CN107201067A - 一种耐高温隔热保温涂料及其制作方法 - Google Patents

一种耐高温隔热保温涂料及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐高温隔热保温涂料及其制作方法，其组成组分及其重量份数如下：硅酸钠锂复合液10‑20份；水性酚醛树脂5‑20份；陶瓷空心微珠30‑50份；短陶瓷纤维10‑30份；膨润土1‑6份；鳞片铝粉1‑8份；防腐剂0.5‑3份；稳定剂0.5‑3份；水性分散剂0.5‑3份；偶联剂0.5‑5份；羧甲基纤维素0.2‑0.8份；PH调节剂0.1‑3份。本发明涂料耐温幅度在‑80—1300℃，25℃时涂层导热系数只有0.03W/m.K，该涂料缩短了固化时间，降低了涂层釉化温度，使之从传统的800℃降低到了600℃，提高了涂膜真空结构致密性，有效抑制并屏蔽红外线的辐射热和热量的传导。

Description

一种耐高温隔热保温涂料及其制作方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种耐高温隔热保温涂料及其制作方法。
背景技术
随着国内环保意识的逐渐加强和能源的短缺，节能减排势在必行，所以对于工业运输热管道、窑炉、高温阀门等高温设备表面必须采取有效的隔热保温防腐措施，以减少热量损失，节省能源的同时防止操作人员烫伤。但是传统的耐高温隔热保温涂料固化时间长，涂层真空致密结构差，防水防腐功能差，涂层釉化温度高，不能最大限度的节省能源，施工麻烦，不便涂敷在不规则的物体表面，所以为了改善这些缺陷，最大限度的实现节能减排，提高涂层的使用寿命，减少国民经济损失我公司经过长期研究实践，发明了本专利耐高温隔热保温涂料。
通过检索，发现如下几篇与本发明专利申请相关的公开专利文献：
1、一种工业用隔热保温涂料（CN 106433357A），包括：面层涂料和底层涂料：所述面层涂料含有：防水乳液，重钙，钛白粉，真空陶瓷微珠和硅微粉；所述底层涂料含有：耐高温纤维，水，表面活性剂，增稠剂，粘结剂，钛白粉，硅微粉，气相二氧化硅，真空陶瓷微珠，玻璃微珠和漂珠。本发明采用面层涂料和底层涂料的复合涂层结构，底层涂料具有隔热保温的功能，面层涂料具有防水的功能，底层涂料良好的隔热性能够降低涂层表面温度，使面层涂料的防水乳液可以在合适的温度下使用，不会因为高温影响防水性能，同时面层涂料对底层涂料起到防水保护作用，两者构成的复合涂层具有保温隔热和防水的双重效果。
2、一种耐高温隔热保温涂料（CN 106519962 A），包括：重量份为400～500的有机硅树脂，重量份为50～100的海抱石，重量份为100～200的珍珠岩，重量份为80～150的硅藻土，重量份为30～60的氧化铝空心球，重量份为20～50的石棉，重量份为100～150的溶剂，重量份为5～15的分散剂。本发明的耐高温隔热保温涂料可在高温下长期使用，附着力强，柔韧性好，隔热保温效果好。
3、一种超薄型保温隔热涂料（CN 106046910 A），原理配方包括水性聚合胶黏剂、空中玻璃微珠、短纤维、增稠剂、阻燃剂。制得后的超薄型保温隔热涂料粘稠均匀、易施工、涂层平整附着牢固，干燥后耐高温、防水、防酸碱腐蚀，内部为真空颗粒搭建的致密结构，具有稳定的保温隔热效果。适用于各类热工设备的保温隔热。
4、一种隔热保温涂料（CN 105153827 A），由下述重量百分比组份构成；苯丙乳液20-25%，石蜡20-25%，丙烯酸酯接枝环氧树脂乳胶3-8%，无机纤维5-7%，中空陶瓷微球3-5%，中空玻璃微球3-5%，二氧化锆陶瓷粉1-5%，增稠剂1-3%，消泡剂1-2%，钛白粉5-7%，硅酸铝粉5-10%，助溶剂1-2%，稳定剂1-2%，流平剂0.5-2%，去离子水12-17%。本发明制作出的隔热保温涂料，具有保温隔热性能良好，兼具防水保温功能，只用寿命较长，制造简单等优点，是一种施工便利的建筑用隔热保温涂料。
通过对比，本发明专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。
发明内容
本发明的目的在于克服传统隔热保温涂料的固化时间较长，涂层釉化温度较高，真空致密结构差等不足之处，提供一种耐高温隔热保温涂料及制备方法，该保温涂料缩短了固化时间以提高效率；降低了涂层釉化温度来节省能源，减少排放；提高涂膜真空结构致密性使涂层的防腐防水功能更强，且增长了使用寿命，减少国民经济损失。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种耐高温隔热保温涂料，其组成组分及其重量份数如下：
无机硅酸盐复合液10-20份；
改性水性酚醛树脂5-20份；
纳米陶瓷微珠30-50份；
短陶瓷纤维10-30份；
膨润土1-6份；
铝粉颜料1-8份；
防腐剂0.5-3份；
稳定剂0.5-3份；
水性分散剂0.5-3份；
偶联剂0.5-5份；
纤维素0.2-0.8份；
PH调节剂0.1-3份。
而且，所述无机硅酸盐复合液为硅酸钠锂复合液。其制备方法如下步骤：
先把硅酸钠90公斤和氢氧化钾10公斤放入高温高压反应釜中，逐步阶段升温，升温到800℃时恒温放入50公斤硅酸锂，搅拌分散加热维持800℃1小时后，继续升温到1150℃后维持2小时后，逐步降温至常温，所得溶液为硅酸钠锂复合高温溶液。
而且，所述酚醛树脂为改性水性酚醛树脂。
而且，所述纳米陶瓷微珠为纳米α-氧化铝微珠。
而且，所述短陶瓷纤维为含有氧化铬、氧化锆的一种或者几种的陶瓷短纤维。
而且，所述膨润土为钠基膨润土。
