CN106366860B - 一种纳米陶瓷隔热保温材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种纳米陶瓷隔热保温材料包括隔热层、辅助层以及防腐层，防腐层涂覆于罐体表面，辅助层设置于所述防腐层和所述隔热层之间，隔热层的原料以重量份计由下列组分组成：60～80份纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂、30～50份改性膨胀蛭石以及10～15份陶瓷纤维。从而其具有良好的隔热保温性能，热传导系数较低，同时施工便利，可在一定的温度范围内进行带温作业，适用于车载沥青保温车。

Description

一种纳米陶瓷隔热保温材料
技术领域
本发明涉及保温材料领域，具体地说，是一种适用于沥青保温罐式车、冷藏车及保温管道的纳米陶瓷隔热保温材料。
背景技术
随着社会经济的高速发展，对运输行业的保温也提出更高的要求。比如液态沥青的运输，在沥青运输前经加热至150℃～180℃的液态，灌装至半挂车罐体内部，运输至目的地后通过卸料阀直接卸出，由于沥青温度下降与其黏度呈指数特性，温度降低如大于20℃会导致其黏度大增，会给卸料带来诸多不便。
在车载沥青保温罐体中，通常采用岩棉、玻璃棉、橡塑海绵、酚醛、泡沫玻璃、聚氨酯发泡等作为保温材料进行保温，其传统作业方式需在保温罐体外部增加支撑装置及外蒙皮、自重较大、工序较为复杂，因外伸结构件过多导致保温效果差，同时造成罐体臃肿不美观，且其保温性能一般造成管内物质使用性能不佳。
无机保温材料具有强度高、防火阻燃安全性好、热工性能好、施工便捷、稳定性高、绿色环保无公害等特点，日益受到广大客户的青睐。但其容重比其它保温材料大，材料韧性低，涂覆性能差，使用过程繁琐，这些缺点制约了无机材料作为保温材料的发展，因此开发使用一种适合车载沥青保温车的保温涂料迫在眉睫。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种纳米陶瓷隔热保温材料，其具有良好的隔热保温性能，热传导系数较低，同时施工便利，从而适用于车载沥青保温车。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种纳米陶瓷隔热保温材料包括隔热层、辅助层以及防腐层，所述防腐层涂覆于罐体表面，所述辅助层设置于所述防腐层和所述隔热层之间，所述隔热层的原料以重量份计由下列组分组成：60～80份纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂、30～50份改性膨胀蛭石以及10～15份陶瓷纤维。
根据本发明的一实施例，所述辅助层为发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层，所述辅助层按照重量份计包括以下组分：60～80份有机硅/二氧化硅杂化溶胶基体、6～10份发泡剂、0.5～2份十二烷基磺酸钠以及0.1～1份月桂酰二乙醇胺。
根据本发明的一实施例，所述防腐层为改性环氧树脂底漆，所述防腐层按照重量份计包括以下组分：100份环氧树脂以及6～10份空心玻璃微珠。
根据本发明的一实施例，所述隔热层的厚度为4mm，所述辅助层的厚度为0.5mm，所述防腐层的厚度为0.1mm。
一种纳米陶瓷隔热保温材料的施工工艺，其包括步骤：
S100表面处理，对罐体表面的油脂和污垢进行清洗，对表面高点和铁锈进行清除；
S200使用前充分搅拌改性环氧树脂底漆，将改性环氧树脂底漆喷涂于罐体、罐体附件以及支撑件的表面，间隔地喷涂两遍到0.1mm厚度，其中每一层表干的时间为2～4h，喷涂完成后，待干放置24h，形成防腐层；
S300将发泡有机硅/二氧化硅杂化涂料均匀涂覆于罐体的防腐层表面，涂刷厚度达到0.5mm，刷完涂层之后将表面加热到70℃持续5h进行发泡，之后放置24h，形成所述辅助层；以及
S400将隔热层涂料充分搅拌并涂敷在罐体的辅助层上，在涂刷完2mm厚度时，缠绕一层玻璃纤维网，然后再涂刷2mm厚的隔热层涂料，涂覆完成后常温下放置7天，至其完全干燥。
