CN106752910A - 一种纳米复合高温节能环保涂料及其制备方法 - Google Patents

一种纳米复合高温节能环保涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米复合高温节能环保涂料，包括以下重量份的原料：有机硅树脂20～40份、硅酸钙18～25份、纳米材料5～10份、填料8～15份、陶瓷纤维3～7份、硅酸铝纤维3～7份、硅氧烷偶联剂0.2～0.6份、高温粘结剂2～5份、发泡剂1～3份、防锈剂1～3份、水22～36份。本发明提出的一种纳米复合高温节能环保涂料，具有良好的耐高温、耐磨损、耐油、耐酸碱腐蚀性能，无任何异味，其可长期耐1500℃以上的高温，并且能有效的抑制红外线的辐射热，隔热抑制效率高达93％，其施工方法简单，施工要求低，固化时间短，固化后附着力强，在反复高温环境下，性能稳定，值得推广。

Description

一种纳米复合高温节能环保涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种纳米复合高温节能环保涂料及其制备方法。
背景技术
高温涂料是太空节能隔热保温涂料的一种，其能有效抑制并屏蔽红外线的辐射热和热量的传导，可抑制高温物体的热辐射和热量的散失，高温涂料可以耐高温，可以作为陶瓷、玻璃、金属等涂层材料，也可以作为陶瓷、玻璃、金属等粘合剂。高温涂料广泛适用于钢铁制品作车间底漆，重防腐涂层底漆，更适用于高温热风炉内外壁以及烟囱、烟道、烘道、热排气管道、高温热气管道，加热炉和其他金属要求高温防腐设备的涂层。随着工业技术的不断发展，高温涂料的应用也越来越广泛，对其性能的要求也越来越高。总结现实应用中的高温涂料的综合性能可知，现有的高温涂料或多或少的存在一些缺点，如固化时间长，固化温度高，造成能耗；施工要求高、施工难度大；附着力性、柔韧性差，反复高温下隔热性能及耐腐蚀性能降低，同时造成设备腐蚀或释放对环境有害的物质等。高温涂料根据材料的不同可以分为：有机硅高温涂料、高温粉末涂料、高温陶瓷涂料等，且均存在一定的性能差异。基于上述陈述，本发明提出了一种纳米复合高温节能环保涂料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种纳米复合高温节能环保涂料及其制备方法。
一种纳米复合高温节能环保涂料，包括以下重量份的原料：有机硅树脂20～40份、硅酸钙18～25份、纳米材料5～10份、填料8～15份、陶瓷纤维3～7份、硅酸铝纤维3～7份、硅氧烷偶联剂0.2～0.6份、高温粘结剂2～5份、发泡剂1～3份、防锈剂1～3份、水22～36份。
优选的，所述的一种纳米复合高温节能环保涂料，包括以下重量份的原料：有机硅树脂25～35份、硅酸钙20～22份、纳米材料6～8份、填料10～12份、陶瓷纤维4～6份、硅酸铝纤维4～6份、硅氧烷偶联剂0.3～0.5份、高温粘结剂3～4份、发泡剂1.5～2.5份、防锈剂1.5～2.5份、水25～35份。
优选的，所述的一种纳米复合高温节能环保涂料，包括以下重量份的原料：有机硅树脂30份、硅酸钙20份、纳米材料7份、填料12份、陶瓷纤维5份、硅酸铝纤维5份、硅氧烷偶联剂0.4份、高温粘结剂3.5份、发泡剂2份、防锈剂2份、水30份。
优选的，所述纳米材料为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化铝和纳米氧化镁中的一种或任意组合。
优选的，所述填料为滑石粉、硅藻土、粘土、云母粉和高岭土中的一种或多种，所述填料均为纳米级材料。
优选的，所述高温粘结剂包括以下重量百分比的原料：硅橡胶35％、丁苯橡胶30％、水溶性硅酸钠14％、硅藻土10％、硫磺4％、纳米氧化锌3％、水杨酸1％、交联剂3％。
优选的，所述高温粘结剂的制备方法为：将上述重量百分比的硅橡胶和丁苯橡胶加入到橡胶硫化罐中，加入硫磺、纳米氧化锌和水杨酸进行高温硫化；完成硫化后保温加入水溶性硅酸钠、硅藻土和交联剂进行高速搅拌混合，混合均匀即得高温粘结剂。
本发明还提出了一种纳米复合高温节能环保涂料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的有机硅树脂、纳米材料和硅氧烷偶联剂加入到超声震荡器中，在90～130℃下，超声振荡1～2h，得改性有机硅树脂；
S2、将所述比重的硅酸钙、填料、陶瓷纤维和硅酸铝纤维加入到步骤S1中所得的改性有机硅树脂中，以280～480r/min的转速混合搅拌，搅拌20～40min后，加入所述比重的高温粘结剂，保持转速不变，继续搅拌15～25min，得粘稠液；
S3、将所述比重的水加入到步骤S2中所得的粘稠液中，加入所述比重的发泡剂和防锈剂，以780～1100r/min的转速高速搅拌1～2h，即得所需高温涂料。
