CN104830205B - 保温隔热涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了保温隔热涂料及其制备方法和应用。保温隔热涂料包括，包括中空玻璃微珠、钛白粉、可膨胀微球发泡剂、有机硅浓缩型脱泡剂、无机防沉剂、流平剂、溶剂和环氧树脂的A组份和包括缩二脲和醋酸丁酯的B组份。制备方法：分别将A组份和B组份的各原料混合，分别得到A组份混合料和B组份混合料，分别包装即可。保温隔热涂料使用真空材料将涂膜的厚度降低，将孔隙大小限制在纳米级，以消除空气的对流，减小热传导和对流的发生，提高保温隔热涂料的隔热效果。将其应用喷涂在高温设备的外表面作为保温隔热涂层，可以有效抑制热辐射和热量的损失，隔热效率可达68％以上，降低损耗，为厂家创造经济效益。制备方法简单，易操作。

Description

保温隔热涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及涂料技术领域,尤其涉及保温隔热涂料及其制备方法和应用。

背景技术

保温隔热涂料，能阻滞热量交换的涂料，又称热绝缘涂料。保温隔热涂料类型不同，导热系数不同，隔热保温效果也不一样。隔热保温涂料的物质构成不同，其物理热性能也就不同；保温隔热机理有区别，其导热性能或导热系数也就各有差异。

按照隔热保温机理，可将隔热保温涂料分为阻隔性隔热保温涂料、反射隔热涂料及辐射隔热保温涂料3类。阻隔型保温隔热涂料的隔热机理比较简单，以表观密度小，内部结构疏松，气孔率高，含水率小的材料作为轻骨料，依靠粘结剂作用使其结合在一起，直接涂抹于设备表面形成具有一定厚度的保温层，从而达到隔热保温的功效。但是，目前阻隔型隔热涂料对降低对流传热效果差且保温层较厚，吸水率高，不抗振动，使用寿命短的技术问题。

随着研究的不断深入，技术的不断成熟。目前，能够获得理想的保温隔热和防腐效果的超效绝热材料主要分真空绝热材料和纳米孔材料两种，使用真空材料或者将材料固体部分的厚度降低，甚至将孔隙大小限制在纳米级，以消除空气的对流，减小热传导和对流的发生，提高保温隔热涂料的隔热效果。能够应用在航天、军工、电力、石化、交通等重要领域。

但是现有的三种保温隔热涂料都有各自的优缺点，为获得更为理想的保温、隔热和防腐效果，需要对保温隔热涂料的组份及含量进行进一步的研究，以期研制得到隔热效果更好的隔热材料。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明的目的是提供保温隔热涂料及其制备方法和应用。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

保温隔热涂料，包括A组份和B组份；其中，

A组份，按重量百分比，包括：20％～25％的中空玻璃微珠、7％～8.5％的钛白粉、1％～3％的可膨胀微球发泡剂、0.8％～1.2％的有机硅浓缩型脱泡剂、0.8％～1.2％的无机防沉剂、0.8％～1.2％的流平剂、10％～12％的DBE溶剂和余量的高官能度的环氧树脂；

B组份，按重量百分比，包括：75％～85％的缩二脲和15％～25％的醋酸丁酯。

进一步地，所述A组份，按重量百分比，包括：23％的中空玻璃微珠、7％的钛白粉、1％～3％的可膨胀微球发泡剂、1％的有机硅浓缩型脱泡剂、1％的无机防沉剂、1％的流平剂和11％的DBE溶剂和53％～55％的高官能度的环氧树脂。

进一步地，所述A组份的细度不超过50微米。

进一步地，所述B组份，按重量百分比，包括：78％的缩二脲和22％的醋酸丁酯。

具体地，所述高官能度的环氧树脂采用陶氏化学有限公司生产的高官能度的环氧树脂，具体地，如质量浓度为50％的DER664UE环氧液。

进一步地，所述中空玻璃微珠能够在涂层中形成一层对热具有阻隔效果的气体层，阻断了“热桥“从而使涂层具有良好的隔热效果。具体地，可以采用3M中空玻璃微珠。

进一步地，所述可膨胀微球发泡剂是一种核壳结构，外壳为热塑性丙烯酸聚合物，内核为烷烃类气体组成的球状颗粒特殊的发泡剂。

具体地，所述钛白粉选用金红石型钛白粉。

具体地，所述有机硅浓缩型脱泡剂选自迪高化学有限公司的Aire900消泡剂和Foamex N消泡剂中的一种或者两种的混合物。当采用两者的混合物时，Aire900消泡剂和Foamex N消泡剂的质量比为0.4～1﹕1。优选地，Aire900消泡剂和Foamex N消泡剂的质量比为3﹕7(即0.43﹕1)。两者配合对消除表面的微泡和体系内的微泡特别有效。

