本发明涉及红外辐射陶瓷材，尤其涉及一种高温炉窑红外节能涂料及其制备工艺。
背景技术：
1、对能源的开发和合理利用是我国的一项重要国策。辐射加热由于对炉室内气氛(氧气和氮气)不敏感，因此热损耗小而成为物料加热的首要方式。高温工业窑炉的炉体材料大多是硅、铝耐火砖和不定形浇注料，它们既是要炉的结构材料
2、又是保温材料。这些窑炉的加热温度一般都在1000℃以上，其能量一般都比较集中在1-5μm波段。普通窑炉材料在上述波段的辐射率为0.45～0.5，因此辐射加热利用率普遍不高。通过在窑炉内壁涂刷高发射率红外辐射涂料，就会促使部分对流热转化为辐射热，使炉墙传热损失减小，强化辐射换热，提高加热效率。不仅对加热物料有利，如使炉内温度更均匀化，而且也有助于分解高温窑炉内产生的碳和氮的氧化物。因此，采用高温红外节能涂料节能越来越受到企业和科研单位的重视。
3、目前国外性能较好的红外辐射涂料所采用的辐射填料普遍采用吸收指数和折射系数小的含氧化合物、氮化物、碳化物或者硼化物等物质进行复合，获得在红外波段具有较高的发射率。如专利cn1037613c报道的红外辐射涂料的主要成分为氧化钛、氧化镁、氧化铌以及锆砂；专利cn102219496a报道的红外辐射涂料中辐射填料的主要成为多相复合体系的过渡族金属氧化物，如氧化铁、氧化锰、氧化铜、氧化钴等；日本crc公司生产的crc系列红外节能涂料的主要成分也为氧化锰、氧化铬、以及氧化铁等；英国harbertbeven公司与欧洲多国联合推出的encoat、北京科技大学的bj红外涂料含有碳化硅。专利cn1844277a报道的一种高温远红外绝缘节能涂料，其辐射填料的主要成分为稀土氧化物和氮化硼；专利cn1318526c报道了一种由有机和无机成膜物质、增黑剂、玻璃粉和助剂组成的红外辐射涂料，仅在1200℃下使用。上述公开报道的红外节能涂料，在各类加热炉上的应用时，均取得一定的节能效果。但由于大多数为辐射填料粉体简单的机械混合，仍存在在节能效果不稳定，热震性差以及使用温度不高等问题。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是针对国内现有红外辐射涂料的使用温度不高，红外辐射性能衰减快等技术问题，通过纳米稀土氧化镧掺杂固溶处理，提出一种红外辐射性能稳定、适合高温炉窑内衬耐火材料基层使用的节能涂料及其制备工艺。
2、本发明提出了一种高温炉窑红外节能涂料，其原料按重量的配方如下：红外辐射填料10～30份、填充料30～40份、固含量为30％的碱性硅溶胶20～30份、羟甲基纤维素4～5份，无机膨润土2-7份，六偏磷酸钠2-8份和水10～15份；硅溶胶为涂层提供高温黏结性能，羟甲基纤维素为涂料提供流平性，无机膨润土提供抗沉作用，六偏磷酸钠提供分散作用。
3、优选的，所述的填充料为涂层提供高的耐火度和耐磨性，其原料按重量的配方如下：石英粉50～80份，煅烧氧化铝粉10～20份，耐火熟料20～30份。
4、优选的，所述的红外辐射填料，其原料按重量的配方如下：三氧化二铁10～20份，氧化钴5～10份，氧化镍0～30份，氧化锰20～50份、纳米级氧化镧5～10份，红外辐射填料提供高的红外辐射和吸收特性，其中的纳米氧化镧为通过高温固相反应搀杂提高辐射率作用。
5、优选的，所添加的纳米级氧化镧粉末的粒径d50为50～100nm。
6、优选的，红外辐射填料的制备工艺由以下步骤组成：
7、将准确称量的氧化物粉体混合均匀后在球磨机中研磨，其中球料比为10：1，时间为2～3小时，将研磨后的粉体按3-5℃/min升温到1200-1350℃后空冷到室温得到纳米稀土氧化物搀杂的尖晶石固溶体，将所得到的烧结体经破碎、粉碎和过350目的筛子，制成红外辐射填料。