本发明提出的一种纳米复合高温节能环保涂料，具有良好的耐高温、耐磨损、耐油、耐酸碱腐蚀性能，其可长期耐1500℃以上的高温，并且能有效的抑制红外线的辐射热，隔热抑制效率高达93％，本发明还提出了种纳米复合高温节能环保涂料的制备方法，采用纳米材料对有机硅树脂进行改性后，与高耐热的硅酸钙、纳米级填料和纤维在助剂的作用下，于溶剂中混合均匀而得，其制备方法简单，制备成本低，制备过程不会造成任何环境污染，本发明制备的高温节能环保涂料，无任何异味，其施工方法简单，施工要求低，可在常温下自行固化，也可进行加热固化，其固化时间短，固化后附着力强，在反复高温环境下，性能稳定，本发明制备的涂料能够广泛的应用于航天航空、冶金石油及其他工业领域，应用于金属、玻璃制品，能够有效的保护制品表面，延长制品的使用寿命，值得推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种纳米复合高温节能环保涂料，包括以下重量份的原料：有机硅树脂35份、硅酸钙20份、纳米氧化铝8份、纳米级粘土12份、陶瓷纤维4份、硅酸铝纤维7份、硅氧烷偶联剂0.5份、高温粘结剂4份、发泡剂1.5份、防锈剂2.5份、水30份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的有机硅树脂、纳米氧化铝和硅氧烷偶联剂加入到超声震荡器中，在120℃下，超声振荡1.2h，得改性有机硅树脂；
S2、将所述比重的硅酸钙、纳米级粘土、陶瓷纤维和硅酸铝纤维加入到步骤S1中所得的改性有机硅树脂中，以300r/min的转速混合搅拌，搅拌35min后，加入所述比重的高温粘结剂，保持转速不变，继续搅拌22min，得粘稠液；
S3、将所述比重的水加入到步骤S2中所得的粘稠液中，加入所述比重的发泡剂和防锈剂，以1000r/min的转速高速搅拌1.2h，即得所需高温涂料。
实施例二
本发明提出的一种纳米复合高温节能环保涂料，包括以下重量份的原料：有机硅树脂25份、硅酸钙22份、纳米二氧化钛6份、纳米级滑石粉15份、陶瓷纤维5份、硅酸铝纤维3份、硅氧烷偶联剂0.2份、高温粘结剂3份、发泡剂2份、防锈剂1份、水25份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的有机硅树脂、纳米二氧化钛和硅氧烷偶联剂加入到超声震荡器中，在90℃下，超声振荡2h，得改性有机硅树脂；
S2、将所述比重的硅酸钙、纳米级滑石粉、陶瓷纤维和硅酸铝纤维加入到步骤S1中所得的改性有机硅树脂中，以350r/min的转速混合搅拌，搅拌30min后，加入所述比重的高温粘结剂，保持转速不变，继续搅拌18min，得粘稠液；
S3、将所述比重的水加入到步骤S2中所得的粘稠液中，加入所述比重的发泡剂和防锈剂，以800r/min的转速高速搅拌1.8h，即得所需高温涂料。
实施例三
本发明提出的一种纳米复合高温节能环保涂料，包括以下重量份的原料：有机硅树脂30份、硅酸钙18份、纳米氧化镁10份、纳米级云母粉9份、陶瓷纤维7份、硅酸铝纤维4份、硅氧烷偶联剂0.6份、高温粘结剂2.5份、发泡剂2.5份、防锈剂1.5份、水35份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的有机硅树脂、纳米氧化镁和硅氧烷偶联剂加入到超声震荡器中，在130℃下，超声振荡1h，得改性有机硅树脂；
S2、将所述比重的硅酸钙、纳米级云母粉、陶瓷纤维和硅酸铝纤维加入到步骤S1中所得的改性有机硅树脂中，以280r/min的转速混合搅拌，搅拌40min后，加入所述比重的高温粘结剂，保持转速不变，继续搅拌25min，得粘稠液；
S3、将所述比重的水加入到步骤S2中所得的粘稠液中，加入所述比重的发泡剂和防锈剂，以900r/min的转速高速搅拌1.5h，即得所需高温涂料。
实施例四
本发明提出的一种纳米复合高温节能环保涂料，包括以下重量份的原料：有机硅树脂20份、硅酸钙25份、纳米二氧化硅5份、纳米级高岭土10份、陶瓷纤维3份、硅酸铝纤维5份、硅氧烷偶联剂0.4份、高温粘结剂5份、发泡剂3份、防锈剂2份、水32份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的有机硅树脂、纳米二氧化硅和硅氧烷偶联剂加入到超声震荡器中，在110℃下，超声振荡1.5h，得改性有机硅树脂；
S2、将所述比重的硅酸钙、纳米级高岭土、陶瓷纤维和硅酸铝纤维加入到步骤S1中所得的改性有机硅树脂中，以400r/min的转速混合搅拌，搅拌25min后，加入所述比重的高温粘结剂，保持转速不变，继续搅拌15min，得粘稠液；
S3、将所述比重的水加入到步骤S2中所得的粘稠液中，加入所述比重的发泡剂和防锈剂，以780r/min的转速高速搅拌2h，即得所需高温涂料。
实施例五