具体地，所述无机防沉剂选自ST改性氢化芘麻油和有机膨润土中的一种或者两者的混合物。当采用两者的混合物时，ST改性氢化芘麻油和有机膨润土的质量比为1﹕0.4～1。优选地，ST改性氢化芘麻油和有机膨润土的质量比为7﹕3(即1﹕0.43)。

具体地，所述流平剂采用丙烯酸酯长波流平助剂，具有优异的流平性和相容性，不影响重涂。例如，毕克公司的BYK-358流平剂。

本发明的保温隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将上述A组份中的各原料混合均匀的混合物料进行砂磨，得到A组份混合料；

步骤二、将上述B组份中的各原料混合均匀即得B组份混合料。

进一步地，步骤一的具体操作为：将上述A组份中的部分原料加入拉缸中，启动分散机按300～600转/分钟的转速进行搅拌，边搅拌边加入剩余原料；原料添加完毕后，按1000～1200转/分钟的转速搅拌30～50分钟，获得初级A组份混合料；将获得的初级A组份混合料放入砂磨机中进行砂磨，细度达到50微米以下，得到A组份混合料。

进一步地，步骤二的具体操作为：将上述B组份中的各原料混合后放入搅拌器中，然后以300～600转/分钟的转速搅拌40～60分钟，得B组份混合料。

进一步地，所述保温隔热涂料的制备方法还包括步骤三，将A组份混合料或者B组份混合料分别放入成品釜中，搅拌，在出口经过滤网过滤后，完成包装；所述A组份混合料和B组份混合料分开包装。

本发明的保温隔热涂料喷涂在高温设备的外表面作为保温隔热涂层的应用。

进一步地，所述高温设备包括但不限于以下几种：高温储罐、高温管道和高温容器等。

进一步地，本发明的保温隔热涂料应用时，将A组份和B组份按照质量比为3～6﹕1的比例混合后，得到涂料混合物，再将涂料混合物喷涂在高温设备外表面，室温固化，得到保温隔热涂层。

优选地，将A组份和B组份按照质量比为4～5.5﹕1的比例混合后，得到涂料混合物。

更佳的是，将A组份和B组份按照质量比为4.5～5﹕1的比例混合后，得到涂料混合物。

进一步地，所述保温隔热涂层的厚度为2～8mm。优选地，3～5mm。

本发明的保温隔热涂料使用真空材料将涂膜的厚度降低，将孔隙大小限制在纳米级，以消除空气的对流，减小热传导和对流的发生，提高保温隔热涂料的隔热效果。将其应用喷涂在高温设备的外表面作为保温隔热涂层，在高温储罐、高温管道和高温容器等高温设备的外表面喷涂的保温隔热涂层，可以有效抑制热辐射和热量的损失，隔热效率可达68％以上，降低损耗，为厂家创造经济效益。集防腐、隔热、装饰等多功能为一体。而且本发明的保温隔热涂料的制备方法简单，易操作。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例1的保温隔热涂料，包括A组份和B组份；其中，

A组份，按重量百分比，包括：23％的中空玻璃微珠、7％的金红石型钛白粉、3％的可膨胀微球发泡剂、1％的有机硅浓缩型脱泡剂(0.7％Aire900消泡剂和0.3％Foamex N消泡剂)、1％的无机防沉剂(0.3％ST改性氢化芘麻油和0.7％有机膨润土SD-2)、1％的流平剂和11％的DBE溶剂和53％的高官能度的环氧树脂。

B组份，按重量百分比，包括：78％的缩二脲和22％的醋酸丁酯。

本实施例1中所述中空玻璃微珠采用DuPont Company的3M中空玻璃微珠。

所述钛白粉采用DuPont Company的金红石型钛白粉。

所述可膨胀微球发泡剂采用DuPont Company生产的可膨胀微球发泡剂。

所述有机硅浓缩型脱泡剂采用迪高化学有限公司的Aire900消泡剂和Foamex N消泡剂的两种的混合物，Aire900消泡剂和Foamex N消泡剂的质量比为7﹕3。

