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　　1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 4.7 (22)申请日 2020.08.21 (71)申请人 北京荣力恒业科技有限公司 地址 100000 北京市房山区长阳万兴路86 号F-583 (72)发明人 吴丰容 (74)专利代理机构 北京冠和权律师事务所 11399 代理人 赵线/61(2018.01) (54)发明名称 一种黑体辐射节能涂料及其制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种黑体辐射节能涂料及其 制备方法， 该。

　　2、涂料由以下重量份的原料制成： 硅 酸钠3050份、 水515份、 氧化铁510份、 氧化铜 1020份、 氧化铬310份、 氧化铝510份、 氧化铈 15份、 氧化钴110份、 氧化镧15份、 分散剂0.5 1.5份、 氢氧化铝0.11份、 镁铝水滑石15份和二 氧化硅溶胶15份。 本发明的黑体辐射节能涂料， 具有较好的辐射性能， 同时具有良好的耐水洗性 能， 方便在使用过程中对涂覆有该涂料的物理或 设备的内壁进行使用水或水基溶剂的清洗。 权利要求书2页 说明书7页 CN 112048205 A 2020.12.08 CN 112048205 A 1.一种黑体辐射节能涂料， 由以下重量份的原料。

　　3、制成： 硅酸钠30-50份、 水5-15份、 氧化铁5-10份、 氧化铜10-20份、 氧化铬3-10份、 氧化铝5-10 份、 氧化铈1-5份、 氧化钴1-10份、 氧化镧1-5份、 分散剂0.5-1.5份、 氢氧化铝0.1-1份、 镁铝 水滑石1-5份和二氧化硅溶胶1-5份。 2.根据权利要求1所述的涂料， 其特征在于， 所述二氧化硅溶胶由正硅酸乙酯中与甲基 三乙氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷制备而成。 3.根据权利要求1所述的涂料， 其特征在于， 所述二氧化硅溶胶的制备方法为正硅酸乙 酯与乙醇、 盐酸混合， 与甲基三乙氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷混合， 加热回流， 得到所 述溶胶。 4.根。

　　4、据权利要求1所述的涂料， 其特征在于， 所述氢氧化铝、 镁铝水滑石和二氧化硅溶 胶的重量比为0.5： (1-3)： (0.5-1.5)。 5.根据权利要求1所述的涂料， 其特征在于， 由以下重量份的原料制成： 硅酸钠40份、 水 10份、 氧化铁8份、 氧化铜15份、 氧化铬5份、 氧化铝10份、 氧化铈3份、 氧化钴5份、 氧化镧3份、 分散剂1份、 氢氧化铝0.5份、 镁铝水滑石2份和二氧化硅溶胶1份。 6.根据权利要求1所述的涂料， 其特征在于， 所述分散剂为六偏磷酸钠。 7.一种根据权利要求1-6任一所述的涂料的制备方法， 其特征在于， 包括以下步骤： S1， 制备二氧化硅溶胶， 备用。

　　5、； S2， 取水和分散剂混合； S3， 与硅酸钠混合， 高速搅拌； S4， 与氧化铁、 氧化铜、 氧化铬、 氧化铝、 氧化铈、 氧化钴、 氧化镧、 分散剂， 氢氧化铝、 镁 铝水滑石和制备的所述二氧化硅溶胶混合， 低速搅拌， 得到所述涂料。 8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述二氧化硅溶胶的制备方法为正硅酸乙 酯与乙醇、 盐酸混合， 与甲基三乙氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷混合， 加热回流， 得到所 述溶胶， 其中正硅酸乙酯与乙醇、 盐酸混合在40-60混合， 反应5-10min， 与甲基三乙氧基 硅烷和二苯基二甲氧基硅烷混合反应0.5-1.5h， 升温至80-85， 冷凝回流1-。

