专利名称：高温耐火黑色涂料及其制法和应用的制作方法
技术领域：
本发明属于涂料范畴，具体涉及一种高温耐火黑色涂料。
背景技术：
硅酸铝纤维及其制品或其他高温耐火、隔热材料在高温下使用时，由于受高温作用会产生掉渣、裂纹，从而影响耐火材料的质量或产品的质量。目前，一般采用表面涂料对其表面进行处理，以防止耐火材料表面掉渣或裂纹。经常使用的涂料有高温耐火涂料(使用温度为1400℃)、中温耐火涂料(使用温度为1200℃)，其填料多采用高铝细粉、铝矾土；粘结剂多为水玻璃、磷酸二氢铝、其化学组成多为Al2O3和SiO2，该类涂料在高温下使用时，同样易产尘裂纹；且其中的粘结剂所带入的钾、钠等杂质成分对耐火隔热制品有腐蚀作用，也降低了耐火隔热制品的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是研制一种高温耐火黑色涂料及其制法和应用。该涂料对硅酸铝纤维及其制品或其他高温耐火、隔热材料处理后，不会产生掉渣、裂纹，具有装饰和保护耐火制品的作用。
利用Fe-Cr-Ni-Mn-Co色系，通过加色法原理，将氧化铁、氧化铬、氧化镍、氧化锰、氧化钴、氧化铝、氧化硅、石墨等粉料按合适的配比混合，经过煅烧热处理、加水球磨至一定的细度，加入一定比例的粘结剂和添加剂，制成的具有装饰和保护耐火制品的涂料。该涂料的颜色在常温下和高温煅烧后显黑色。
本发明的技术方案是研制一种高温耐火黑色涂料，其特征是该耐高温黑色涂料的重量百分组成为氧化铁Fe2O3(Ferric oxide，三氧化二铁)20～40％，氧化铬绿Cr2O3(Chromium oxide green，三氧化二铬) 20～35％，氧化高镍Ni2O3(Nickel sesquioxide，三氧化二镍)10～23％，二氧化锰MnO2(Manganese dioxide)8～20％，氧化高钴Co2O3(Cobaltic oxide，三氧化二钴)5～12％，氧化锆ZrO3(Zirconium trioxide，) 2～10％，氧化铝Al2O3(Aluminium oxide，矾土) 5～10％，石 墨C(Graphite) 0～5％，氧化硅SiO2(Silicon dioxide，硅石) 5～10％。
本发明还提供了上述的高温耐火黑色涂料的制法，其特征是(1)所述的原料按配比混匀后，在850～1400℃热处理5～8h；(2)热处理后的混合粉料，待其冷却至室温，加水球磨，加水时按重量比，混合粉料∶水＝1∶0.2～1；球磨至粒径达到200～1000目；
(3)球磨后的涂料添加粘结剂和添加剂，添加的重量比例为球磨后的涂料∶粘结剂＝1∶0.05～0.3；球磨后的涂料∶添加剂＝1∶0.01～0.1；混匀制得耐高温黑色涂料成品。
上述的粘结剂为硅酸钠、氧化铝溶胶和聚乙烯醇、改性有机硅油和/或二氧化硅溶胶；上述的添加剂为羧甲基纤维素、硅烷偶联剂和/或硅胶粉。
本发明亦提供了上述的高温耐火黑色涂料的应用，其特征是将所述的耐高温黑色涂料成品，调成浆状机械喷涂或手工涂覆于硅酸铝纤维制品及其它耐高温制品的表面，涂层厚度为0.1～5mm，晾干后即可；调制时按下述重量比例加水耐高温黑色涂料成品∶水＝1∶0.2～1。
本发明的优点是1.本发明的涂料可涂覆于硅酸铝纤维制品及其它耐高温制品的表面，具有装饰和抗冲刷作用，抗热震性好，常温下显黑色，高温状态下呈现出红色，具有远红外辐射作用。
2.该涂料在1300℃以下使用时，可有效的提高陶瓷纤维制品及其他耐火制品的抗冲刷性能，并具有装饰、抗热震性的作用。该产品涂在陶瓷纤维或耐火材料等制品的表面，能使之外观与传统的木炭颜色相似，同时该涂料具有远红外辐射作用，可以提高能源的有效利用率。