所述无机防沉剂采用德谦(上海)化学有限公司的ST改性氢化芘麻油和有机膨润土SD-2的混合物。

所述流平剂采用毕克化学公司的BYK-358流平剂。

所述DBE溶剂、缩二脲和醋酸丁酯都采用拜耳化学有限公司生产的产品。

所述高官能度的环氧树脂采用陶氏化学有限公司的50％DER664UE环氧液。

本实施例1中采用的上述各原料并不限于此，本领域技术人员能够获得的相同或相近功能作用的原料均可用于本发明中。

本实施例1的保温隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将上述A组份中的部分原料(50％DER664UE环氧液)加入拉缸中，启动分散机按300～600转/分钟的转速进行搅拌，边搅拌边加入剩余原料；原料添加完毕后，按1000～1200转/分钟的转速搅拌30～50分钟，获得初级A组份混合料；将获得的初级A组份混合料放入砂磨机中进行砂磨，细度达到50微米以下，得到A组份混合料。

步骤二、将上述B组份中的各原料混合后放入搅拌器中，然后以300～600转/分钟的转速搅拌40～60分钟，得B组份混合料。

步骤三、过滤包装：步骤三，将A组份混合料或者B组份混合料分别放入成品釜中，搅拌，在出口出设置过滤网，在出口经过滤网过滤后，完成包装；所述A组份混合料和B组份混合料分开包装。

实施例2

本实施例2的保温隔热涂料，包括A组份和B组份；其中，

A组份，按重量百分比，包括：23％的中空玻璃微珠、7％的金红石型钛白粉、1％的可膨胀微球发泡剂、1％的有机硅浓缩型脱泡剂(0.3％Aire900消泡剂和0.7％Foamex N消泡剂)、1％的无机防沉剂(0.3％ST改性氢化芘麻油和0.7％有机膨润土SD-2)、1％的流平剂和11％的DBE溶剂和55％的高官能度的环氧树脂。

B组份，按重量百分比，包括：85％的缩二脲和15％的醋酸丁酯。

上述各原料均采用实施例1中记载的各生产厂家提供的产品。但并不限于此，本领域技术人员能够获得的相同或相近功能作用的原料均可用于本发明中。

本实施例2的保温隔热涂料的制备方法与实施例1中记载的制备方法一样。

实施例3

保温隔热涂料喷涂在高温设备的外表面作为保温隔热涂层的应用

将实施例1和实施例2中的保温隔热涂料中的A组份和B组份按照质量比为3～6﹕1的比例混合后，得到涂料混合物，再将涂料混合物喷涂在高温设备外表面，室温固化，得到保温隔热涂层。

优选地，将A组份和B组份按照质量比为4～5.5﹕1的比例混合后，得到涂料混合物。更佳的是，将A组份和B组份按照质量比为4.5～5﹕1的比例混合后，得到涂料混合物。

所述保温隔热涂层的厚度为2～8mm即可达到很好的隔热效果。从涂料厚度与隔热效果两方面综合考虑后，优选保温隔热涂层的厚度为3～5mm。

所述高温设备包括但不限于以下几种：高温储罐、高温管道和高温容器等。

具体地，分别将实施例1和实施例2中的保温隔热涂料中的A组份和B组份按照质量比为5﹕1的比例混合后，得到涂料混合物1和2，再将涂料混合物1和2分别喷涂在基板上，室温固化后，得到厚度为3mm的保温涂层1和保温涂层2。所述基板选择高温设备外壁一般采用的材料的基板即可，例如，不锈钢基板。

本发明对涂料混合物1和2的各项性能指标进行了测试，测试结果和检验方法如表1所示。

表1

实施例4

将本发明的保温隔热涂料进行实际应用，具体地应用在中国石化扬子石油化工有限公司中。

将实施例1记载的保温隔热涂料，按照A组份和B组份按照质量比为4﹕1的比例混合后的涂料混合物，涂装于中国石化扬子石油化工有限公司芳烃厂/炼油厂热VGO直供芳烃厂项目中V-5011A/B罐顶，涂层厚度为3～5mm。实施例1记载的保温隔热涂料投用期间经现场检测，效果较好，罐顶温度满足设计要求。在33℃和22℃两个不同环境温度下，在储罐罐顶喷涂实施例1的涂料混合物后，测量储罐罐顶的10个不同位置的外表温度值，获得储罐罐顶温度平均值，33℃和22℃两个不同环境温度下的储罐罐顶温度分别如表2和表3所示。