根据本发明的一实施例，所述步骤S400中的隔热层涂料的制备方法包括步骤S410：将相应重量份的改性膨胀蛭石和陶瓷纤维分散于纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂中，充分搅拌形成所述隔热层涂料，其中，所述纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂的制备方法包括步骤：
S411将100g双酚A、30g纳米级稀土中空陶瓷微珠、1L 1mol/L的NaOH溶液加入烧瓶中，70℃下超声分散并搅拌30min；
S412降温至47℃，加入150g环氧氯丙烷，继续搅拌30min后，升温至90℃反应2h；以及
S413反应结束后加入冷水洗涤多次，取油相制得所述纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂。
根据本发明的一实施例，所述步骤S410中的改性膨胀蛭石的制备方法包括步骤：
S421将10g甲基纤维素，15g十二烷基苯磺酸钠溶于60mL去离子水中，充分搅拌均匀得到分散剂溶液；
S422将100g蛭石倒入球磨罐中，并加入先前配好的溶液，搅拌均匀，放入行星磨中进行球磨2h，行星磨转速为200r/min；
S423球磨结束后将产品倒入玻璃皿中，并将其置于真空干燥箱中进行干燥，其温度为70℃，直至烘干；以及
S424将烘干的产品用粉碎机对其进行粉碎，制得改性膨胀蛭石。
根据本发明的一实施例，所述步骤S300中的发泡有机硅/二氧化硅杂化涂料的制备方法包括步骤：
S310将80g正硅酸乙酯溶解于无水乙醇中，在25℃下搅拌并缓慢滴加0.01mol/L的稀盐酸；
S320反应30min后依次滴加醇水混合液、60g甲基三乙氧基硅烷、50g二苯基二甲氧基硅烷、100gγ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，反应1h，再将温度升至70℃，冷凝回流反应5h后停止反应，得到有机硅/二氧化硅杂化溶胶基体，其中，无水乙醇、盐酸和蒸馏水的摩尔比为2∶0.002∶2.5；以及
待冷至室温，加入适量固化剂、发泡剂、十二烷基磺酸钠以及月桂酰二乙醇胺，倒入容器中搅拌均匀密封保存，制得发泡有机硅/二氧化硅杂化涂料。
本发明同现有技术相比，主要具有以下优点和有益效果：
1、通过多层涂覆的方式，施工工艺简单，得以对罐体表面起到防腐和隔热保温的效果，适用于车载沥青罐体车；
2、辅助层有助于加强隔热层在罐体表面的附着力，所述辅助层具有较好的隔热性和耐腐蚀性，使得所述纳米陶瓷隔热保温材料涂层的隔热性和耐腐蚀性进一步加强；
3、纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂为原位聚合法改性得到的环氧树脂，纳米级稀土中空陶瓷微珠充分分散于环氧树脂基体中，更好的改善基体的力学性能，起到增韧增强的作用，同时，纳米级稀土中空陶瓷微珠成功地在复合涂层中构建起了微观负压空腔结构，从而降低复合涂层热传导系数，显著提高隔热保温性；
4、改性膨胀蛭石为表面改性的膨胀蛭石，蛭石属层状硅酸盐矿物，具有很强的隔热性能，其矿物粉体在有机物基体中的分散情况决定了有机物复合材料的性能，经表面改性后的膨胀蛭石与聚合物基体的相容性更好，其对基体的性能提升也更大。
附图说明
图1是根据本发明一优选实施例的一种纳米陶瓷隔热保温材料的示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
如图1所示的是一种纳米陶瓷隔热保温材料1，所述纳米陶瓷隔热保温材料1包括隔热层10、辅助层20以及防腐层30，所述防腐层30涂覆于罐体2表面，所述辅助层20设置于所述防腐层30和所述隔热层10之间，所述隔热层10的原料以重量份计由下列组分组成：60～80份纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂、30～50份改性膨胀蛭石以及10～15份陶瓷纤维。从而其具有良好的隔热保温性能，热传导系数较低，同时施工便利，可在一定的温度范围内进行带温作业，从而适用于车载沥青保温车。
纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂作为所述隔热层10涂料的聚合物基体，所述改性环氧树脂通过原位聚合法进行制备，所述隔热层10涂料的制备步骤为：将100g双酚A、30g纳米级稀土中空陶瓷微珠、1L 1mol/L的NaOH溶液加入烧瓶中，70℃下超声分散并搅拌30min，降温至47℃，然后加入150g环氧氯丙烷，继续搅拌30min后，升温至90℃反应2h，反应结束后加入冷水洗涤多次，取油相为所得产物。
所述纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂为原位聚合法改性得到的环氧树脂。纳米级稀土中空陶瓷微珠充分分散于环氧树脂基体中，更好的改善基体的力学性能，起到增韧增强的作用。同时，纳米级稀土中空陶瓷微珠成功地在复合涂层中构建起了微观负压空腔结构，从而降低复合涂层热传导系数，使其具有良好的隔热保温性能。
所述改性膨胀蛭石的制备方法为：将10g甲基纤维素，15g十二烷基苯磺酸钠溶于60mL去离子水中，用玻璃棒充分搅拌均匀得到分散剂溶液，然后将100g蛭石倒入球磨罐中，并加入先前配好的溶液，用玻璃棒搅拌均匀，放入行星磨中进行球磨2h，行星磨转速为200r/min，球磨结束后将产品倒入玻璃皿中，并将其置于真空干燥箱中进行干燥，其温度为70℃，直至烘干为止，最后将烘干的产品用粉碎机对其进行粉碎得到改性膨胀蛭石。
所述改性膨胀蛭石为表面改性的膨胀蛭石。蛭石属层状硅酸盐矿物，具有很强的隔热性能，其矿物粉体在有机物基体中的分散情况决定了有机物复合材料的性能。经表面改性后的膨胀蛭石与陶瓷微珠改性环氧树脂的聚合物基体相容性更好，其对基体的性能提升也更大。
其中，当加入表面活性剂后，表面活性剂分子自动地渗入到膨胀蛭石的裂缝中或吸附在颗粒表面上，如同在裂缝中打入一个“楔子”，起着劈裂作用，使裂缝无法愈合，并在外力作用下加大裂缝或分裂成碎块，促使蛭石颗粒的分散。表面活性剂利用其静电斥力稳定作用和空间位阻稳定作用使其亲水基首先吸附在具有亲水性的蛭石表面，亲油基外漏在外端，形成单分子层；随着表面活性剂浓度的增加，其亲油基产生团聚，形成亲油基层，而多余的亲水基又外漏于亲油基层外端，使得蛭石微粒表现为亲水性。
所述陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，比隔热砖与浇注料等传统保温材料节能达10～30％，因而在机械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、电子等行业都得到了广泛的应用。
陶瓷纤维与纳米级稀土中空陶瓷微珠都均匀分散在聚合物基体中，陶瓷纤维对聚合物的隔热效应具有局限性，即只能在二维的界面上起到隔热作用，通过中空陶瓷微珠解决了纤维之间即纤维层状结构中的热散失问题，起到一个三维的隔热保护。
所述辅助层20为发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层，所述辅助层20按照重量份计包括以下组分：60～80份有机硅/二氧化硅杂化溶胶基体、6～10份发泡剂、0.5～2份十二烷基磺酸钠以及0.1～1份月桂酰二乙醇胺。
所述发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层的制备方法为：将80g正硅酸乙酯溶解于无水乙醇中，在25℃下搅拌并缓慢滴加0.01mol/L的稀盐酸，反应30min后依次滴加醇水混合液(无水乙醇、盐酸和蒸馏水的摩尔比为2∶0.002∶2.5)、60g甲基三乙氧基硅烷、50g二苯基二甲氧基硅烷、100gγ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，反应1h，再将温度升至70℃，冷凝回流反应5h后停止反应，即得到有机硅/二氧化硅杂化溶胶基体，待冷至室温，加入适量固化剂、发泡剂以及发泡助剂，倒入容器中搅拌均匀密封保存。陈化一段时间后，将杂化溶胶刷涂于基材上，70℃下固化5h，得到发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层。
所述发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层为内部存在微泡结构的有机硅/二氧化硅杂化体系。该体系将二氧化硅和有机硅通过化学共价键相结合形成一个全硅体系，体系相容性和稳定性优异，且具有优异的机械性能、高低温性、耐腐蚀性能、耐候性等优势。同时，微泡结构的存在提高了涂层的隔热性能，改进了涂层的力学性能。