　　6、2h。 9.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述高速搅拌为1400-1600rpm， 所述低速 搅拌为500-600rpm。 10.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 通过以下方法确定各组分适宜的含量： S11， 制备不同各组分的含量节能涂料的样本； S12， 通过以下公式对所述节能涂料的样本的红外辐射系数进行估算： 其中为氧化铁、 氧化铜、 氧化铬、 氧化铝和氧化钴的红外辐射系数， mi为氧化铁、 氧 化铜、 氧化铬、 氧化铝和氧化钴的质量分数； 为氧化铈、 氧化镧的红外辐射系数， mj为氧化铈、 氧化镧的质量分数； 权利要求书 1/2 页 2 CN 112048205 A 。

　　7、2 为氢氧化铝、 镁铝水滑石和二氧化硅溶胶的红外辐射系数， nc1、 nc2、 nc3为氢氧化铝、 镁铝水滑石和二氧化硅溶胶的质量分数； n1、 n2、 n3为重量矫正系数， a、 b、 c为加权系数， a为0.1-0.5， b为1-2， c为5-10； n1、 n2、 n3的比例为1： (2-6)： (1-3)； S13， 根据最佳的红外辐射系数确定不同各组分的含量。 权利要求书 2/2 页 3 CN 112048205 A 3 一种黑体辐射节能涂料及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于节能材料技术领域， 涉及一种黑体辐射节能涂料及其制备方法。 背景技术 0002 黑体是人们抽象出来的。

　　8、一种理想化的物理模型， 在热能投放到物体表面时， 投射 过来的所有热辐射线都被物体所吸收， 在任何对一切波长的入射辐射吸收率都等于1的物 体， 能全部吸收入射能量。 0003 黑体强化热辐射传热节能技术广泛应用于机械、 冶金、 玻璃、 陶瓷、 石油、 化工、 锅 炉等行业。 黑体辐射节能涂料涂覆在物体的表面使之获得黑体材料的高法向辐射率。 比如， 在传统的工业窑炉中， 高温条件下， 炉内以传导、 辐射为主传热， 通过使用黑体辐射节能涂 料来强化内辐射传热， 可以提高加热速度和改善炉温均匀性， 获得良好的节能效果。 0004 CN109181375A公开了一种黑体辐射节能涂料， 按重量份包括硅酸。

　　9、钠30-50份、 水5- 15份、 氧化铁5-10份、 氧化铜10-20份、 氧化铬3-10份、 氧化铝5-10份、 氧化铈0-5份、 氧化钴 1-10份、 氧化镧0-5份、 分散剂0.5-1.5份。 此发明针对乙烯裂解炉的节能改造方案中， 通过 喷涂或刷涂本发明涂层， 不仅达到节能效果， 相应的减少裂解原料消耗， 在降低生产成本发 明起到十分明显的作用。 喷涂或刷涂过的乙烯裂解炉， 可以有效地降低乙烯装置的能耗， 有 效的强化炉内传热过程， 改善乙烯裂解炉炉内辐射传热、 调整表面辐射性能， 达到节能、 增 产、 提高产品质量的目的。 在后续的研究中发现， 在对涂覆此黑体辐射节能涂料的设备的清。

　　10、 洁过程中， 特别是用水洗时， 防水性能差， 水洗后涂层结构受到破坏， 显著影响辐射性能。 发明内容 0005 针对上述问题， 进行了进一步的研究， 发现通过对分散剂的选择和加入一些助剂， 可以大大提高改黑体辐射节能涂料的防水性能。 本发明即是基于此发现。 0006 本发明的第一方面在于公开一种黑体辐射节能涂料， 由以下重量份的原料制成： 0007 硅酸钠30-50份、 水5-15份、 氧化铁5-10份、 氧化铜10-20份、 氧化铬3-10份、 氧化铝 5-10份、 氧化铈1-5份、 氧化钴1-10份、九游体育 氧化镧1-5份、 分散剂0.5-1.5份、 氢氧化铝0.1-1份、 镁铝水滑石1-5份和。