8、优选的，所述的无机膨润土内的蒙脱石含量需在65％以上。
9、优选的，所述的石英粉的粒度大于325目，其石英粉内的sio2含量大于95％。
10、优选的，所述的煅烧氧化铝粉的粒度大于325目，其煅烧氧化铝粉内的al2o3含量大于95％。
11、优选的，所述的耐火熟料具体为耐火黏土。
12、本发明还提供了一种高温炉窑红外节能涂料的制备工艺，包括如下步骤：
13、先将红外辐射填料、填充料、硅溶胶、羟甲基纤维素、无机膨润土、六偏磷酸钠和水充分混合，在2500～4500r/min转速的搅拌分散机下分散1～2小时，然后进入砂磨机中研磨2～4小时，进行均质化处理，使平均粒径达到350-500目，过滤，封装。
14、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
15、在上述技术方案中，采用石英粉和煅烧氧化铝作为填充料可以和硅、铝耐火砖和不定形浇注料基层有良好的热膨胀匹配性，保证涂层的高温致密性；采用过渡族金属氧化物经过烧结形成多相掺杂的尖晶石固溶体，在氧化性气氛中性能稳定，不会造成辐射率快速衰减；氧化镧具有丰富的d和f轨道空间，易于占据取代其他元素离子，将其添加到尖晶石结构中，会造成大量的晶格畸变，纳米尺度使其具有更高的反应和扩散活性，在高温中已经扩散的杂质离子因为迅速冷却而固定下来，形成高浓度缺陷的尖晶石结构，降低烧成后粉体的晶格振动性，对材料的高温红外辐射特性具有增强作用。
16、本发明制备的红外辐射涂料在1～25μm全波段的法向发射率能达到0.89～0.93。该涂料能在加热时能在无机窑炉内衬烧结成多相复合陶瓷层，可在1600℃下长期使用，可节约能耗达8％以上，延长窑炉寿命达50％以上。
1.一种高温炉窑红外节能涂料，其特征在于，其原料按重量的配方如下：红外辐射填料10～30份、填充料30～40份、固含量为30％的碱性硅溶胶20～30份、羟甲基纤维素4～5份，无机膨润土2-7份，六偏磷酸钠2-8份和水10～15份。
2.根据权利要求1所述的高温炉窑红外节能涂料，其特征在于，所述的填充料，其原料按重量的配方如下：石英粉50～80份，煅烧氧化铝粉10～20份，耐火熟料20～30份。
3.根据权利要求1所述的高温炉窑红外节能涂料，其特征在于，所述的红外辐射填料，其原料按重量的配方如下：三氧化二铁10～20份，氧化钴5～10份，氧化镍0～30份，氧化锰20～50份、纳米级氧化镧5～10份。
4.根据权利要求3所述的高温炉窑红外节能涂料，其特征在于，所添加的纳米级氧化镧粉末的粒径d50为50～100nm。
5.根据权利要求4所述的高温炉窑红外节能涂料，其特征在于，红外辐射填料的制备工艺由以下步骤组成：
6.根据权利要求1所述的高温炉窑红外节能涂料，其特征在于，所述的无机膨润土内的蒙脱石含量需在65％以上。
7.根据权利要求1所述的高温炉窑红外节能涂料，其特征在于，所述的石英粉的粒度大于325目，其石英粉内的sio2含量大于95％。
8.根据权利要求1所述的高温炉窑红外节能涂料，其特征在于，所述的煅烧氧化铝粉的粒度大于325目，其煅烧氧化铝粉内的al2o3含量大于95％。
9.根据权利要求1所述的高温炉窑红外节能涂料，其特征在于，所述的耐火熟料具体为耐火黏土。
10.一种根据权利要求1所述的高温炉窑红外节能涂料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：