具体实施例方式
本发明是将氧化铁、氧化铬、氧化镍、氧化锰、氧化钴、氧化铝、氧化锆、氧化硅、石墨等粉料按合适的配比混合，经过热处理、加水球磨至一定的细度，加入一定比例的粘结剂和添加剂，制成的具有装饰和保护耐火制品的涂料。
本发明所需的氧化铁、氧化铬、氧化镍、氧化锰、氧化钴、氧化铝、氧化硅、石墨、氧化锆等粉料的粒度应在100～800目之间。为保证混合均匀，各类粉料的粒度应保持一致。
按上述比例混合均匀后的粉料要进行热处理，热处理温度应控制在850～1400℃之间，并应保持一定时间。保持的时间长度应根据热处理温度确定，温度高时应相应降低处理温度，温度低时应适当延长热处理温度。其热处理时间在5～8小时为宜。
该涂料使用方法通常采用手工涂抹或机械喷涂的方法进行，涂层厚度通常为0.1～5mm之间。无论采用哪一种使用方法，都应保证涂层厚度均匀一致。
实施例1原料重量组成Fe2O340份，Cr2O320份，Ni2O315份，MnO28份，Co2O35份，ZrO22份，Al2O35份，SiO25份；工艺过程(1)所述的原料按配比混匀后，将其放入热处理炉内，在850～950℃热处理7～8h；(2)热处理后的混合粉料，待其冷却至室温，加水球磨，加水时按重量比，混合粉料∶水＝1∶1；球磨至粒径达到900～1000目；(3)球磨后的涂料添加粘结剂和添加剂，添加的重量比例为球磨后的涂料∶粘结剂＝1∶0.3；粘结剂用氧化铝溶胶和聚乙烯醇；添加剂为羧甲基纤维素，添加的重量比例为球磨后的涂料∶添加剂＝1∶0.1；混匀制得耐高温黑色涂料成品。
该高温耐火黑色涂料的应用，将所述的耐高温黑色涂料成品，调成浆状机械喷涂于硅酸铝纤维制品或其它耐高温制品的表面，涂层厚度为0.1～5mm，晾干后即可；调制时按下述重量比例加水耐高温黑色涂料成品∶水＝1∶1。
利用上述方法制得的涂料颜色为黑色，该涂料被涂抹于普通耐火纤维板的表面，在900℃×24小时煅烧处理时，表面不掉渣、不裂纹，黑色表面颜色不发生变化。
实施例2原料重量组成Fe2O320份，Cr2O325份，Ni2O323份，MnO28份，Co2O312份，ZrO22份，Al2O35份，SiO25份；工艺过程(1)所述的原料按配比混匀后，将其放入热处理炉内，在1300～1400℃热处理5～6h；(2)热处理后的混合粉料，待其冷却至室温，加水球磨，加水时按重量比，混合粉料∶水＝1∶0.2；球磨至粒径达到200～400目；(3)球磨后的涂料添加粘结剂和添加剂，添加的重量比例为球磨后的涂料∶粘结剂＝1∶0.05；粘结剂用改性有机硅油；添加剂为硅胶粉，添加的重量比例为球磨后的涂料∶添加剂＝1∶0.01；混匀制得耐高温黑色涂料成品。
该高温耐火黑色涂料的应用，将所述的耐高温黑色涂料成品，调成浆状手工涂覆于硅酸铝纤维制品或其它耐高温制品的表面，涂层厚度为0.1～5mm，晾干后即可；调制时按下述重量比例加水耐高温黑色涂料成品∶水＝1∶0.2。其余同例1。
实施例3原料重量组成Fe2O320份，Cr2O335份，Ni2O310份，MnO210份，Co2O38份，ZrO22份，Al2O35份，石墨5份，SiO25份；工艺过程在950～1050℃热处理6～7h；加水球磨，加水时按重量比，混合粉料∶水＝1∶0.5；球磨至粒径达到400～600目；球磨后添加粘结剂和添加剂，添加的重量比例为球磨后的料∶粘结剂＝1∶0.1；粘结剂用硅酸钠；添加剂为硅烷偶联剂，添加的重量比例为球磨后的涂料∶添加剂＝1∶0.05；混匀制得耐高温黑色涂料成品。其余同例1。