而且，所述铝粉颜料为鳞片状铝粉。
而且，所述偶联剂为硅烷偶联剂
而且，所述纤维素为羧甲基纤维素。
而且，所述的PH调节剂为5%的氨水和3%的硫酸。
而且，所述的硅酸钠锂复合液的制作方法，其步骤如下：
先把硅酸钠90公斤和氢氧化钾10公斤放入高温高压反应釜中，逐步阶段升温，升温到800℃时恒温放入50公斤硅酸锂，搅拌分散加热维持800℃1小时后，继续升温到1150℃后维持2小时后，逐步降温至常温，所得溶液为硅酸钠锂复合高温溶液。
一种如上所述的耐高温隔热保温涂料的制备方法，步骤如下：
先把硅酸钠锂复合液和水性酚醛树脂分散液高温搅拌均匀，搅拌分散片转数要达到3500转/秒以上搅拌熟化，溶液持续搅拌要30分钟以上，搅拌均匀后溶液里分别加入钠基膨润土、各种助剂后再搅拌，搅拌时间在20分钟以上，把搅拌分散片转数调到到200转/秒，再加入陶瓷空心微珠、短陶瓷纤维、鳞片铝粉搅拌30分钟以上，搅拌均匀，再用5%的氨水和3%的硫酸作为PH调节剂调节PH值为8-10，增加涂料的黏度就可灌装。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明涂料耐温幅度在-80—1300℃，25℃固化好的涂层导热系数只有0.03W/m.K，且该涂料缩短了固化时间，降低了涂层釉化温度，使之从传统的800℃降低到了600℃，提高了涂膜真空结构致密性，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，对低温物体可有效保冷并能抑制环境辐射热而引起的冷量损失，可防止冷凝水的发生。本发明涂料可以涂敷在不规则的物体表面，提高了工作效率，实现了更大限度的节能减排，涂层的导热系数低，达到更好的隔热保温效果，且涂层的防腐、防水功能更强，增长了使用寿命，减少国民经济损失。
2、本发明涂料采用的无机硅酸盐复合液为硅酸钠锂复合液，硅酸钠锂复合液具有两种硅酸盐的优点，导热系数很低，且硅酸锂有助溶剂的作用，成膜后涂层更加致密，形成立体网络空间和更加致密的真空隔热结构，有利于成膜和隔热保温，也提高了涂层的防渗透性，可以更好的防水、防腐功能，且具有更好的耐压、耐磨性能；可以缩短涂层固化时间，提高施工效率；该复合液使涂层釉化温度点降低，从传统的800℃降低到600℃，达到节能减排的目的。
4、本发明涂料采用水性酚醛树脂，无毒无害，在高温下可碳化，挥发时在涂层中形成隔热孔结构，能够使涂层具有更好的保温隔热作用。
3、本发明涂料采用纳米α-氧化铝微珠， α-氧化铝是氧化铝唯一的稳定相，熔点高，为2050℃，莫氏硬度为9，提高了涂层的耐热性，耐磨性和防腐性，陶瓷微珠，又因其中空结构，具有极低的导热系数，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，对低温物体可有效保冷并能抑制环境辐射热而引起的冷量损失，可防止冷凝水的发生。
4、本发明涂料采用含有氧化铬、氧化锆的一种或者几种的陶瓷短纤维，主要成分为氧化铝和二氧化硅，熔点为1750～1800℃，导热率系数为0.07～0.12W/（m·K），进一步提高了涂料的耐温性能，因其导热率低、比热小，具有良好的保温绝热性、耐磨、耐腐蚀性，无毒无害。
5、本发明涂料采用鳞片状铝粉，分散在载体内的鳞片铝粉发生漂浮运动，其运动的结果总是使自身与被载体涂装的底材平行，形成连续的铝粉层，而且这种铝粉层在载体膜内多层平行排列。各层铝粉之间的孔隙互相错开，切断了载体膜的毛细微孔，外界的水分、气体无法透过毛细孔到达底材，具有良好的物理屏蔽性。且鳞片状铝粉在涂层中形成许许多多小区域，使树脂的微裂纹、微气泡相互分割，减少了涂层与基体之间的热膨胀系数之差，降低了涂层的硬化收缩率及内部应力，抑制了涂层龟裂、剥落，提高了涂层的粘合力与抗冲击性。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的试剂，如无特殊规定，均为本领域内常用试剂；本发明中所使用的方法，如无特殊规定，均为本领域内常用的方法。
实施例1
一种耐高温隔热保温涂料，其组成组分及其重量份数如下：
硅酸钠锂复合液 15份；
水性酚醛树脂 10份；
α-氧化铝微珠 45份；
短陶瓷纤维 15份；
钠基膨润土 4份；
鳞片状铝粉颜料 5份；
防腐剂 1份；
稳定剂 1份；
水性分散剂 1份；
偶联剂 2份；
羧甲基纤维素 0.5份；
PH调节剂 0.5份
一种如上所述的耐高温隔热保温涂料的制备方法，步骤如下：
先把硅酸钠锂复合液和水性酚醛树脂分散液高温搅拌均匀，搅拌分散片转数要达到3500转/秒以上搅拌熟化，溶液持续搅拌要30分钟以上，搅拌均匀后溶液里分别加入钠基膨润土、各种助剂后再搅拌，搅拌时间在20分钟以上，把搅拌分散片转数调到到200转/秒，再加入陶瓷空心微珠、短陶瓷纤维、鳞片铝粉搅拌30分钟以上，搅拌均匀，再用5%的氨水和3%的硫酸作为PH调整值，增加涂料的黏度就可灌装，得到本发明产品。
本发明耐高温隔热保温涂料的性能测试：
为检验本发明的实际应用效果，具体操作如下：首先将被喷涂物表面喷砂，预处理，然后按照规格涂刷本发明涂料。得到的涂层结果如表一所示：
表一
涂料耐温： ≤2000℃ 最佳使用温度： 800℃以上
湿态比重： 2000Kg/m3 涂料性质： 水性、节能
涂料组分： 单组份 涂膜厚度： 0.3-10㎜
导热系数： 0.03W/m.K 25℃ 热阻值： 33m2.k.w-1
干膜涂层硬度： 7H 微珠种类： 氧化铝α微珠
抗折强度： ≤8Mpa 柔韧性： ≤1㎜
耐压强度： ≤80Mpa 粘接强度： ≤4Mpa

