CN102643074A - 一种隔热陶瓷及隔热陶瓷涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隔热陶瓷涂料，它由重量份为隔热陶瓷粉末40～60份、丙烯酸酯共聚物树脂乳液50～100份、颜料25～40份、助剂4～10份和水60～80份组成，并按下列方法制备而成：按重量份将水加入搅拌釜，然后加入分散剂、消泡剂，通过真空泵，吸入颜料和隔热陶瓷粉末，高速（800～1000转/分钟）搅拌分散30～60分钟，制成浆料。再将搅拌釜转速调至400～600转/分钟的中低速，用真空泵吸入乳液，再按顺序依次加入成膜助剂、杀菌剂和氨水，充分搅拌均匀后，再缓慢加入增稠剂，达到涂4杯32～36秒的稠稀度为止，然后过滤、制成灌装涂料。本发明所述的陶瓷隔热涂料具有强的附着力，不易粉化、抗压性、延展性好，可直接用于需要隔热物体表面，使用寿命长达10年。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷和涂料，尤其是涉及隔热陶瓷和由隔热陶瓷制成的涂料。
背景技术
国产石油只能满足市场1／2的需求，其余部分依赖进口。到2050年，我国将成为世界第一能耗大国，按今后国内需求量预测数生产，50年后石化能源资源将趋向枯竭随着世界原油价格上涨、煤炭产量的降低和面临资源枯竭的现状，国家提出了节能减排的目标。本发明主要针对炼油企业成品油储罐、丙烯储存球罐、加热炉等，这些设备运行都要消耗大量的电力、水、燃煤，就成品油储罐和丙烯球罐来讲，受太阳辐射，罐的表面温度会升高，超过环境温度。涂银粉漆时，罐壁温度往往达到60℃以上，容易使球罐超压、使常压储罐油品损耗增加。为了降低罐的温度，夏季往往采取喷淋降温办法，而且由于喷淋，导致油罐表面锈蚀，不但影响美观，还大大缩短了原防腐涂层的使用寿命。目前国内对于隔热涂料的研制很多，良莠不齐，多数应用国外生产的空心微珠做为隔热材料，但阻隔性隔热涂料要求有较厚的涂层，成本高、隔热效果差。专利CN101293789 公布的隔热陶瓷只是作为一种基材，而靠附着上面的金属漆作为反射涂层，而且太阳光的反射率只有60%；专利CN1583908A公布了一种太阳热反射隔热涂料，该涂料有隔热性能，但属于溶剂型涂料，且分底漆和面漆，涂层总厚度达2300μm。CN1075101C公布了一种水性反辐射涂料，该涂料用填料种类较多，除主填料外，还需加入碳酸钙、粘土、滑石粉等其它填料，不利于产品质量的稳定，且主填料为空心陶瓷微珠，成本较高，隔热温度差值只有10～15℃。
发明内容
针对上述现有技术中隔热涂料和其中的空心陶瓷微珠所存在的问题，本发明提供了一种用隔热陶瓷作为唯一主填料制成的，不仅具有涂层附着力强，不易粉化、老化和开裂，隔热性能好，使用寿命长，而且施工方便、使用安全环保的的隔热陶瓷涂料。
本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是：
1、先按下列配方和制备方法制得条状隔热陶瓷，经粉碎过筛制成隔热陶瓷粉末：
本发明所述的隔热陶瓷由下列组分组成（以重量百分比计）：
界牌桃红泥15～60 东湖泥10～60
长丰高岭土10～40 氧化铝粉10～50
稀土氧化物0.1～3 矿化剂1～8。
所述隔热陶瓷制备方法是；将界牌桃红泥、东湖泥和长丰高岭土按比例混合搅拌，然后按顺序和比例逐步加入氧化铝粉、稀土氧化物、矿化剂，充分搅拌混合制成瓷泥，再经过挤压机，将瓷泥挤压成直径1厘米，长25厘米的泥条，烘干，装到匣钵入窑，在温度1050～1400℃下、连续保温烧结40～80小时，再自然冷却出窑，条状隔热陶瓷粉碎加工成300目的粉末，即可制得隔热陶瓷粉末。