实施例4原料重量组成Fe2O320份，Cr2O328份，Ni2O310份，MnO220份，Co2O35份，ZrO22份，Al2O35份，石墨5份，SiO25份；工艺过程在1000～1100℃热处理6.5～7.5h；加水球磨，加水时按重量比，混合粉料∶水＝1∶0.8；球磨至粒径达到900～1000目；球磨后添加粘结剂和添加剂，添加的重量比例为球磨后的料∶粘结剂＝1∶0.2；粘结剂用二氧化硅溶胶；添加剂为羧甲基纤维素，添加的重量比例为球磨后的涂料∶添加剂＝1∶0.08；混匀制得耐高温黑色涂料成品。其余同例2。
实施例5
原料重量组成Fe2O320份，Cr2O320份，Ni2O310份，MnO220份，Co2O35份，ZrO210份，Al2O35份，SiO210份；工艺过程在1100～1200℃热处理.5.5～6.5h；加水球磨，加水时按重量比，混合粉料∶水＝1∶0.6；球磨至粒径达到700～800目；球磨后添加粘结剂和添加剂，添加的重量比例为球磨后的料∶粘结剂＝1∶0.15；粘结剂用改性有机硅油和二氧化硅溶胶；添加剂为羧甲基纤维素，添加的重量比例为球磨后的涂料∶添加剂＝1∶0.05；混匀制得耐高温黑色涂料成品。其余同例1。
实施例6原料重量组成Fe2O327份，Cr2O320份，Ni2O323份，MnO28份，Co2O35份，ZrO22份，Al2O35份，石墨 5份，SiO25份；工艺过程在1100～1200℃热处理.5.5～6.5h；加水球磨，加水时按重量比，混合粉料∶水＝1∶0.6；球磨至粒径达到700～800目；球磨后添加粘结剂和添加剂，添加的重量比例为球磨后的料∶粘结剂＝1∶0.15；粘结剂用改性有机硅油和或二氧化硅溶胶；添加剂为羧甲基纤维素，添加的重量比例为球磨后的涂料∶添加剂＝1∶0.05；混匀制得耐高温黑色涂料成品。其余同例1。
实施例7原料重量组成Fe2O320份，Cr2O320份，Ni2O3∶18份，MnO28份，Co2O312份，ZrO22份，Al2O310份，SiO210份；工艺过程在1200～1300℃热处理.5.5～6.5h；加水球磨，加水时按重量比，混合粉料∶水＝1∶0.3；球磨至粒径达到400～600目；球磨后添加粘结剂和添加剂，添加的重量比例为球磨后的料∶粘结剂＝1∶0.15；粘结剂用改性有机硅油或二氧化硅溶胶；添加剂为羧甲基纤维素，添加的重量比例为球磨后的涂料∶添加剂＝1∶0.09；混匀制得耐高温黑色涂料成品。其余同例2。
实施例8原料重量组成Fe2O320份，Cr2O320份，Ni2O323份，MnO28份，Co2O312份，ZrO22份，Al2O35份，石墨5份，SiO25份；工艺过程在1300～1400℃热处理.5～6h；加水球磨，加水时按重量比，混合粉料∶水＝1∶1；球磨至粒径达到900～1000目；球磨后添加粘结剂和添加剂，添加的重量比例为球磨后的料∶粘结剂＝1∶0.3；粘结剂用改性有机硅油和二氧化硅溶胶；添加剂为羧甲基纤维素，添加的重量比例为球磨后的涂料∶添加剂＝1∶0.05；混匀制得耐高温黑色涂料成品。其余同例1。
实施例9
原料重量组成Fe2O320份，Cr2O320份，Ni2O323份，MnO28份，Co2O312份，ZrO22份，Al2O35份，石墨5份，SiO25份；工艺过程在1300～1400℃热处理.5.5～6.5h；加水球磨，加水时按重量比，混合粉料∶水＝1∶0.9；球磨至粒径达到400～600目；球磨后添加粘结剂和添加剂，添加的重量比例为球磨后的料∶粘结剂＝1∶0.2；粘结剂用硅酸钠或氧化铝溶胶；添加剂为羧甲基纤维素或硅胶粉，添加的重量比例为球磨后的涂料∶添加剂＝1∶0.1；混匀制得耐高温黑色涂料成品。其余同例1。