Claims (7)

1.一种耐高温隔热保温涂料及其制备方法，其特征在于：其组成组分及其重量份数如下：
无机硅酸盐复合液10-20份；
水性酚醛树脂5-20份；
纳米陶瓷微珠30-50份；
短陶瓷纤维10-30份；
钠基膨润土1-6份；
铝粉颜料1-8份；
防腐剂0.5-3份；
稳定剂0.5-3份；
水性分散剂0.5-3份；
偶联剂0.5-5份；
纤维素0.2-0.8份；
PH调节剂0.1-3份。
2.根据权利要求1所述的耐高温隔热保温涂料及其制备方法，其特征在于：所述无机硅酸盐复合液为硅酸钠锂复合液，导热率系数0.035 W/（m·K）。
3.根据权利要求1所述的耐高温隔热保温涂料及其制备方法，其特征在于：所述纳米陶瓷微珠为纳米α-氧化铝微珠，熔点为2050℃，粒径为10-60μm。
4.根据权利要求1所述的耐高温隔热保温涂料及其制备方法，其特征在于：所述短陶瓷纤维为含有氧化铬、氧化锆的一种或者几种的陶瓷短纤维，主要成分为氧化铝和二氧化硅，熔点为1750～1800℃，导热率系数为0.07～0.12W/（m·K）。
5.根据权利要求1所述的耐高温隔热保温涂料及其制备方法，其特征在于：所述的PH调节剂为5%的氨水和3%的硫酸，其PH为8-10。
6.根据权利要求1所述的耐高温隔热保温涂料及其制备方法，其特征在于：所述的硅酸钠锂复合液的制作方法，其步骤如下：先把硅酸钠90公斤和氢氧化钾10公斤放入高温高压反应釜中，逐步阶段升温，升温到800℃时恒温放入50公斤硅酸锂，搅拌分散加热维持800℃1小时后，继续升温到1150℃后维持2小时后，逐步降温至常温，所得溶液为硅酸钠锂复合高温溶液。
7.一种如权利要求1至9任一项所述的耐高温隔热保温涂料的制备方法，其特征在于：步骤如下：
先把硅酸钠锂复合液和水性酚醛树脂分散液按照上述比例高温搅拌均匀，搅拌分散片转数要达到3500转/秒以上搅拌熟化，溶液持续搅拌要30分钟以上，搅拌均匀后溶液里分别加入一定量的钠基膨润土和各种助剂，后再搅拌，搅拌时间在20分钟以上，把搅拌分散片转数调到到200转/秒，再加入定量的陶瓷空心微珠、短陶瓷纤维、鳞片铝粉搅拌30分钟以上，搅拌均匀，再用5%的氨水和3%的硫酸作为PH调节剂，增加涂料的黏度就可灌装。
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