　　11、二氧化硅溶胶1-5份。 0008 在本发明的一些实施方式中， 所述二氧化硅溶胶由正硅酸乙酯中与甲基三乙氧基 硅烷和二苯基二甲氧基硅烷制备而成。 0009 在本发明的一些实施方式中， 所述二氧化硅溶胶的制备方法为正硅酸乙酯与乙 醇、 盐酸混合， 与甲基三乙氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷混合， 加热回流， 得到所述溶胶。 0010 在本发明的一些优选的实施方式中， 所述氢氧化铝、 镁铝水滑石和二氧化硅溶胶 的重量比为0.5： (1-3)： (0.5-1.5)。 0011 在本发明的一些优选的实施方式中， 由以下重量份的原料制成： 硅酸钠40份、 水10 份、 氧化铁8份、 氧化铜15份、 氧化铬5份。

　　12、、 氧化铝10份、 氧化铈3份、 氧化钴5份、 氧化镧3份、 分 散剂1份、 氢氧化铝0.5份、 镁铝水滑石2份和二氧化硅溶胶1份。 说明书 1/7 页 4 CN 112048205 A 4 0012 在本发明的一些优选的实施方式中， 所述分散剂为六偏磷酸钠。 0013 本发明的第二方面在于公开第一方面所述涂料的制备方法， 包括以下步骤： 0014 S1， 制备二氧化硅溶胶， 备用； 0015 S2， 取水和分散剂混合； 0016 S3， 与硅酸钠混合， 高速搅拌； 0017 S4， 与氧化铁、 氧化铜、 氧化铬、 氧化铝、 氧化铈、 氧化钴、 氧化镧、 分散剂， 氢氧化 铝、 镁铝水滑石和制。

　　13、备的所述二氧化硅溶胶混合， 低速搅拌， 得到所述涂料。 0018 在本发明的一些实施方式中， 所述二氧化硅溶胶的制备方法为正硅酸乙酯与乙 醇、 盐酸混合， 与甲基三乙氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷混合， 加热回流， 得到所述溶胶， 其中正硅酸乙酯与乙醇、 盐酸混合在40-60混合， 反应5-10min， 与甲基三乙氧基硅烷和二 苯基二甲氧基硅烷混合反应0.5-1.5h， 升温至80-85， 冷凝回流1-2h。 0019 在本发明的一些实施方式中， 所述高速搅拌为1400-1600rpm， 所述低速搅拌为 500-600rpm。 0020 在本发明的一些实施方式中， 通过以下方法确定各组分适宜的含。

　　14、量： 0021 S11， 制备不同各组分的含量节能涂料的样本； 0022 S12， 通过以下公式对所述节能涂料的样本的红外辐射系数进行估算： 0023 0024 0025 0026 0027其中为氧化铁、 氧化铜、 氧化铬、 氧化铝和氧化钴的红外辐射系数， mi为氧化 铁、 氧化铜、 氧化铬、 氧化铝和氧化钴的质量分数； 0028为氧化铈、 氧化镧的红外辐射系数， mj为氧化铈、 氧化镧的质量分数； 0029为氢氧化铝、 镁铝水滑石和二氧化硅溶胶的红外辐射系数， nc1、 nc2、 nc3为氢氧 化铝、 镁铝水滑石和二氧化硅溶胶的质量分数； n1、 n2、 n3为重量矫正系数， 0030 a、。

　　15、 b、 c为加权系数， a为0.1-0.5， b为1-2， c为5-10； n1、 n2、 n3的比例为1： (2-6)： (1- 3)； 0031 S13， 根据最佳的红外辐射系数确定不同各组分的含量。 0032 本发明的有益技术效果： 0033 本发明的黑体辐射节能涂料， 具有较好的辐射性能， 同时具有良好的耐水洗性能， 方便在使用过程中对涂覆有该涂料的物理或设备的内壁进行使用水或水基溶剂的清洗。 具体实施方式 0034 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式， 本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。 本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施。