从V-5011A/B罐收炼油厂来VGO起，7天后开始向100#供料。收炼油厂热料最高温度122℃，送加氢裂化最大流量170m³/h，贮罐和机泵能满足设计值，在流量为170m³/h时节约0.8MPa中压蒸汽6t/h。某一整个月份热VGO输送量为70m³/h，使换热器E-3003的中压蒸汽耗量下降2.0t/h，换热器E-3003的中压蒸汽耗量同比下降了1055t。该项目投用后，停开换热器E-3003，一年可节约SM约72000吨，SM 80元/吨，为中国石化扬子石油化工有限公司芳烃厂创造经济效益576万元。同时炼油厂也可以节省大量的冷却水。

表2、7000M³减压柴油罐V-5011A保温隔热效果检测数据

表3、7000M³减压柴油罐V-5011B保温隔热效果检测数据

由表2和表3可知，隔热效率分别达到63％和69％。隔热效果好。

隔热效率采用如下公式计算：

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.用于高温设备的外表面的保温隔热涂料，其特征在于：包括A组份和B组份；其中，

A组份，按重量百分比，包括：20％～25％的中空玻璃微珠、7％～8.5％的钛白粉、1％～3％的可膨胀微球发泡剂、0.8％～1.2％的有机硅浓缩型脱泡剂、0.8％～1.2％的无机防沉剂、0.8％～1.2％的流平剂、10％～12％的DBE溶剂和余量的高官能度的环氧树脂；将上述A组份中的部分原料加入拉缸中，启动分散机按300～600转/分钟的转速进行搅拌，边搅拌边加入剩余原料；原料添加完毕后，按1000～1200转/分钟的转速搅拌30～50分钟，获得初级A组份混合料；将获得的初级A组份混合料放入砂磨机中进行砂磨，细度达到50微米以下，得到A组份混合料；

B组份，按重量百分比，包括：75％～85％的缩二脲和15％～25％的醋酸丁酯；将上述B组份中的各原料混合后放入搅拌器中，然后以300～600转/分钟的转速搅拌40～60分钟，得B组份混合料；

将A组份和B组份按照质量比为3～6﹕1的比例混合后，得到涂料混合物；

其中，所述可膨胀微球发泡剂是一种核壳结构，外壳为热塑性丙烯酸聚合物，内核为烷烃类气体组成的球状颗粒特殊的发泡剂；

所述有机硅浓缩型脱泡剂选自迪高化学有限公司的Aire900消泡剂和Foamex N消泡剂中的一种或者两种的混合物；

所述无机防沉剂采用ST改性氢化蓖麻油和有机膨润土按质量比为1﹕0.4～1混合的混合物。

2.根据权利要求1所述的保温隔热涂料，其特征在于：所述A组份，按重量百分比，包括：23％的中空玻璃微珠、7％的钛白粉、1％～3％的可膨胀微球发泡剂、1％的有机硅浓缩型脱泡剂、1％的无机防沉剂、1％的流平剂和11％的DBE溶剂和53％～55％的高官能度的环氧树脂。

3.根据权利要求2所述的保温隔热涂料，其特征在于：所述B组份，按重量百分比，包括：78％的缩二脲和22％的醋酸丁酯。

4.保温隔热涂料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、将权利要求1至3之一所述A组份中的各原料混合均匀的混合物料进行砂磨，得到A组份混合料；具体操作为：将上述A组份中的部分原料加入拉缸中，启动分散机按300～600转/分钟的转速进行搅拌，边搅拌边加入剩余原料；原料添加完毕后，按1000～1200转/分钟的转速搅拌30～50分钟，获得初级A组份混合料；将获得的初级A组份混合料放入砂磨机中进行砂磨，细度达到50微米以下，得到A组份混合料；

步骤二、将权利要求1至3之一所述B组份中的各原料混合均匀即得B组份混合料；具体操作为：将上述B组份中的各原料混合后放入搅拌器中，然后以300～600转/分钟的转速搅拌40～60分钟，得B组份混合料；

步骤三，将A组份混合料或者B组份混合料分别放入成品釜中，搅拌，在出口经过滤网过滤后，完成包装；所述A组份混合料和B组份混合料分开包装。

5.如权利要求1至3之一所述的保温隔热涂料喷涂在高温设备的外表面作为保温隔热涂层的应用。

6.根据权利要求5所述的保温隔热涂料喷涂在高温设备的外表面作为保温隔热涂层的应用，其特征在于：将A组份和B组份按照质量比为3～6﹕1的比例混合后，得到涂料混合物，再将涂料混合物喷涂在高温设备外表面，室温固化，得到保温隔热涂层。

7.根据权利要求6所述的保温隔热涂料喷涂在高温设备的外表面作为保温隔热涂层的应用，其特征在于：所述保温隔热涂层的厚度为2～8mm。