所述防腐层30为改性环氧树脂底漆，所述防腐层30按照重量份计包括以下组分：100份环氧树脂以及6～10份空心玻璃微珠。
所述环氧树脂主要用于增加罐体2防腐性能，同时经底漆涂覆后的罐体2与其他聚合物涂层的粘结能力大大加强。
所述空心玻璃微珠是一种经过特殊加工处理的玻璃微珠，与普通玻璃微珠相比较，其主要特点是密度较玻璃微珠更小，质量轻，导热性更差，绝热性能更好。空心玻璃微珠的细度一般在几十到几百微米，体积较小，与涂料填料的细度相当因此被引入涂料配方体系中。空心玻璃微珠还具有高分散、流动性好、既耐水(吸水率低)、耐腐蚀，又在高温条件下保持自身稳定性及比较高的耐压强度等。涂料中引入空心玻璃微珠能提高涂料的保温绝热性能。
所述辅助层20在所述防腐层30与所述隔热层10之间起到粘结的作用，用于加强所述隔热层10在基体上的附着力，同时所述发泡有机硅/二氧化硅杂化层具有很好的隔热性能，也增强了整个纳米陶瓷隔热保温材料1的整体涂层隔热性能。同时所述辅助层20进一步加强整体涂层的耐腐蚀性能以及力学性能。
其中，所述隔热层10的厚度为4mm，所述辅助层20的厚度为0.5mm，所述防腐层30的厚度为0.1mm。
实施例1
所述隔热层10纳米陶瓷复合材料各组分按重量计采用以下配比：
纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂 70份
改性膨胀蛭石 40份
陶瓷纤维 12份
所述辅助层20发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层各组分按重量计采用以下配比：
有机硅/二氧化硅杂化溶胶基体 70份
发泡剂 8份
十二烷基磺酸钠 1份
月桂酰二乙醇胺 0.5份
所述防腐层30改性环氧树脂底漆各组分按重量计采用以下配比：
环氧树脂 100份
空心玻璃微珠 8份
涂层涂覆步骤如下：
1、对罐体2表面进行清洗保证无可见的油脂和污垢，对表面高点进行清除，避免涂料成膜过程中的应力集中，对于表面锈蚀较为严重的局部，在防锈处理之后，才能进行下一步喷涂；
2、喷涂改性环氧树脂底漆，使用前充分底漆搅拌，采取喷涂方法，两遍喷涂达到0.1mm厚度，对出现的涂刷不均匀或出现针眼的部位立即手工补刷，每一层表干时间为2～4小时，视设备表面温度和环境条件不同而变化。此涂料喷刷完毕后，放置24h，等待完全干燥后继续后续的工作；
3、发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层的涂覆，将涂料充分搅拌均匀在前层涂料表干后，均匀涂刷以上混合料，厚度达到设计要求0.5mm，对涂刷后有不均匀处立刻进行补抹，刷完涂层之后将表面加热到70℃持续5h进行发泡，之后放置24h；
4、纳米陶瓷复合隔热层10的涂覆，将涂料充分搅拌并涂敷在前一步的杂化涂层上，为保证涂料粘接的牢固性，在涂刷完2mm厚，需要再缠绕一层玻璃纤维网，然后再涂刷2mm厚的保温隔热涂料，涂覆完毕后，常温下放置7天，至其完全干燥。
实施例2
实施例2与实施例1的施工方法相同，不同之处在于所述纳米陶瓷隔热保温材料1的组分。
所述隔热层10纳米陶瓷复合材料各组分按重量计采用以下配比：
纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂 70份
改性膨胀蛭石 30份
陶瓷纤维 10份
所述辅助层20发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层各组分按重量计采用以下配比：
有机硅/二氧化硅杂化溶胶基体 70份
发泡剂 8份
十二烷基磺酸钠 1份
月桂酰二乙醇胺 0.5份
所述防腐层30改性环氧树脂底漆各组分按重量计采用以下配比：
环氧树脂 100份
空心玻璃微珠 3份
对比例1
纳米陶瓷复合隔热层10各组分按重量计采用以下配比：
环氧树脂 70份
改性膨胀蛭石 40份
陶瓷纤维 12份
发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层各组分按重量计采用以下配比：
有机硅/二氧化硅杂化溶胶基体 70份