本发明提出的一种纳米复合高温节能环保涂料，包括以下重量份的原料：有机硅树脂40份、硅酸钙24份、纳米二氧化钛9份、纳米级硅藻土8份、陶瓷纤维6份、硅酸铝纤维6份、硅氧烷偶联剂0.3份、高温粘结剂3.5份、发泡剂1份、防锈剂3份、水28份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的有机硅树脂、纳米二氧化钛和硅氧烷偶联剂加入到超声震荡器中，在100℃下，超声振荡1.8h，得改性有机硅树脂；
S2、将所述比重的硅酸钙、纳米级硅藻土、陶瓷纤维和硅酸铝纤维加入到步骤S1中所得的改性有机硅树脂中，以480r/min的转速混合搅拌，搅拌20min后，加入所述比重的高温粘结剂，保持转速不变，继续搅拌20min，得粘稠液；
S3、将所述比重的水加入到步骤S2中所得的粘稠液中，加入所述比重的发泡剂和防锈剂，以1100r/min的转速高速搅拌1h，即得所需高温涂料。
将本发明实施例一～五中制备的纳米复合高温节能环保涂料采用喷涂的方式分别喷涂在金属制件的表面，喷涂厚度为6mm，分别观察其在室温和70℃的固化时间，待其完全固化后继续放置38h，然后将制件至于1000℃的高温下12h，取出冷却后分别观察制品表面情况，得出如下结果：
实施例 室温固化时间(h) 70℃固化时间(h) 表面情况
一 10.2 6.8 无龟裂、脱落
二 7.8 4.3 无龟裂、脱落
三 11.5 7 无龟裂、脱落
四 8.6 5.7 无龟裂、脱落
五 9.1 6.1 无龟裂、脱落
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种纳米复合高温节能环保涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：有机硅树脂20～40份、硅酸钙18～25份、纳米材料5～10份、填料8～15份、陶瓷纤维3～7份、硅酸铝纤维3～7份、硅氧烷偶联剂0.2～0.6份、高温粘结剂2～5份、发泡剂1～3份、防锈剂1～3份、水22～36份。
2.根据权利要求1所述的一种纳米复合高温节能环保涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：有机硅树脂25～35份、硅酸钙20～22份、纳米材料6～8份、填料10～12份、陶瓷纤维4～6份、硅酸铝纤维4～6份、硅氧烷偶联剂0.3～0.5份、高温粘结剂3～4份、发泡剂1.5～2.5份、防锈剂1.5～2.5份、水25～35份。
3.根据权利要求1所述的一种纳米复合高温节能环保涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：有机硅树脂30份、硅酸钙20份、纳米材料7份、填料12份、陶瓷纤维5份、硅酸铝纤维5份、硅氧烷偶联剂0.4份、高温粘结剂3.5份、发泡剂2份、防锈剂2份、水30份。
4.根据权利要求1所述的一种纳米复合高温节能环保涂料，其特征在于，所述纳米材料为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化铝和纳米氧化镁中的一种或任意组合。
5.根据权利要求1所述的一种纳米复合高温节能环保涂料，其特征在于，所述填料为滑石粉、硅藻土、粘土、云母粉和高岭土中的一种或多种，所述填料均为纳米级材料。
6.根据权利要求1所述的一种纳米复合高温节能环保涂料，其特征在于，所述高温粘结剂包括以下重量百分比的原料：硅橡胶35％、丁苯橡胶30％、水溶性硅酸钠14％、硅藻土10％、硫磺4％、纳米氧化锌3％、水杨酸1％、交联剂3％。
7.根据权利要求6所述的高温粘结剂，其特征在于，所述高温粘结剂的制备方法为：将上述重量百分比的硅橡胶和丁苯橡胶加入到橡胶硫化罐中，加入硫磺、纳米氧化锌和水杨酸进行高温硫化；完成硫化后保温加入水溶性硅酸钠、硅藻土和交联剂进行高速搅拌混合，混合均匀即得高温粘结剂。
8.一种纳米复合高温节能环保涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将所述比重的有机硅树脂、纳米材料和硅氧烷偶联剂加入到超声震荡器中，在90～130℃下，超声振荡1～2h，得改性有机硅树脂；
S2、将所述比重的硅酸钙、填料、陶瓷纤维和硅酸铝纤维加入到步骤S1中所得的改性有机硅树脂中，以280～480r/min的转速混合搅拌，搅拌20～40min后，加入所述比重的高温粘结剂，保持转速不变，继续搅拌15～25min，得粘稠液；
S3、将所述比重的水加入到步骤S2中所得的粘稠液中，加入所述比重的发泡剂和防锈剂，以780～1100r/min的转速高速搅拌1～2h，即得所需高温涂料。
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