所述界牌桃红泥为湖南衡阳市界牌镇出产的优质细瓷泥，东湖泥产自湖南衡山县东湖镇的瓷泥，长丰高岭土产自江西芦溪县长丰乡。
所述稀土氧化物为钇、铈、镨、镧、钕、钐氧化物其中的一种、二种或二种以上。
所述矿化剂为硅酸钠、三氧化二铁、萤石或白云石。
表一：本发明所述隔热陶瓷各项性能为：
2、再将上述制取的隔热陶瓷粉末作为唯一的主填料与其它附加物混合制成隔热陶瓷涂料，所述隔热陶瓷涂料由下列组分制备而成（重量份配比）：
隔热陶瓷粉末40～60、丙烯酸酯共聚物树脂乳液50～100、
颜料25～40、 助剂4～10 、水60～80。
所述的丙烯酸酯共聚物树脂乳液为苯乙烯改性丙烯酸酯共聚物树脂乳液或为纯丙烯酸树脂乳液。
所述的颜料为金红石型的二氧化钛钛白粉。
所述助剂由分散剂、消泡剂、成膜助剂、杀菌剂、氨水和增稠剂组成，在助剂各组份中，其中各组份重量份配比分别为：分散剂0.3～0.6份、消泡剂0.4～0.7份、成膜助剂2～5份、杀菌剂0.2～0.5份、氨水0.2～0.5份、增稠剂0.6～1.2份。
所述隔热陶瓷涂料的制备方法是：按各组份的重量份配比，先将水加入搅拌釜，然后加入分散剂、消泡剂，通过真空泵，吸入颜料和隔热陶瓷粉末，高速（800～1000转/分钟）搅拌分散30～60分钟，制成浆料，再将搅拌釜转速调至400～600转/分钟的中低速，用真空泵吸入乳液，再按顺序再依次加入成膜助剂、杀菌剂和氨水，充分搅拌均匀后，再缓慢加入增稠剂，达到涂4杯32～36秒的稠稀度，然后过滤、制成灌装涂料。
表二：为发明所述隔热陶瓷涂料经检测各项技术指标：
本发明所述隔热陶瓷和隔热陶瓷涂料形成原理是；根据不同地区生产的瓷泥，及其各种物质含量不同的特点，结合稀土氧化物的特有作用，在一定条件下的烧结，增大陶瓷玻璃相的生成比率，提高隔热陶瓷的特有反射作用；利用隔热陶瓷的特有性能，用隔热陶瓷粉末作为唯一填料，制成水性乳胶漆，直接涂刷到需要隔热的物体表明，实现反射太阳光、达到降低物体表明温度的要求。
本发明相对于现有技术有以下优点
1、本发明所述隔热陶瓷，粉碎后作为隔热涂料的主要填料相比进口的空心微珠具有成本低廉，隔热效果明显，
2、以隔热陶瓷粉末为主填料制成的水性涂料太阳光反射比在86％以上，半球发射率在82％以上，能高效地反射太阳热量，通过反射、散射、隔绝、渗透等几个方面的结合，能大大降低物体保护面的温度，
3. 本发明所述涂料具有涂层薄、隔热性能好，不同物体表明涂刷300～500um就能达到良好的隔热效果，夏季在钢制储罐表面与银粉漆比较可下降温度20℃以上，
4. 本发明所述的陶瓷隔热涂料具有强的附着力，不易粉化、抗压性、延展性好，直接用于需要隔热物体表面，比如钢制储罐、球罐、液化气罐、建筑外表面、简易铁皮房顶、列车车厢外表面等，使用寿命长达10年，
5. 本发明所述的陶瓷隔热涂料，所用填料唯一，相比普通乳胶漆来说生产配方简单，施工不分底面漆，没有安全隐患，其环保性能优越。
附图说明
图1是太阳光照射到涂层及罐壁表面和内部后的反射图，
图2是本发明隔热陶瓷涂料和普通陶瓷涂料的隔热效果对比图。
在图1中，1、从涂层内部反射到空中的光能 2、进入到涂层内部的光能 3、反射到涂层表面的太阳光能 4、直接进入到罐体内部的光能 5、从涂层表面反射到空中的光能 6、涂层表面 7、涂层 8、罐体壁 9、从涂层内部进入到罐体内部的光能 10、罐体内表面 11、普通陶瓷涂料隔热效果曲线 12、隔热陶瓷涂料隔热效果曲线。
具体实施方式
表三：为实施例1～3隔热陶瓷各组份重量百分比及烧结温度和时间