发泡剂 8份
十二烷基磺酸钠 1份
月桂酰二乙醇胺 0.5份
改性环氧树脂底漆各组分按重量计采用以下配比：
环氧树脂 100份
空心玻璃微珠 8份
施工方法的涂层涂覆步骤如下：
1、对罐体2表面进行清洗保证无可见的油脂和污垢，对表面高点进行清除，避免涂料成膜过程中的应力集中，对于表面锈蚀较为严重的局部，在防锈处理之后，才能进行下一步喷涂；
2、喷涂改性环氧树脂底漆，使用前充分底漆搅拌，采取喷涂方法，两遍喷涂达到0.1mm厚度，对出现的涂刷不均匀或出现针眼的部位立即手工补刷，每一层表干时间为2～4小时，视设备表面温度和环境条件不同而变化，此涂料喷刷完毕后，放置24h，等待完全干燥后继续后续的工作；
3、发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层的涂覆，将涂料充分搅拌均匀在前层涂料表干后，均匀涂刷以上混合料，厚度达到设计要求0.5mm，对涂刷后有不均匀处立刻进行补抹，刷完涂层之后将表面加热到70℃持续5h进行发泡，之后放置24h；
4、纳米陶瓷复合隔热层10的涂覆，将涂料充分搅拌并涂敷在前一步的杂化涂层上，为保证涂料粘接的牢固性，在涂刷完2mm厚，需要再缠绕一层玻璃纤维网，然后再涂刷2mm厚的保温隔热涂料，涂覆完毕后，常温下放置7天，至其完全干燥。
对比例2
纳米陶瓷复合隔热层10各组分按重量计采用以下配比：
纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂 90份
陶瓷纤维 12份
发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层各组分按重量计采用以下配比：
有机硅/二氧化硅杂化溶胶基体 70份
发泡剂 8份
十二烷基磺酸钠 1份
月桂酰二乙醇胺 0.5份
改性环氧树脂底漆各组分按重量计采用以下配比：
环氧树脂 100份
空心玻璃微珠 8份
涂层涂覆步骤如下：
1、对罐体2表面进行清洗保证无可见的油脂和污垢，对表面高点进行清除，避免涂料成膜过程中的应力集中，对于表面锈蚀较为严重的局部，在防锈处理之后，才能进行下一步喷涂；
2、喷涂改性环氧树脂底漆，使用前充分底漆搅拌，采取喷涂方法，两遍喷涂达到0.1mm厚度，对出现的涂刷不均匀或出现针眼的部位立即手工补刷，每一层表干时间为2-4小时，视设备表面温度和环境条件不同而变化，此涂料喷刷完毕后，放置24h，等待完全干燥后继续后续的工作；
3、发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层的涂覆，将涂料充分搅拌均匀在前层涂料表干后，均匀涂刷以上混合料，厚度达到设计要求0.5mm，对涂刷后有不均匀处立刻进行补抹，刷完涂层之后将表面加热到70℃持续5h进行发泡，之后放置24h；
4、纳米陶瓷复合隔热层10的涂覆，将涂料充分搅拌并涂敷在前一步的杂化涂层上，为保证涂料粘接的牢固性，在涂刷完2mm厚，需要再缠绕一层玻璃纤维网，然后再涂刷2mm厚的保温隔热涂料，涂覆完毕后，常温下放置7天，至其完全干燥。
对比例3
纳米陶瓷复合隔热层10各组分按重量计采用以下配比：
纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂 70份
改性膨胀蛭石 40份
陶瓷纤维 12份
发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层各组分按重量计采用以下配比：
有机硅/二氧化硅杂化溶胶基体 70份
改性环氧树脂底漆各组分按重量计采用以下配比：
环氧树脂 100份
空心玻璃微珠 8份
涂层涂覆步骤如下：
1、对罐体2表面进行清洗保证无可见的油脂和污垢，对表面高点进行清除，避免涂料成膜过程中的应力集中，对于表面锈蚀较为严重的局部，在防锈处理之后，才能进行下一步喷涂；
2、喷涂改性环氧树脂底漆，使用前充分底漆搅拌，采取喷涂方法，两遍喷涂达到0.1mm厚度，对出现的涂刷不均匀或出现针眼的部位立即手工补刷，每一层表干时间为2-4小时，视设备表面温度和环境条件不同而变化。此涂料喷刷完毕后，放置24h，等待完全干燥后继续后续的工作；
