CN106497306A - 一种耐高温隔热保温涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐高温隔热保温涂料，采用无机成膜材料和有机热固性树脂复合作为主要成膜物，添加热反射材料使得到的涂料兼具耐腐蚀、耐高温、易于施工、和隔热保温的效果。本发明具有兼具耐压、耐腐蚀、耐磨、耐酸碱、绝缘、防水防火性能和耐高温隔热的有益效果。

Description

一种耐高温隔热保温涂料
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体来说，涉及一种耐高温隔热保温涂料。
背景技术
耐高温涂料可分为有机耐高温涂料和无机耐高温涂料两大类。无机耐高温涂料是一种以无机材料为主要成膜物质的涂料，是由无机聚合物和经过分散活化的金属、金属氧化物纳米材料、稀土超微粉体组成的无机聚合物涂料，能与钢结构表面铁原子快速反应，生成具有物理、化学双重保护作用，通过化学键与基体牢固结合的无机聚合物防腐涂层。无机耐高温涂料相对于有机耐高温涂料往往直接取材于自然界，绝大多数为无毒无机原料。无机材料的生产及使用过程中对环境的污染小，产品多数是以水为分散介质，无环境和健康方面的不良影响，并能阻燃，耐高温达600℃以上。但是无机耐高温涂料在一定程度上具有较高的施工难度，且涂膜厚度大、附着力不足，最高耐受温度较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种兼具易施工、耐腐蚀、耐磨性能的耐高温隔热保温涂料。
本发明的技术方案可以通过以下技术措施来实现：
一种耐高温隔热保温涂料，采用无机成膜材料和有机热固性树脂复合作为主要成膜物，添加热反射材料使得到的涂料兼具耐腐蚀、耐高温、易于施工、和隔热保温的效果。
上述耐高温隔热保温涂料，包含以下重量份的原料:硅酸钠10-25份、热固性树脂5-20份、空心微珠35-80份、膨润土2-9份、稳定剂0.2-1.2份、羧甲基纤维素0.2-1.2份、偶联剂0.2-1.2份、氧化铝0.2-1.2份、分散剂0.2-1.2份、防腐剂0.2-1.2份、PH调节剂0.2-1.2份。
优选地，原料中还包括短陶瓷纤维5-25份,短陶瓷纤维在涂料中能够起到很好的增强作用，同时陶瓷纤维也为涂料提供良好的防火、隔热性能。
热固性树脂为水性酚醛树脂或环氧树脂，热固性树脂在高温后碳化能形成极小的空间，构成热不对流单元，提高材料的隔热性能。
优选地，空心微珠为纳米陶瓷空心微珠和/或纳米玻璃空心微珠。
空心微珠相对于普通实心微珠具有质轻、密度小、低导热、绝热性能好的优点，同时空心微珠在混合物涂料中易于活动，能够有效地降低涂覆难度，便于施工。
优选地，空心微珠的粒径为10μm至200μm。
空心微珠内部填充惰性气体，进一步提高隔热效果。
一种耐高温隔热保温涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1，把无机成膜材料和有机热固性树脂搅拌均匀，搅拌温度为有机热固性树脂熔点以上5℃至30℃，搅拌机转速大于3500r/min，搅拌时间为60min至100min；
S2，向S1中得到的均匀混合物中加入膨润土、氧化铝、分散剂、稳定剂、防腐剂、羧甲基纤维素、PH调节剂、偶联剂，搅拌均匀；
S3，向S2中得到的均匀混合物中加入空心微珠和短陶瓷纤维，继续搅拌60min以上，得到耐高温隔热保温涂料。
上述耐高温隔热保温涂料应用于焦炉荒煤气上升管，具体的将上述涂料涂覆于焦炉荒煤气上升管的内壁或外壁，涂层厚度为1-8mm。
优选地，上述涂层厚度为2-4mm。
涂层厚度的增加能够显著地提高隔热效果，在上升管换热器内外表面使用时，当涂层厚度为2-4mm时，能够将降温前1600-900℃的温度降到1000-600℃的目标温度。
优选地，上述耐高温隔热保温涂料可采用刷涂、刮涂、喷涂的方式进行施工。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明所述的耐高温隔热保温涂料中采用大量空心纳米微珠，微珠之间的间隙同时形成热不对流单元，使得材料导热系数低，导热系数低至0.03W/(m·K)，相对于传统保温材料要低十倍以上，保温效果良好。纳米微珠和短陶瓷纤维在提高材料强度的同时，也能为涂料提供良好的耐压、耐磨、耐腐蚀、绝缘、防水防火的性能，耐高温幅度在-100℃-1800℃之间，适用于焦炉荒煤气上升管换热器内部的高温、温差大、腐蚀性强的恶劣环境。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将进一步阐述本发明的具体实施例。