按表三的工艺配比，将界牌桃红泥、东湖泥和长丰高岭土按比例混合，搅拌，然后按顺序逐步加入氧化铝粉、稀土氧化物、矿化剂，充分搅拌混合制成瓷泥，再经过挤压机，挤压成泥条，烘干，装到匣钵入窑，在温度1050～1400℃下、连续保温烧结40～80小时，再自然冷却出窑，出窑后的瓷条粉碎加工成300目的粉末，即可制得隔热陶瓷粉末。
表四：为上述实施例1－3制得的陶瓷粉末经检测，其化学成份和性能如下：
表五：为实施例4～11（七个实施例）陶瓷隔热涂料各组份的重量份：
按表五各种组份，按重量份配比,先将水加入搅拌釜，然后加入分散剂、消泡剂，通过真空泵，吸入颜料（钛白粉）和隔热陶瓷粉末， 以800～1000转/分钟高速旋转搅拌分散30～60分钟，制成浆料，再将搅拌釜转速调至400～600转/分钟的中低速，用真空泵吸入苯乙烯改性丙烯酸酯共聚物树脂或纯丙烯酸树脂乳液，再按顺序依次加入分散剂、消泡剂，成膜助剂、杀菌剂和氨水，充分搅拌均匀后，将增稠剂缓慢加入，达到涂4杯32～36秒的稠稀度为止，然后过滤、制成灌装涂料。
如表五中制备隔热陶瓷涂料的实施例4，其中各组份重量份为：水60份、隔热陶瓷粉末为40份、颜料40份、丙烯酸酯共聚物树脂乳液55份(苯乙烯改性丙烯酸酯共聚物树脂乳液或为纯丙烯酸树脂乳液)、助剂4份。其中助剂中，分散剂、消泡剂、成膜助剂、杀菌剂、氨水和增稠剂的重量份为：分散剂0.3份、消泡剂0.4份、成膜助剂2.3份、杀菌剂0.2份、氨水0.2份、增稠剂0.6份。
按照表五的重量份配比和上述制备方法，可完成实施例5-11的制备工作。
上述实施例4-11所制成的隔热陶瓷涂料检测的性能都符合表二中检测要求。
Claims (5)
1. 一种隔热陶瓷，其特征是：它由界牌桃红泥15～60%wt、东湖泥10～60%wt、长丰高岭土10～40%wt、氧化铝粉10～50%wt、稀土氧化物0.1～3%wt和矿化剂1～8%wt组成，并按下列方法制备而成：将界牌桃红泥、东湖泥和长丰高岭土按比例混合搅拌，然后按顺序和比例逐步加入氧化铝粉、稀土氧化物、矿化剂，充分搅拌混合制成瓷泥，再经过挤压机，将瓷泥挤压成直径1厘米，长25厘米的泥条，烘干，装到匣钵入窑，在温度1050～1400℃下、连续保温烧结40～80小时，再自然冷却出窑，瓷条粉碎加工成300目的粉末。
2.根据权利要求1所述的一种隔热陶瓷，其特征是；所述稀土氧化物为钇、铈、镨、镧、钕、钐氧化物其中的一种、二种或二种以上。
3.根据权利要求1所述的一种隔热陶瓷，其特征是；所述矿化剂为硅酸钠、三氧化二铁、萤石或白云石。
4.一种用权利要求1所述的隔热陶粉末制成的隔热陶瓷涂料，其特征是：它由重量份配比为隔热陶瓷粉末40～60份、丙烯酸酯共聚物树脂乳液50～100份、颜料25～40份、助剂4～10份和水60～80份组成，并按下列方法制备而成：按重量份配比先将水加入搅拌釜，然后加入分散剂、消泡剂，通过真空泵，吸入颜料和隔热陶瓷粉末，以800～1000转/分钟搅拌分散30～60分钟，制成浆料，再将搅拌釜转速调至400～600转/分钟的中低速，用真空泵吸入乳液，再按顺序再依次加入成膜助剂、杀菌剂和氨水，充分搅拌均匀后，再缓慢加入增稠剂，达到涂4杯32～36秒的稠稀度，然后过滤、制成灌装涂料。
5.根据权利要求4所述的一种隔热陶瓷涂料，其特征是：所述助剂由分散剂、消泡剂、成膜助剂、杀菌剂、氨水和增稠剂组成，在助剂各组份中，其中各组份重量份配比分别为：分散剂0.3～0.6份、消泡剂0.4～0.7份、成膜助剂2～5份、杀菌剂0.2～0.5份、氨水0.2～0.5份、增稠剂0.6～1.2份。
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