3、发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层的涂覆，将涂料充分搅拌均匀在前层涂料表干后，均匀涂刷以上混合料，厚度达到设计要求0.5mm，对涂刷后有不均匀处立刻进行补抹，刷完涂层之后放置24h；
4、纳米陶瓷复合隔热层10的涂覆，将涂料充分搅拌并涂敷在前一步的杂化涂层上，为保证涂料粘接的牢固性，在涂刷完2mm厚，需要再缠绕一层玻璃纤维网，然后再涂刷2mm厚的保温隔热涂料，涂覆完毕后，常温下放置7天，至其完全干燥。
对比例4
发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层各组分按重量计采用以下配比：
有机硅/二氧化硅杂化溶胶基体 70份
发泡剂 8份
十二烷基磺酸钠 1份
月桂酰二乙醇胺 0.5份
改性环氧树脂底漆各组分按重量计采用以下配比：
环氧树脂 100份
空心玻璃微珠 8份
涂层涂覆步骤如下：
对罐体2表面进行清洗保证无可见的油脂和污垢，对表面高点进行清除，避免涂料成膜过程中的应力集中，对于表面锈蚀较为严重的局部，在防锈处理之后，才能进行下一步喷涂；
喷涂改性环氧树脂底漆，使用前充分底漆搅拌，采取喷涂方法，两遍喷涂达到0.1mm厚度，对出现的涂刷不均匀或出现针眼的部位立即手工补刷，每一层表干时间为2-4小时，视设备表面温度和环境条件不同而变化，此涂料喷刷完毕后，放置24h，等待完全干燥后继续后续的工作；
发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层的涂覆，将涂料充分搅拌均匀在前层涂料表干后，均匀涂刷以上混合料，厚度达到设计要求0.5mm，对涂刷后有不均匀处立刻进行补抹，刷完涂层之后将表面加热到70℃持续5h进行发泡，之后放置24h。
对比例5
纳米陶瓷复合隔热层10各组分按重量计采用以下配比：
纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂 70份
改性膨胀蛭石 40份
陶瓷纤维 12份
改性环氧树脂底漆各组分按重量计采用以下配比：
环氧树脂 100份
空心玻璃微珠 8份
涂层涂覆步骤如下：
1、对罐体2表面进行清洗保证无可见的油脂和污垢，对表面高点进行清除，避免涂料成膜过程中的应力集中。对于表面锈蚀较为严重的局部，在防锈处理之后，才能进行下一步喷涂。
2、喷涂改性环氧树脂底漆，使用前充分底漆搅拌，采取喷涂方法，两遍喷涂达到0.1mm厚度，对出现的涂刷不均匀或出现针眼的部位立即手工补刷，每一层表干时间为2-4小时，视设备表面温度和环境条件不同而变化。此涂料喷刷完毕后，放置24h，等待完全干燥后继续后续的工作。
3、纳米陶瓷复合隔热层10的涂覆，将涂料充分搅拌并涂敷在前一步的杂化涂层上，为保证涂料粘接的牢固性，在涂刷完2mm厚，需要再缠绕一层玻璃纤维网，然后再涂刷2mm厚的保温隔热涂料。涂覆完毕后，常温下放置7天，至其完全干燥。
对比例6
纳米陶瓷复合隔热层10各组分按重量计采用以下配比：
纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂 70份
改性膨胀蛭石 40份
陶瓷纤维 12份
发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层各组分按重量计采用以下配比：
有机硅/二氧化硅杂化溶胶基体 70份
发泡剂 8份
十二烷基磺酸钠 1份
月桂酰二乙醇胺 0.5份
涂层涂覆步骤如下：
1、对罐体2表面进行清洗保证无可见的油脂和污垢，对表面高点进行清除，避免涂料成膜过程中的应力集中。对于表面锈蚀较为严重的局部，在防锈处理之后，才能进行下一步喷涂；
2、发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层的涂覆，将涂料充分搅拌均匀在前层涂料表干后，均匀涂刷以上混合料，厚度达到设计要求0.5mm，对涂刷后有不均匀处立刻进行补抹，刷完涂层之后将表面加热到70℃持续5h进行发泡，之后放置24h；
3、纳米陶瓷复合隔热层10的涂覆，将涂料充分搅拌并涂敷在前一步的杂化涂层上，为保证涂料粘接的牢固性，在涂刷完2mm厚，需要再缠绕一层玻璃纤维网，然后再涂刷2mm厚的保温隔热涂料，涂覆完毕后，常温下放置7天，至其完全干燥。