实施例10原料重量组成Fe2O340份，Cr2O320份，Ni2O310份，MnO28份，Co2O310份，ZrO22份，Al2O35份，石墨5份，SiO210份；工艺过程在1300～1400℃热处理.5～6h；加水球磨，加水时按重量比，混合粉料∶水＝1∶1；球磨至粒径达到800～1000目；球磨后添加粘结剂和添加剂，添加的重量比例为球磨后的料∶粘结剂＝1∶0.15；粘结剂用硅酸钠或氧化铝溶胶；添加剂为羧甲基纤维素和硅烷偶联剂，添加的重量比例为球磨后的涂料∶添加剂＝1∶0.1；混匀制得耐高温黑色涂料成品。其余同例1。
实施例11原料重量组成Fe2O320份，Cr2O335份，Ni2O310份，MnO28份，Co2O35份，ZrO27份，Al2O35份，石墨 5份，SiO25份；工艺过程在1300～1400℃热处理.5～6h；加水球磨，加水时按重量比，混合粉料∶水＝1∶1；球磨至粒径达到900～1000目；球磨后添加粘结剂和添加剂，添加的重量比例为球磨后的料∶粘结剂＝1∶0.3；粘结剂用改性有机硅油和二氧化硅溶胶；添加剂为羧甲基纤维素，添加的重量比例为球磨后的涂料∶添加剂＝1∶0.05；混匀制得耐高温黑色涂料成品。其余同例1。
权利要求
1.一种高温耐火黑色涂料，其特征是该耐高温黑色涂料的重量百分组成为氧化铁 20～40％，氧化铬绿20～35％，氧化高镍10～23％，二氧化锰8～20％，氧化高钴5～12％，氧化锆 2～10％，氧化铝 5～10％，石墨0～5％，二氧化硅5～10％。
2.按照权利要求1所述的高温耐火黑色涂料的制法，其特征是(1)所述的原料按配比混匀后，在850～1400℃热处理5～8h；(2)热处理后的混合粉料，待其冷却至室温，加水球磨，加水时按重量比，混合粉料∶水＝1∶0.2～1；球磨至粒径达到200～1000目；(3)球磨后的涂料添加粘结剂和添加剂，添加的重量比例为球磨后的涂料∶粘结剂＝1∶0.05～0.3；球磨后的涂料∶添加剂＝1∶0.01～0.1；混匀制得耐高温黑色涂料成品。
3.按照权利要求2所述的高温耐火黑色涂料的制法，其特征是所述的粘结剂为硅酸钠、氧化铝溶胶和聚乙烯醇、改性有机硅油和/或二氧化硅溶胶。
4.按照权利要求2所述的高温耐火黑色涂料的制法，其特征是所述的添加剂为羧甲基纤维素、硅烷偶联剂和/或硅胶粉。
5.按照权利要求1所述的高温耐火黑色涂料的应用，其特征是将所述的耐高温黑色涂料成品，调成浆状机械喷涂或手工涂覆于硅酸铝纤维制品及其它耐高温制品的表面，涂层厚度为0.1～5mm，晾干后即可；调制时按下述重量比例加水耐高温黑色涂料成品∶水＝1∶0.2～1。
全文摘要
高温耐火黑色涂料及其制法和应用。该耐高温黑色涂料的重量组成氧化铁20～40％，氧化铬绿20～35％，氧化高镍10～23％，二氧化锰8～20％，氧化高钴5～12％，氧化锆2～10％，氧化铝5～10％，石墨0～5％，二氧化硅5～10％。制法是原料混匀，850～1400℃热处理5～8h；室温加水球磨至粒径200～1000目；混合粉料∶水＝1∶0.2～1；球磨后的涂料添加粘结剂和添加剂，涂料∶粘结剂∶添加剂＝1∶0.05～0.3∶0.01～0.1；混匀即得。涂覆于硅酸铝纤维制品表面，能装饰、抗热震和抗冲刷，常温黑色，高温呈红色。
文档编号C09D1/00GK1544539SQ20031010570
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月24日 优先权日2003年11月24日
发明者鹿成洪, 鹿俊华, 马中军, 许妹华, 李京友, 张道玲 申请人:山东鲁阳股份有限公司