CN104402341A - 一种可在冷态快速固化的复合耐火隔热涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可在冷态快速固化的复合耐火隔热涂料，该复合耐火隔热涂料包括以下重量份的组分：石英砂240份，膨胀珍珠岩50份，聚羧酸高效减水剂5份，玻璃纤维5份，纤维素5份，水玻璃45-60份，水泥350-500份和丙烯酸酯，所述丙烯酸酯的用量为水泥的14-26％。与现有技术相比，本发明中水泥用量450g,水玻璃用量60g，丙烯酸酯用量为水泥量的20％时，复合耐火隔热涂料的冷态固化时间为16分钟左右，密度约为984kg/m3,3d抗压强度为4.9MPa,抗折强度为3.4MPa,导热系数为0.162W/mk。

Description

一种可在冷态快速固化的复合耐火隔热涂料

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别是一种可在冷态快速固化的复合耐火隔热涂料。

背景技术

随着社会经济的不断发展，工业生产日益扩大，人们对节能环保意识的不断增强，涌现出了各类优异的节能环保新材料。复合隔热涂料作为其中一类工业及建筑隔热材料，因其自身的优势得到广泛应用。近些年，国内外科研人员在耐火隔热涂料的隔热机理和产品的开发等方面做了大量的研究工作，对隔热机理的研究已经很成熟。但是，传统的复合隔热涂料需要加热固化，且固化时间很长，强度很低。尤其是在秋冬季热力设备检修维护时，工期短，气温低，且无加热措施，传统耐火隔热涂料就很难满足这些施工要求。

这就要求研究一种既可以冷态快速固化和具有一定强度，同时还具有良好隔热效果的新型耐火隔热涂料。

发明内容

本发明的目的是要提供一种既可以冷态快速固化，同时还具有良好耐火隔热效果的可在冷态快速固化的复合耐火隔热涂料，。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种可在冷态快速固化的复合耐火隔热涂料，该复合耐火隔热涂料包括以下重量份的组分：石英砂240份，膨胀珍珠岩50份，聚羧酸高效减水剂5份，玻璃纤维5份，纤维素5份，水泥350-500份和丙烯酸酯，所述丙烯酸酯的用量为水泥的14-26％。

作为本发明的优选方案，所述的复合耐火隔热涂料还包括水玻璃45-60份。

作为本发明的优选方案，它包括以下重量的组分：石英砂240份，膨胀珍珠岩50份，聚羧酸高效减水剂5份，玻璃纤维5份，纤维素5份，水泥450份，水玻璃60份和丙烯酸酯90份。

作为本发明的优选方案，所述石英砂的细度0.3—0.9mm。

作为本发明的优选方案，所述聚羧酸高效减水剂的质量浓度为40％。

作为本发明的优选方案，所述丙烯酸酯的固含量为50％

与现有技术相比，本发明中水泥用量450g,水玻璃用量60g，丙烯酸酯用量为水泥量的20％时，复合耐火隔热涂料的冷态固化时间为16分钟左右，密度约为984kg/m3,3d抗压强度为4.9MPa,抗折强度为3.4MPa,导热系数为0.162W/mk。

附图说明

图1是水泥用量和丙烯酸酯用量对涂料固化时间的影响图表；

图2是水泥和丙烯酸酯用量对涂料密度的影响图表；

图3是水泥和丙烯酸酯用量对涂料3d抗压强度的影响图表；

图4是水泥、丙烯酸酯用量对涂料3d抗折强度的影响图表；

图5是水泥和丙烯酸酯用量对涂料导热系数的影响图表；

图6是水玻璃用量对隔热涂料固化时间的影响图表；

图7是水玻璃用量对涂料密度的影响图表；

图8是水玻璃用量对涂料3d抗压和抗折强度的影响图表；

图9是水玻璃用量对涂料导热系数的影响图表。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参照《GB/T1346-2011水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》采用维卡仪测定本发明复合耐火隔热涂料的固化时间。具体方法是：先在振动台上把注入试模的复合隔热涂料砂浆振均匀，然后放在平整的工作台上，每隔2分钟用终凝针测定一次，直至达到终凝时间为止，记录其为固化时间。依据GB/T17671—2005《水泥胶砂强度检验方法》测试其3d的力学性能；依据GB/T17371-2008《硅酸盐复合绝热涂料》的方法测试其密度及隔热性能。

试验中各试样不变的试验组分和用量如表1所示：

表1 试验固定组分及用量表

第一轮试验首先以丙烯酸酯和水泥为研究变量，进行全水平搭配试验。其中丙烯酸酯的用量为水泥量的百分比。试验组分水平安排如表2所示：

表2 第一轮试验组分水平表

在第一轮试验配比统计分析和优选的基础上，进行水玻璃添加试验，选取45g、50g、55g、60g、65g水玻璃为变量，确定最终材料配比。

试验结果与分析

水泥用量和丙烯酸酯用量对涂料固化时间的影响图表如图1所示，由图1可见，水泥用量越大其固化时间越短。在相同水泥用量下随丙烯酸酯用量增加，其固化时间均呈现出先降低后又基本保持不变的趋势。当丙烯酸酯用量20％时，固化时间均达到基本不变的最低值。在水泥用量为500g时，固化时间则随丙烯酸酯用量的变化而变化很小。

水泥和丙烯酸酯用量对涂料密度的影响图表如图2所示，从图2可知，随水泥用量增加，各试样的密度均呈增加趋势。即水泥用量越多，涂料密度越大。在同一水泥用量的情况下，随丙烯酸酯用量的增加，涂料的密度则相差不大，说明丙烯酸酯用量对涂料的密度影响不大。