　　16、或应用， 本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用， 在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。 说明书 2/7 页 5 CN 112048205 A 5 0035 除非特别指出， 以下实施例和对比例为平行试验， 采用同样的处理步骤和参数。 所 述二氧化硅溶胶的制备方法为正硅酸乙酯与乙醇、 盐酸混合， 与甲基三乙氧基硅烷和二苯 基二甲氧基硅烷混合， 加热回流， 得到所述溶胶， 其中正硅酸乙酯与乙醇、 盐酸混合在40-60 混合， 反应5-10min， 与甲基三乙氧基硅烷和二苯基二甲氧基硅烷混合反应0.5-1.5h， 升 温至80-85， 冷凝回流1-2h。 0036 实施例1 0037。

　　17、 一种黑体辐射节能涂料， 由以下重量份的原料制成： 0038 硅酸钠30份、 水5份、 氧化铁5份、 氧化铜10份、 氧化铬3份、 氧化铝5份、 氧化铈1份、 氧化钴1、 氧化镧1份、 分散剂0.5份、 氢氧化铝0.1份、 镁铝水滑石1份和二氧化硅溶胶1份。 所 述分散剂为六偏磷酸钠。 0039 制备方法： 0040 S1， 制备二氧化硅溶胶， 备用； 0041 S2， 取水和分散剂混合； 0042 S3， 与硅酸钠混合， 高速搅拌； 0043 S4， 与氧化铁、 氧化铜、 氧化铬、 氧化铝、 氧化铈、 氧化钴、 氧化镧、 分散剂， 氢氧化 铝、 镁铝水滑石和制备的所述二氧化硅溶胶混合， 低速。

　　18、搅拌， 得到所述涂料。 0044 所述高速搅拌为1400-1600rpm， 所述低速搅拌为500-600rpm。 0045 实施例2 0046 一种黑体辐射节能涂料， 由以下重量份的原料制成： 0047 硅酸钠50份、 水15份、 氧化铁10份、 氧化铜20份、 氧化铬10份、 氧化铝10份、 氧化铈5 份、 氧化钴10份、 氧化镧5份、 分散剂1.5份、 氢氧化铝1份、 镁铝水滑石5份和二氧化硅溶胶5 份。 所述分散剂为六偏磷酸钠。 0048 制备方法： 同实施例1。 0049 实施例3 0050 一种黑体辐射节能涂料， 由以下重量份的原料制成： 0051 硅酸钠40份、 水10份、 氧化铁。

　　19、8份、 氧化铜15份、 氧化铬5份、 氧化铝10份、 氧化铈3 份、 氧化钴5份、 氧化镧3份、 分散剂1份、 氢氧化铝0.5份、 镁铝水滑石2份和二氧化硅溶胶1 份。 所述分散剂为六偏磷酸钠。 0052 制备方法： 同实施例1。 0053 实施例4 0054 一种黑体辐射节能涂料， 由以下重量份的原料制成： 0055 硅酸钠30份、 水5份、 氧化铁5份、 氧化铜10份、 氧化铬3份、 氧化铝5份、 氧化铈1份、 氧化钴1、 氧化镧1份、 分散剂0.5份、 氢氧化铝0.1份、 镁铝水滑石0.4份和二氧化硅溶胶0.2 份。 所述分散剂为六偏磷酸钠。 0056 制备方法： 同实施例1。 0057。

　　20、 实施例5 0058 一种黑体辐射节能涂料， 由以下重量份的原料制成： 0059 硅酸钠50份、 水15份、 氧化铁10份、九游体育 氧化铜20份、 氧化铬10份、 氧化铝10份、 氧化铈5 份、 氧化钴10份、 氧化镧5份、 分散剂1.5份、 氢氧化铝1份、 镁铝水滑石4份和二氧化硅溶胶2 说明书 3/7 页 6 CN 112048205 A 6 份。 所述分散剂为六偏磷酸钠。 0060 制备方法： 同实施例1。 0061 实施例6 0062 通过以下方法确定各组分适宜的含量： 0063 S11， 制备不同各组分的含量节能涂料的样本； 0064 S12， 通过以下公式对所述节能涂料的样本的红外辐射系。