实施例1
把100g硅酸钠和200g水性酚醛树脂搅拌均匀，搅拌温度为水性酚醛树脂熔点以上5℃至30℃，搅拌机转速大于3500r/min，搅拌时间为60min；
向以上得到的混合物中加入膨润土20g、氧化铝12g、分散剂2g、稳定剂2g、防腐剂2g、羧甲基纤维素2g、PH调节剂2g、偶联剂2g，搅拌均匀；
再向上述得到的混合物中加入陶瓷空心微珠350g和短陶瓷纤维250g，继续搅拌60min以上，得到耐高温隔热保温涂料。
将所得涂料涂覆于焦炉荒煤气上升管换热器的内壁，涂层厚度为2mm。
实施例2
把100g硅酸钠和200g水性酚醛树脂搅拌均匀，搅拌温度为水性酚醛树脂熔点以上5℃至30℃，搅拌机转速大于3500r/min，搅拌时间为80min；
向以上得到的混合物中加入膨润土20g、氧化铝12g、分散剂2g、稳定剂2g、防腐剂2g、羧甲基纤维素2g、PH调节剂2g、偶联剂2g，搅拌均匀；
再向上述得到的混合物中加入陶瓷空心微珠800g和短陶瓷纤维50g，继续搅拌60min以上，得到耐高温隔热保温涂料。
将所得涂料涂覆于焦炉荒煤气上升管换热器的内壁，涂层厚度为2mm。
实施例3
把150g硅酸钠和150g水性酚醛树脂搅拌均匀，搅拌温度为水性酚醛树脂熔点以上5℃至30℃，搅拌机转速大于3500r/min，搅拌时间为100min；
向以上得到的混合物中加入膨润土20g、氧化铝12g、分散剂2g、稳定剂2g、防腐剂2g、羧甲基纤维素2g、PH调节剂2g、偶联剂2g，搅拌均匀；
再向上述得到的混合物中加入陶瓷空心微珠800g和短陶瓷纤维50g，继续搅拌60min以上，得到耐高温隔热保温涂料。
将所得涂料涂覆于焦炉荒煤气上升管换热器的内壁，涂层厚度为2mm。
实施例4
把250g硅酸钠和50g水性酚醛树脂搅拌均匀，搅拌温度为水性酚醛树脂熔点以上5℃至30℃，搅拌机转速大于3500r/min，搅拌时间为100min；
向以上得到的混合物中加入膨润土20g、氧化铝12g、分散剂2g、稳定剂2g、防腐剂2g、羧甲基纤维素2g、PH调节剂2g、偶联剂2g，搅拌均匀；
再向上述得到的混合物中加入陶瓷空心微珠600g和短陶瓷纤维250g，继续搅拌60min以上，得到耐高温隔热保温涂料。
将所得涂料涂覆于焦炉荒煤气上升管换热器的内壁，涂层厚度为2mm。
实施例5
把100g硅酸钠和200g水性酚醛树脂搅拌均匀，搅拌温度为水性酚醛树脂熔点以上5℃至30℃，搅拌机转速大于3500r/min，搅拌时间为60min；
向以上得到的混合物中加入膨润土90g、氧化铝2g、分散剂12g、稳定剂12g、防腐剂12g、羧甲基纤维素12g、PH调节剂12g、偶联剂12g，搅拌均匀；
再向上述得到的混合物中加入陶瓷空心微珠350g和短陶瓷纤维250g，继续搅拌60min以上，得到耐高温隔热保温涂料。
将所得涂料涂覆于焦炉荒煤气上升管换热器的内壁，涂层厚度为2mm。
测试得出，上升管换热器内部温度为1500℃，外部温度为1250℃。
实施例6
把100g硅酸钠和200g水性酚醛树脂搅拌均匀，搅拌温度为水性酚醛树脂熔点以上5℃至30℃，搅拌机转速大于3500r/min，搅拌时间为60min；
向以上得到的混合物中加入膨润土50g、氧化铝10g、分散剂8g、稳定剂8g、防腐剂8g、羧甲基纤维素8g、PH调节剂8g、偶联剂8g，搅拌均匀；
再向上述得到的混合物中加入陶瓷空心微珠350g和短陶瓷纤维250g，继续搅拌60min以上，得到耐高温隔热保温涂料。
将所得涂料涂覆于焦炉荒煤气上升管换热器的内壁，涂层厚度为4mm。
测试得出，上升管换热器内部温度为1500℃，外部温度为1100℃。
实施例7
把180g硅酸钠和90g水性酚醛树脂搅拌均匀，搅拌温度为水性酚醛树脂熔点以上5℃至30℃，搅拌机转速大于3500r/min，搅拌时间为60min；
向以上得到的混合物中加入膨润土60g、氧化铝6g、分散剂8g、稳定剂8g、防腐剂8g、羧甲基纤维素6g、PH调节剂6g、偶联剂8g，搅拌均匀；
再向上述得到的混合物中加入陶瓷空心微珠500g和短陶瓷纤维120g，继续搅拌60min以上，得到耐高温隔热保温涂料。
将所得涂料涂覆于焦炉荒煤气上升管换热器的内壁，涂层厚度为2mm。