水泥和丙烯酸酯用量对涂料3d抗压强度的影响图表如图3所示，对涂料3d抗折强度的影响图表如图4所示，由图3可见，随着水泥用量的增加，每一丙烯酸酯掺量的试样对抗压强度的影响表现出先增加后又保持基本不变的趋势。当水泥用量在450g时抗压强度均达到最大值，且在水泥用量超过450g后随着水泥用量的增加其抗压强度不再发生明显的变化。另外，丙烯酸酯用量对涂料抗压强度的影响明显小于水泥对其的影响。从各试样对比看出，丙烯酸酯用量为20％时，涂料的抗压强度较大。

图4为水泥、丙烯酸酯用量对涂料3d抗折强度的影响图表，图4可见，水泥和丙烯酸酯对涂料抗折强度的影响规律与对涂料抗压强度的影响规律类似。随着水泥用量的增加，抗折强度先增加后又略微降低。当水泥用量在450g时，各试样均达到最大抗折强度值。不同掺量的丙烯酸酯试件的抗折强度呈现出相似的趋势。随着丙烯酸酯用量的变化，涂料的抗折强度均变化不大。其中当丙烯酸酯用量在20～23％时，涂料的抗折强度稍大些。

水泥和丙烯酸酯用量对涂料导热系数的影响图表如图5所示，从图5发现，随水泥用量的增加，涂料的导热系数均呈直线上升。即随水泥用量增加，导热增大。在相同水泥用量的情况下，各丙烯酸酯用量试样的导热系数变化不大，即丙烯酸酯用量对涂料导热系数的影响较小。综合考虑水泥、丙烯酸酯用量对隔热涂料固化时间、密度、强度以及导热系数的影响，第一轮试验选择450g水泥、20％丙烯酸酯的用量作为下步试验参考配比值。在此基础上添加水玻璃进行进一步试验。

水玻璃用量与固化时间关系

根据第一轮试验确定的水泥用量和丙烯酸酯用量，添加水玻璃进行试验，水玻璃用量对隔热涂料固化时间的影响图表如图6所示，由图6可见，随着水玻璃用量的增加，固化时间呈现出不断降低的趋势，在水玻璃含量为60g时，随着水玻璃用量的增加，固化时间基本不再发生变化。与图1的对比中发现，添加水玻璃后，涂料的固化时间明显缩短，最短固化时间达到16分钟左右。说明将水泥、水玻璃和丙烯酸酯三种粘结剂结合使用效果较好。

水玻璃用量对涂料密度的影响图表如图7所示，图7表明，随水玻璃用量增加，涂料密度增大。尤其是水玻璃用量在60g以后，密度增加更快。

水玻璃用量对强度的影响

图8是水玻璃用量对涂料3d抗压和抗折强度的影响图表，由图8可见，在确定的水泥和丙烯酸酯用量下，随着水玻璃用量的增加，抗折和抗压强度均表现出先增加后基本不变的趋势。在水玻璃用量超过60g时，增加水玻璃的用量，抗折和抗压强度的增加不是很大。与图4和图5的对比中发现，加入水玻璃后，涂料的抗压强度达到3.5Mpa，抗折强度达到4.9Mpa，较前者抗压强度在原来的基础上提高了59％左右，抗折强度在原来的基础上提高了26％左右。由此可见，将水泥、水玻璃和丙烯酸酯酯三种粘结剂结合使用，力学性能有较大幅度的提高。

图9是水玻璃用量对涂料导热系数的影响图表，图9表明，随水玻璃用量增加，涂料的导热系数呈缓慢增大趋势。水玻璃用量越多，涂料的导热系数越大。

综上所述，要想实现快速固化的理想状态，且保证抗折和抗压强度达到一定的力学性能指标，本试验筛选水玻璃用量为60g，即占水泥用量的13％左右。此时，涂料的冷态固化时间达到16分钟左右,密度约为984kg/m3,3d抗压强度为4.9MPa,抗折强度为3.4MPa,导热系数为0.162W/mk。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可在冷态快速固化的复合耐火隔热涂料，其特征在于：该复合耐火隔热涂料包括以下重量份的组分：石英砂240份，膨胀珍珠岩50份，聚羧酸高效减水剂5份，玻璃纤维5份，纤维素5份，水泥350-500份和丙烯酸酯，所述丙烯酸酯的用量为水泥的14-26％。

2.根据权利要求1所述的可在冷态快速固化的复合耐火隔热涂料，其特征在于：所述的复合耐火隔热涂料还包括水玻璃45-60份。

3.根据权利要求2所述的可在冷态快速固化的复合耐火隔热涂料，其特征在于：它包括以下重量的组分：石英砂240份，膨胀珍珠岩50份，聚羧酸高效减水剂5份，玻璃纤维5份，纤维素5份，水泥450份，水玻璃60份和丙烯酸酯90份。

4.根据权利要求1所述的可在冷态快速固化的复合耐火隔热涂料，其特征在于：所述石英砂的细度0.3—0.9mm。

5.根据权利要求1所述的可在冷态快速固化的复合耐火隔热涂料，其特征在于：所述聚羧酸高效减水剂的质量浓度为40％。

6.根据权利要求1所述的可在冷态快速固化的复合耐火隔热涂料，其特征在于：所述丙烯酸酯的固含量为50％。