　　21、数进行估算： 0065 0066 0067 0068 0069其中为氧化铁、 氧化铜、 氧化铬、 氧化铝和氧化钴的红外辐射系数， mi为氧化 铁、 氧化铜、 氧化铬、 氧化铝和氧化钴的质量分数； 0070为氧化铈、 氧化镧的红外辐射系数， mj为氧化铈、 氧化镧的质量分数； 0071为氢氧化铝、 镁铝水滑石和二氧化硅溶胶的红外辐射系数， nc1、 nc2、 nc3为氢氧 化铝、 镁铝水滑石和二氧化硅溶胶的质量分数； n1、 n2、 n3为重量矫正系数， 0072 a、 b、 c为加权系数， a为0.1-0.5， b为1-2， c为5-10； n1、 n2、 n3的比例为1： (2-6)： (1。

　　22、- 3)； 0073 S13， 根据最佳的红外辐射系数确定不同各组分的含量。 0074 本方法的红外辐射系数进行的估算， 考虑了氧化铁、 氧化铜、 氧化铬、 氧化铝和氧 化钴与氧化铈、 氧化镧的累计及不同加权值， 同时考虑氢氧化铝、 镁铝水滑石和二氧化硅溶 胶之间的协同作用。 0075 本方法的使用过程中， 在初期可以通过小批量的样本对各个系数进行优化。 0076 通过本方法对不同各组分的含量节能涂料的样本的红外辐射系数进行的估算， 趋 势和规律符合对样本的实际测量值， 可以用来指导实验设计， 减少实验次数， 快速获得较佳 的各组分的含量。 0077 对比例1 0078 一种黑体辐射节能涂料，。

　　23、 由以下重量份的原料制成： 0079 硅酸钠30份、 水5份、 氧化铁5份、 氧化铜10份、 氧化铬3份、 氧化铝5份、 氧化铈1份、 氧化钴1、 氧化镧1份、 分散剂0.5份、 氢氧化铝1.1份和二氧化硅溶胶1份。 所述分散剂为六偏 磷酸钠。 0080 制备方法： 0081 S1， 制备二氧化硅溶胶， 备用； 0082 S2， 取水和分散剂混合； 0083 S3， 与硅酸钠混合， 高速搅拌； 0084 S4， 与氧化铁、 氧化铜、 氧化铬、 氧化铝、 氧化铈、 氧化钴、 氧化镧、 分散剂、 氢氧化 铝、 镁铝水滑石和制备的所述二氧化硅溶胶混合， 低速搅拌， 得到所述涂料。 0085 所述高速。

　　24、搅拌为1400-1600rpm， 所述低速搅拌为500-600rpm。 说明书 4/7 页 7 CN 112048205 A 7 0086 对比例2 0087 一种黑体辐射节能涂料， 由以下重量份的原料制成： 0088 硅酸钠30份、 水5份、 氧化铁5份、 氧化铜10份、 氧化铬3份、 氧化铝5份、 氧化铈1份、 氧化钴1、 氧化镧1份、 分散剂0.5份、 镁铝水滑石1.1份和二氧化硅溶胶1份。 所述分散剂为六 偏磷酸钠。 0089 制备方法： 0090 S1， 制备二氧化硅溶胶， 备用； 0091 S2， 取水和分散剂混合； 0092 S3， 与硅酸钠混合， 高速搅拌； 0093 S4， 。