测试得出，上升管换热器内部温度为1500℃，外部温度为900℃，达到目标使用温度。
实施例8
把180g硅酸钠和90g水性酚醛树脂搅拌均匀，搅拌温度为水性酚醛树脂熔点以上5℃至30℃，搅拌机转速大于3500r/min，搅拌时间为60min；
向以上得到的混合物中加入膨润土60g、氧化铝6g、分散剂8g、稳定剂8g、防腐剂8g、羧甲基纤维素6g、PH调节剂6g、偶联剂8g，搅拌均匀；
再向上述得到的混合物中加入纳米玻璃空心微珠500g和短陶瓷纤维120g，继续搅拌60min以上，得到耐高温隔热保温涂料。
将所得涂料涂覆于焦炉荒煤气上升管换热器的内壁，涂层厚度为8mm。
测试得出，上升管换热器内部温度为1500℃，外部温度为100℃，隔热效果较好。
对比例a
向270g硅酸钠中加入膨润土60g、氧化铝6g、分散剂8g、稳定剂8g、防腐剂8g、羧甲基纤维素6g、PH调节剂6g、偶联剂8g，搅拌均匀；
向上述得到的混合物中加入纳米玻璃空心微珠500g和短陶瓷纤维120g，继续搅拌60min以上，得到耐高温隔热保温涂料。
将所得涂料涂覆于焦炉荒煤气上升管换热器的内壁，涂层厚度为4mm。
对比例b
在熔点以上温度，向270g水性酚醛树脂中加入膨润土60g、氧化铝6g、分散剂8g、稳定剂8g、防腐剂8g、羧甲基纤维素6g、PH调节剂6g、偶联剂8g，搅拌均匀；
向上述得到的混合物中加入纳米玻璃空心微珠500g和短陶瓷纤维120g，继续搅拌60min以上，得到耐高温隔热保温涂料。
将所得涂料涂覆于焦炉荒煤气上升管换热器的内壁，涂层厚度为4mm。
对比例c
把180g硅酸钠和90g水性酚醛树脂搅拌均匀，搅拌温度为水性酚醛树脂熔点以上5℃至30℃，搅拌机转速大于3500r/min，搅拌时间为60min；
向以上得到的混合物中加入膨润土60g、氧化铝6g、分散剂8g、稳定剂8g、防腐剂8g、羧甲基纤维素6g、PH调节剂6g、偶联剂8g，搅拌均匀。
将所得涂料涂覆于焦炉荒煤气上升管换热器的内壁，涂层厚度为4mm。
测试结果
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种耐高温隔热保温涂料，其特征在于，采用无机成膜材料和有机热固性树脂复合作为主要成膜物，并添加热反射材料。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温隔热保温涂料，其特征在于，包含以下重量份的原料:硅酸钠10-25份、热固性树脂5-20份、空心微珠35-80份、膨润土2-9份、稳定剂0.2-1.2份、羧甲基纤维素0.2-1.2份、偶联剂0.2-1.2份、氧化铝0.2-1.2份、分散剂0.2-1.2份、防腐剂0.2-1.2份、PH调节剂0.2-1.2份。
3.根据权利要求2所述的一种耐高温隔热保温涂料，其特征在于，原料中还包括短陶瓷纤维5-25份。
4.根据权利要求2所述的一种耐高温隔热保温涂料，其特征在于，所述热固性树脂为水性酚醛树脂或环氧树脂。
5.根据权利要求2所述的一种耐高温隔热保温涂料，其特征在于，所述空心微珠为纳米陶瓷空心微珠和/或纳米玻璃空心微珠。
6.根据权利要求2所述的一种耐高温隔热保温涂料，其特征在于，所述空心微珠的粒径为10μm至200μm。
7.根据权利要求2所述的一种耐高温隔热保温涂料，其特征在于，所述空心微珠内部填充惰性气体。
8.一种权利要求1至7任一耐高温隔热保温涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，把无机成膜材料和有机热固性树脂搅拌均匀，搅拌温度为有机热固性树脂熔点以上5℃至30℃，搅拌机转速大于3500r/min，搅拌时间为60min至100min；
S2，向S1中得到的均匀混合物中加入膨润土、氧化铝、分散剂、稳定剂、防腐剂、羧甲基纤维素、PH调节剂、偶联剂，搅拌均匀；
S3，向S2中得到的均匀混合物中加入空心微珠和短陶瓷纤维，继续搅拌60min以上，得到耐高温隔热保温涂料。
9.一种根据权利要求1-7所述的耐高温隔热保温涂料的应用，其特征在于，将所述耐高温隔热保温涂料应用于焦炉荒煤气上升管，具体的将上述涂料涂覆于焦炉荒煤气上升管的内壁或外壁，涂层厚度为1-8mm。
10.根据权利要求9所述的一种耐高温隔热保温涂料的应用，其特征在于，所述的涂层厚度为2-4mm。
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