热保温涂层采用了粒径为100nm
‑
10μm且红外辐射的消光效率因子大于等于1的颗粒材料，一方面，由于所选材料自身热辐射能力差，在使用时具有温度差的不同区域之间无法通过热辐射换热；另一方面，该涂层具有纳米颗粒堆积结构，颗粒之间为点接触，传热通道很窄、传热路径很长，可以有效抑制固相传热能力，且微纳米颗粒间小于空气自由程的间隙使得空气对流无法形成，材料内部的对流换热被有效抑制，同时，颗粒的微米级尺寸可以实现对热红外辐射的有效散射，隔绝高低温环境之间的直接辐射换热，该设计不仅可以有效减少高温设备因散热而损失的能量，提高设备的效率，而且使得涂层的厚度可降低至1mm，显著增加了高温设备的有效使用空间，改善了高温设备的结构。因此，本专利技术不仅能够有效提高保温性能，而且显著减少了材料的厚度。
附图说明
[0012]图1为本专利技术涂层的结构原理图。
[0013]图2为KCl涂层与SiO2涂层的保温曲线对比图。
[0014]图3为TiO2涂层与SiO2涂层的保温曲线对比图。
[0015]图4为Ge涂层与SiO2涂层的保温曲线对比图。
[0016]图5为ZnS涂层与SiO2涂层的保温曲线对比图。
[0017]图6为KCl涂层与SiO2涂层的降温曲线对比图。
[0018]图7为TiO2涂层与SiO2涂层的降温曲线对比图。
[0019]图8为Ge涂层与SiO2涂层的降温曲线对比图。
[0020]图9为ZnS涂层与SiO2涂层的降温曲线对比图。
[0021]图10为KCl与SiO2的消光散射吸收对比图。
[0022]图11为Ge与SiO2的消光散射吸收对比图。
[0023]图12为TiO2与SiO2的消光散射吸收对比图。
[0024]图13为ZnS与SiO2的消光散射吸收对比图。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施方式和附图对本专利技术作进一步的说明。
[0026]参见图1，一种低热红外发射率的绝热保温涂层，所述涂层的厚度为1
‑
10mm，其原料组成包括微纳米颗粒、粘结剂，微纳米颗粒为红外辐射的消光效率因子大于等于1的材料，其粒径为100nm
‑
10μm。
[0027]所述微纳米颗粒采用的材料为KBr、NaBr、NaCl、KCl、AgCl、TiO2、Si、Ge、ZnS、ZnSe 中的至少一种。
[0028]所述涂层的原料组成还包括助剂，所述助剂为无水乙醇或聚乙烯粉体。
[0029]当所述助剂为无水乙醇时，其与微纳米颗粒的重量比为0.7
‑
0.85:1；当所述助剂为聚乙烯粉体时，其与微纳米颗粒的重量比为1:5
‑
10，聚乙烯粉体的粒径为1
‑
10μm，得到的涂层内部结构为聚乙烯粉体包裹微纳米颗粒。
[0030]一种低热红外发射率的绝热保温涂层的制备方法，依次包括以下步骤：步骤一、将微纳米颗粒所需材料球磨至所需粒径以得到微纳米颗粒；步骤二、先将微纳米颗粒与助剂混合均匀以得到涂层原料，再将涂层原料压制成型后烘干即得到绝热蓄热涂层。
[0031]当微纳米颗粒所采用的材料为水溶性材料时，所述步骤一还包括微纳米颗粒的疏水改性操作，具体为：先将球磨后的微纳米颗粒与十二烷基硫酸钠按3
‑
7:1的重量比混合均匀，再将该混合物球磨至所需粒径即可。
[0032]所述助剂为无水乙醇或聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低热红外发射率的绝热保温涂层，其特征在于：所述涂层的厚度为1
‑
10mm，其原料组成包括微纳米颗粒，所述微纳米颗粒为红外辐射的消光效率因子大于等于1的材料，其粒径为100nm
‑
10μm。2.根据权利要求1所述的低热红外发射率的绝热保温涂层，其特征在于：所述微纳米颗粒采用的材料为KBr、NaBr、NaCl、KCl、AgCl、TiO2、Si、Ge、ZnS、ZnSe 中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的低热红外发射率的绝热保温涂层，其特征在于：所述涂层的原料组成还包括助剂，所述助剂为无水乙醇或聚乙烯粉体。4.根据权利要求3所述的低热红外发射率的绝热保温涂层，其特征在于：当所述助剂为无水乙醇时，其与微纳米颗粒的重量比为0.7
‑
0.85:1；当所述助剂为聚乙烯粉体时，其与微纳米颗粒的重量比为1:5
‑
10，聚乙烯粉体的粒径为1
‑
10μm，涂层内部结构为聚乙烯粉体包裹微纳米颗粒。5.一种权利要求1所述的低热红外发射率的绝热保温涂层的制备方法，其特征在于：所述制备方法依次包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏志林，宋睿辰，方震，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：