　　25、与氧化铁、 氧化铜、 氧化铬、 氧化铝、 氧化铈、 氧化钴、 氧化镧、 分散剂、 氢氧化铝 和制备的所述二氧化硅溶胶混合， 低速搅拌， 得到所述涂料。 0094 所述高速搅拌为1400-1600rpm， 所述低速搅拌为500-600rpm。 0095 对比例3 0096 一种黑体辐射节能涂料， 由以下重量份的原料制成： 0097 硅酸钠30份、 水5份、 氧化铁5份、 氧化铜10份、 氧化铬3份、 氧化铝5份、 氧化铈1份、 氧化钴1、 氧化镧1份、 分散剂0.5份、 氢氧化铝0.1、 镁铝水滑石1份和二氧化硅溶胶1份。 所述 分散剂为硬脂酸单甘油酯。 0098 制备方法： 0099 S1， 。

　　26、制备二氧化硅溶胶， 备用； 0100 S2， 取水和分散剂混合； 0101 S3， 与硅酸钠混合， 高速搅拌； 0102 S4， 与氧化铁、 氧化铜、 氧化铬、 氧化铝、 氧化铈、 氧化钴、 氧化镧、 分散剂、 镁铝水滑 石和制备的所述二氧化硅溶胶混合， 低速搅拌， 得到所述涂料。 0103 所述高速搅拌为1400-1600rpm， 所述低速搅拌为500-600rpm。 0104 对比例4 0105 一种黑体辐射节能涂料， 由以下重量份的原料制成： 0106 硅酸钠30份、 水5份、 氧化铁5份、 氧化铜10份、 氧化铬3份、 氧化铝5份、 氧化铈1份、 氧化钴1、 氧化镧1份、 分散剂0.5。

　　27、份、 氢氧化铝0.1份、 镁铝水滑石1份和与1份二氧化硅溶胶 等重量的二氧化硅粉末及补充的1份二氧化硅溶胶等重量的水。 0107 所述分散剂为六偏磷酸钠。 0108 制备方法： 0109 S1， 制备二氧化硅溶胶， 干燥， 粉碎， 得到二氧化硅粉末； 0110 S2， 取水和分散剂混合； 0111 S3， 与硅酸钠混合， 高速搅拌； 0112 S4， 与氧化铁、 氧化铜、 氧化铬、 氧化铝、 氧化铈、 氧化钴、 氧化镧、 分散剂， 氢氧化 铝、 镁铝水滑石和二氧化硅粉末和补充的水混合， 低速搅拌， 得到所述涂料。 0113 其中的1份二氧化硅溶粉末为1份等重量的 0114 所述高速搅拌为140。

　　29、均达到了0.80以上， 具有 良好的辐射性能。 其中， 实施例3-5显著优于实施例1-2， 表明了氢氧化铝、 镁铝水滑石和二 氧化硅溶胶的重量比的影响。 0122 2耐水洗性能 0123 将实施例和对比例制得的涂料， 以2cm的厚度， 涂覆在1010cm不锈钢表面， 常温 干燥12小时。 测定红外波段平均辐射率， 分别浸泡在去离子水中10min和120min后， 取出后 常温干燥12小时， 再次测定红外波段平均辐射率， 耐水洗性系数为两次的比值： 0124耐水洗系数 0125 结果见表2。 0126 表2耐水洗性能 0127 0128 表中， 相同的小写字母表示没有显著差异(P小于0.05) 。

　　30、0129 从表2可以看出， 实施例1涂料耐水性显著优于对比例1、 2、 4， 表明了氢氧化铝、 镁 说明书 6/7 页 9 CN 112048205 A 9 铝水滑石和二氧化硅溶胶三种对耐水性能的协同作用， 实施例1涂料耐水性显著优于对比 例3， 表明了分散剂对耐水性能也有影响。 实施例1-5中， 实施例3-5涂料耐水性显著高于实 施例1-2， 表明了氢氧化铝、 镁铝水滑石和二氧化硅溶胶的重量比的对耐水性能也有影响。 0130 以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明， 但是本发明并不限于 上述实施方式和实施例， 在本领域技术人员所具备的知识范围内， 还可以在不脱离本发明 构思的前提下作出各种变化。 说明书 7/7 页 10 CN 112048205 A 10 。