CN107236332B - 一种耐火纤维喷涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐火纤维喷涂料，所述耐火纤维喷涂料由以下重量份的原料制成：无机锆凝胶纤维85～95份，三氧化二钇4～8份，消音剂0.69～1.275份，酚醛树脂2～6份，聚合氯化铝0.5～1份。所述消音剂由以下重量份的原料制成：聚硅氧烷0.1～0.2份，高密度聚乙烯0.3～0.4份，聚氨酯0.1～0.2份，生物质衍生炭材料0.03～0.09份，硅微粉0.15～0.35份，石墨烯0.005～0.015份和空心微珠0.005～0.02份。本发明的耐火纤维喷涂料具有较好的吸音功能，应用范围广；具有优良的耐热性能和热震稳定性能；成本低，回弹率低，施工高效方便，环境友好。

Description

一种耐火纤维喷涂料
技术领域
本发明涉及耐火材料技术领域，尤其涉及一种施工方便、具有消音功能的耐火纤维喷涂料。
背景技术
能源问题已经引起世界各国的广泛关注，一方面能源消耗在逐年增加，另一方面能源利用率仍十分低下，在我国这一矛盾表现得尤为突出。我国热工窑炉方面的能源利用率仅为发达国家的50～60％，节能材料的研究开发已成为材料领域面临的紧迫任务，耐火纤维由于其具有优异的保温隔热性能而成为节能材料的开发热点。耐火纤维也叫陶瓷纤维，属于纤维状隔热耐火材料，具有一般纤维的特性，又具有一般纤维所没有的耐高温、耐腐蚀性能。作为耐火隔热材料，已被广泛应用于冶金、化工、机械、建材、造船、航空、航天等工业部门。传统的耐火纤维的施工技术主要指的是耐火纤维制品的施工技术。采用粘贴、拼接等技术和工艺进行施工，施工难度大、速度慢，质量控制困难、接缝多，整体性差，操纵工人劳动强度大，环境恶劣。
中国专利文献上公开了“一种耐火纤维反辐射抗冲刷涂料”，其公告号为CN102372490A，该发明耐火纤维反辐射抗冲刷涂料耐高温抗氧化能力强，尤其在温度1700℃以下的环境中使用效果良好，涂料烧结后形成坚硬、光亮的耐高温釉层，耐高温火焰气流冲刷，反辐射效果卓越，炉温1300℃，涂料涂层8mm厚时耐火纤维保温层表面温度为350℃，施工简单，节能效果显著。但是，该发明仍需采用传统的刮涂方式，施工过程复杂繁琐，施工环境恶劣，制得的耐火纤维涂料没有消音效果，限制应用范围。
发明内容
本发明为了克服传统耐火纤维涂料施工不便、施工环境噪音大的问题，提供了一种施工方便、具有消音功能的耐火纤维喷涂料。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种耐火纤维喷涂料，所述耐火纤维喷涂料由以下重量份的原料制成：无机锆凝胶纤维85～95份，三氧化二钇4～8份，消音剂0.69～1.275份，酚醛树脂2～6份，聚合氯化铝0.5～1份。
本发明制得的耐火纤维喷涂料为氧化锆耐火纤维，无机锆凝胶纤维作为原料，三氧化二钇作为稳定剂，在制备过程中无机锆凝胶纤维受热分解形成氧化锆耐火纤维。其原理为：氧化锆为耐高温可达2000℃以上的物质，以胶的方式均匀存在于耐火纤维体系中，经过高温时，它会变成丝状，像蛛网一样形成一个网状丝团，使纤维不分散。其他材料遇到高温时就被粉化、变质，没有强度，氧化锆耐火纤维作为主料使得本发明制得的耐火纤维喷涂料具有优良的耐热性能和热震稳定性能。聚合氯化铝作为闪速絮凝剂，能够使得耐火纤维喷喷涂料泵出喷射到涂层时能够快速凝结，不易流淌。体系中加入消音剂能够使得耐火纤维喷涂料具备吸音功能，降低施工环境中的噪音，同时也使得耐火纤维喷涂料在家居、消防和公共安全等需要降低噪音的领域开拓新的应用，提高企业的经济效益。