对比例7
纳米陶瓷复合隔热层10各组分按重量计采用以下配比：
纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂 70份
改性膨胀蛭石 40份
陶瓷纤维 12份
发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层各组分按重量计采用以下配比：
有机硅/二氧化硅杂化溶胶基体 70份
发泡剂 8份
十二烷基磺酸钠 1份
月桂酰二乙醇胺 0.5份
改性环氧树脂底漆各组分按重量计采用以下配比：
环氧树脂 100份
空心玻璃微珠 8份
涂层涂覆步骤如下：
1、对罐体2表面进行清洗保证无可见的油脂和污垢，对表面高点进行清除，避免涂料成膜过程中的应力集中，对于表面锈蚀较为严重的局部，在防锈处理之后，才能进行下一步喷涂；
2、喷涂改性环氧树脂底漆，使用前充分底漆搅拌，采取喷涂方法，两遍喷涂达到0.1mm厚度，对出现的涂刷不均匀或出现针眼的部位立即手工补刷，每一层表干时间为2-4小时，视设备表面温度和环境条件不同而变化，此涂料喷刷完毕后，放置24h，等待完全干燥后继续后续的工作；
3、发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层的涂覆，将涂料充分搅拌均匀在前层涂料表干后，均匀涂刷以上混合料，厚度达到设计要求0.5mm，对涂刷后有不均匀处立刻进行补抹，刷完涂层之后将表面加热到70℃持续5h进行发泡，之后放置24h；
4、纳米陶瓷复合隔热层10的涂覆，将涂料充分搅拌并涂敷在前一步的杂化涂层上，在涂刷完2mm厚，不进行玻璃纤维网缠绕，直接再涂刷2mm厚的保温隔热涂料。涂覆完毕后，常温下放置7天，至其完全干燥。
其中，实施例1到对比例7的涂层性能测试如表1所示。
表1 实施例1至实施例7的涂层性能测试结果
对比例8到对比例13
对比例8通过传统岩棉保温材质，包围车载沥青的罐体2，岩棉的厚度为110mm。
对比例9涂层材料的各组分同实施例1，不同之处在于施工方法中的涂覆隔热层10，所述隔热层10的厚度为1mm。涂覆隔热层10步骤：纳米陶瓷复合隔热层10的涂覆，将涂料充分搅拌并涂敷在前一步的杂化涂层上，在涂刷完0.5mm厚，不进行玻璃纤维网缠绕，直接再涂刷0.5mm厚的保温隔热涂料。涂覆完毕后，常温下放置7天，至其完全干燥。
对比例10涂层材料的各组分同实施例1，不同之处在于施工方法中的涂覆隔热层10，所述隔热层10的厚度为2mm。涂覆隔热层10步骤：纳米陶瓷复合隔热层10的涂覆，将涂料充分搅拌并涂敷在前一步的杂化涂层上，在涂刷完1mm厚，不进行玻璃纤维网缠绕，直接再涂刷1mm厚的保温隔热涂料。涂覆完毕后，常温下放置7天，至其完全干燥。
对比例11涂层材料的各组分同实施例1，不同之处在于施工方法中的涂覆隔热层10，所述隔热层10的厚度为3mm。涂覆隔热层10步骤：纳米陶瓷复合隔热层10的涂覆，将涂料充分搅拌并涂敷在前一步的杂化涂层上，在涂刷完1.5mm厚，不进行玻璃纤维网缠绕，直接再涂刷1.5mm厚的保温隔热涂料。涂覆完毕后，常温下放置7天，至其完全干燥。
对比例12涂层材料的各组分同实施例1，不同之处在于施工方法中的涂覆隔热层10，所述隔热层10的厚度为5mm。涂覆隔热层10步骤：纳米陶瓷复合隔热层10的涂覆，将涂料充分搅拌并涂敷在前一步的杂化涂层上，在涂刷完2.5mm厚，不进行玻璃纤维网缠绕，直接再涂刷2.5mm厚的保温隔热涂料。涂覆完毕后，常温下放置7天，至其完全干燥。
对比例13涂层材料的各组分同实施例1，不同之处在于施工方法中的涂覆隔热层10，所述隔热层10的厚度为6mm。涂覆隔热层10步骤：纳米陶瓷复合隔热层10的涂覆，将涂料充分搅拌并涂敷在前一步的杂化涂层上，在涂刷完3mm厚，不进行玻璃纤维网缠绕，直接再涂刷3mm厚的保温隔热涂料。涂覆完毕后，常温下放置7天，至其完全干燥。
其中，对比例8到13以及实施例1的涂层进行性能测试，在各个罐体2装上相同温度的沥青，如150℃，36小时后，记录温度变化，结果如表2所示。
表2 实施例1、对比例8～13的涂层性能测试