作为优选，所述消音剂由以下重量份的原料制成：聚硅氧烷0.1～0.2份，高密度聚乙烯0.3～0.4份，聚氨酯0.1～0.2份，生物质衍生炭材料0.03～0.09份，硅微粉0.15～0.35份，石墨烯0.005～0.015份和空心微珠0.005～0.02份。
本发明的耐火纤维喷涂料所用消音剂的配方体系中加入石墨烯，石墨烯作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，具有优异的抗拉强度和大的比表面积，将其加入到体系中，可以作为消音剂的稳定剂，其原理为：石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。其网状结构在收到声波振动时，可以起到缓冲的作用，能够增强消音剂的吸音性能。本发明所用空心微珠外观为灰白色，是一种松散、流动性好的粉体材料，具有隔音性、阻燃性、电绝缘性好，密度小，吸油率低等优点，并且强度高。其性能稳定，耐候性好，并且价格低廉，能够降低耐火纤维喷涂料用消音剂的成本，实现大规模应用。作为优选，所述石墨烯的层数小于10层，比表面积大于500m2/g。
将石墨烯的层数和比表面积优化控制，有利于其与配方体系中其他组分协同配合，形成更为均一、高分散性的三维网络结构，能够增强消音剂的吸音性能，从而使制得的耐火砖具有优异的消音性能。
作为优选，所述生物质衍生炭材料为生物质活性碳纤维、生物质碳分子筛和生物质基活性炭中的一种或几种。
本发明采用生物质衍生炭材料替代传统的不可再生的碳素材料作为原料，生物质衍生炭材料是以原始生物质(树叶、茎杆、果壳)，生物质衍生物(纤维素、木质素、半纤维素、蛋白质、二糖、单糖)为原料经过煅烧热解处理，经活化剂活化后得到的生物材料，利用生物质原料制备各种碳材料，可以降低碳材料生产成本，实现碳材料的可持续发展。生物质衍生炭材料内部有许多微小的、互不贯通的独立气泡，没有通气性能，在一定程度上具有弹性的吸声材料。当声波入射到材料上时，激发材料作整体振动，为克服材料内部的摩擦而消耗了声能。它的吸声频率特性是高频声吸收系数很低，中、低频的吸声系数类似共振吸收，但无显著的共振吸收峰而呈复杂的起伏状态。
作为优选，所述硅微粉的粒径小于0.088mm，可以充分分散在配方体系中。
作为优选，所述空心微珠内填充有环氧丙烯酸树脂。
环氧丙烯酸树脂具有优良的耐溶剂性、耐酸碱性以及对金属等的优良的附着力、较好的热稳定性和电绝缘性、保色性等，可以应用于高温工作环境下的耐火材料，解决传统消音剂不耐高温的弊端，增强其应用范围，使用该消音剂制得的耐火纤维喷涂料具有较高的吸音性能。
作为优选，所述无机锆凝胶纤维为四氯化锆凝胶纤维和/或氢氧化锆凝胶纤维。
四氯化锆凝胶纤维和氢氧化锆凝胶纤维的成本较低，且均可以作为制备氧化锆耐火纤维的前驱体，能够为企业节约成本。
本发明的耐火纤维喷涂料具有如下有益效果：
(1)具有较好的吸音功能，应用范围广；
(2)具有优良的耐热性能和热震稳定性能；
(3)成本低，回弹率低，施工高效方便，环境友好。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
本发明将所有原料混合搅拌，湿法真空成型，干燥加工，干燥温度110～120℃，时间22～24h，得到耐火纤维喷涂料。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
实施例1
一种耐火纤维喷涂料，由以下重量份的原料制成：四氯化锆凝胶纤维85g，三氧化二钇4g，消音剂(聚硅氧烷0.1g，高密度聚乙烯0.3g，聚氨酯0.1g，生物质活性碳纤维0.03g，硅微粉(粒径＜0.088mm)0.15g，石墨烯(8层，550m2/g)0.005g，空心微珠(内填充有环氧丙烯酸树脂)0.005g)0.69g，酚醛树脂2g，聚合氯化铝0.5g。
实施例2
一种耐火纤维喷涂料，由以下重量份的原料制成：四氯化锆凝胶纤维45g，氢氧化锆凝胶纤维50g，三氧化二钇8g，消音剂(聚硅氧烷0.2g，高密度聚乙烯0.4g，聚氨酯0.2g，生物质碳分子筛0.03g，生物质基活性炭0.06g，硅微粉(粒径＜0.088mm)0.35g，石墨烯(5层，600m2/g)0.015g，空心微珠(内填充有环氧丙烯酸树脂)0.02g)1.275g，酚醛树脂6g，聚合氯化铝1g。
实施例3
一种耐火纤维喷涂料，由以下重量份的原料制成：四氯化锆凝胶纤维45g，氢氧化锆凝胶纤维45g，三氧化二钇6g，消音剂(聚硅氧烷0.15g，高密度聚乙烯0.35g，聚氨酯0.15g，生物质基活性炭0.06g，硅微粉(粒径＜0.088mm)0.25g，石墨烯(7层，650m2/g)0.01g，空心微珠(内填充有环氧丙烯酸树脂)0.01g)1.275g，酚醛树脂4份，聚合氯化铝0.8份。
对比例
对比例为市售氧化锆耐火纤维喷涂料。
对实施例1-3和对比例的耐火纤维喷涂料进行性能检测，结果如表1所示：
表1.理化指标结果
理化指标 实施例1 实施例2 实施例3 对比例
体积密度，g/cm<sup>3</sup> 2.65 2.60 2.88 2.3
回弹率，％ ＜5 ＜5 ＜5 ＞5
吸声系数 0.91 0.95 0.97 0.65
热震稳定性，次 ＞100 ＞100 ＞100 ＜100
由以上结果可以看出，本发明耐火纤维喷涂料相对于市售耐火纤维喷涂料具有较高的吸声系数，吸音性好，成本低、吸音性好，回弹率低，具有优良的耐热性能和热震稳定性能。
本发明的耐火纤维喷涂料具有较好的吸音功能，应用范围广；具有优良的耐热性能和热震稳定性能；成本低，回弹率低，施工高效方便，环境友好。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (6)

1.一种耐火纤维喷涂料，其特征在于，所述耐火纤维喷涂料由以下重量份的原料制成：无机锆凝胶纤维85~95份，三氧化二钇4~8份，消音剂0.69~1.275份，酚醛树脂2~6份，聚合氯化铝0.5~1份；所述消音剂由以下重量份的原料制成：聚硅氧烷0.1~0.2份，高密度聚乙烯0.3~0.4份，聚氨酯0.1~0.2份，生物质衍生炭材料0.03~0.09份，硅微粉0.15~0.35份，石墨烯0.005~0.015份和空心微珠0.005~0.02份。
2.根据权利要求1所述的耐火纤维喷涂料，其特征在于，所述石墨烯的层数小于10层，比表面积大于500m2/g。
3.根据权利要求1所述的耐火纤维喷涂料，其特征在于，所述生物质衍生炭材料为生物质活性碳纤维、生物质碳分子筛和生物质基活性炭中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的耐火纤维喷涂料，其特征在于，所述硅微粉的粒径小于0.088mm。
5.根据权利要求1所述的耐火纤维喷涂料，其特征在于，所述空心微珠内填充有环氧丙烯酸树脂。
6.根据权利要求1所述的耐火纤维喷涂料，其特征在于，所述无机锆凝胶纤维为四氯化锆凝胶纤维和/或氢氧化锆凝胶纤维。
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