优选地，所述隔热层10的厚度为4mm。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种纳米陶瓷隔热保温材料，其特征在于，包括隔热层、辅助层以及防腐层，所述防腐层涂覆于罐体表面，所述辅助层设置于所述防腐层和所述隔热层之间，所述隔热层的原料以重量份计由下列组分组成：60～80份纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂、30～50份改性膨胀蛭石以及10～15份陶瓷纤维，其中，所述辅助层为发泡有机硅/二氧化硅杂化涂层，所述辅助层按照重量份计包括以下组分：60～80份有机硅/二氧化硅杂化溶胶基体、6～10份发泡剂、0.5～2份十二烷基磺酸钠以及0.1～1份月桂酰二乙醇胺，其中，所述防腐层为改性环氧树脂底漆，所述防腐层按照重量份计包括以下组分：100份环氧树脂以及6～10份空心玻璃微珠。
2.根据权利要求1所述的纳米陶瓷隔热保温材料，其特征在于，所述隔热层的厚度为4mm，所述辅助层的厚度为0.5mm，所述防腐层的厚度为0.1mm。
3.一种如权利要求1至2中任一所述的纳米陶瓷隔热保温材料的施工工艺，其特征在于，包括步骤：
S100表面处理，对罐体表面的油脂和污垢进行清洗，对表面高点和铁锈进行清除；
S200使用前充分搅拌改性环氧树脂底漆，将改性环氧树脂底漆喷涂于罐体、罐体附件以及支撑件的表面，间隔地喷涂两遍到0.1mm厚度，其中每一层表干的时间为2～4h，喷涂完成后，待干放置24h，形成防腐层；
S300将发泡有机硅/二氧化硅杂化涂料均匀涂覆于罐体的防腐层表面，涂刷厚度达到0.5mm，刷完涂层之后将表面加热到70℃持续5h进行发泡，之后放置24h，形成所述辅助层；以及
S400将隔热层涂料充分搅拌并涂敷在罐体的辅助层上，在涂刷完2mm厚度时，缠绕一层玻璃纤维网，然后再涂刷2mm厚的隔热层涂料，涂覆完成后常温下放置7天，至其完全干燥。
4.根据权利要求3所述的施工工艺，其特征在于，所述步骤S400中的隔热层涂料的制备方法包括步骤S410：将相应重量份的改性膨胀蛭石和陶瓷纤维分散于纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂中，充分搅拌形成所述隔热层涂料，其中，所述纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂的制备方法包括步骤：
S411将100g双酚A、30g纳米级稀土中空陶瓷微珠、1L 1mol/L的NaOH溶液加入烧瓶中，70℃下超声分散并搅拌30min；
S412降温至47℃，加入150g环氧氯丙烷，继续搅拌30min后，升温至90℃反应2h；以及
S413反应结束后加入冷水洗涤多次，取油相制得所述纳米级稀土中空陶瓷微珠改性环氧树脂。
5.根据权利要求4所述的施工工艺，其特征在于，所述步骤S410中的改性膨胀蛭石的制备方法包括步骤：
S421将10g甲基纤维素，15g十二烷基苯磺酸钠溶于60mL去离子水中，充分搅拌均匀得到分散剂溶液；
S422将100g蛭石倒入球磨罐中，并加入先前配好的溶液，搅拌均匀，放入行星磨中进行球磨2h，行星磨转速为200r/min；
S423球磨结束后将产品倒入玻璃皿中，并将其置于真空干燥箱中进行干燥，其温度为70℃，直至烘干；以及
S424将烘干的产品用粉碎机对其进行粉碎，制得改性膨胀蛭石。
6.根据权利要求5所述的施工工艺，其特征在于，所述步骤S300中的发泡有机硅/二氧化硅杂化涂料的制备方法包括步骤：
S310将80g正硅酸乙酯溶解于无水乙醇中，在25℃下搅拌并缓慢滴加0.01mol/L的稀盐酸；
S320反应30min后依次滴加醇水混合液、60g甲基三乙氧基硅烷、50g二苯基二甲氧基硅烷、100g γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷，反应1h，再将温度升至70℃，冷凝回流反应5h后停止反应，得到有机硅/二氧化硅杂化溶胶基体，其中，无水乙醇、盐酸和蒸馏水的摩尔比为2∶0.002∶2.5；以及
待冷至室温，加入适量固化剂、发泡剂、十二烷基磺酸钠以及月桂酰二乙醇胺，倒入容器中搅拌均匀密封保存，制得发泡有机硅/二氧化硅杂化涂料。
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