CN108485436A - 防腐隔热涂料、防腐隔热贴及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种防腐隔热涂料、防腐隔热贴及其制备方法，其中，防腐隔热涂料含有乳胶液20～130质量份；粘结剂5～35质量份；气凝胶粉2～10质量份；阻燃剂0～20质量份；以及空心玻璃微珠0～30质量份，将该涂料形成防腐隔热层，该防腐隔热层具有较好的防腐和隔热性能，防腐隔热贴包括依次层叠的支撑层、防腐隔热层、以及离型膜。根据本发明实施例的防腐隔热贴一次施工即可以实现防腐和隔热的两项需求，同时通过防腐隔热贴来提高管道的防腐和隔热的性能。

Description

防腐隔热涂料、防腐隔热贴及其制备方法
技术领域
本发明涉及管道的防腐和隔热技术领域，具体地，涉及一种防腐隔热涂料、防腐隔热贴及其制备方法。
背景技术
钢材是制造工业设备和各类输送管道的重要材质。在一定环境下，管道受到化学、电化学及微生物侵蚀等作用，钢材会逐渐发生不可逆的腐蚀，最终导致穿孔，造成泄漏或坍塌。且钢的导热性能较好，当设备及管道中有冷、热介质运行时，为了减少与外界热交换造成的能量损耗，常常需要对设备及管道采取隔热措施。有效的防腐、隔热措施对于钢质工业设备及管道具有重要意义，它能够保障运行安全、延长使用寿命、降低运行能耗、提升经济效益。
目前设备及管道防腐的措施有阴极保护法和采用防腐底漆(如沥青漆、环氧油漆、氟碳漆等)隔离水和氧气来达到防腐效果。但采用防腐底漆这种涂层存在耐候性差、表层易损坏等弊端。另外，现有技术中3PE技术的普及虽大幅提高了管道防腐的水平，但这种方法也存在后期修复困难的问题。而且，目前防腐技术和隔热技术通常是分开进行施工，两次施工比较复杂且在一定程度上限制了其应用。
因此，有必要开发新型的防腐隔热一体化技术，使用一种产品、在一次施工中达成防腐和隔热两项需求，降低施工难度并简化对破损防处的修复，为工业设备及管道的防腐隔热提供新的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种防腐隔热涂料。
本发明还提出了一种防腐隔热贴，其包含由上述防腐隔热涂料形成的防腐隔热层。
此外，本发明还提出了一种防腐热贴的制备方法
为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：
根据本发明第一方面实施例的防腐隔热涂料，含有:
乳胶液20～130质量份；
粘结剂5～35质量份；
气凝胶粉2～10质量份；
阻燃剂0～20质量份；以及
空心玻璃微珠0～30质量份。
优选地，所述乳胶液含有：纯丙乳液20～80质量份；
苯丙乳液0～20质量份；
氯偏乳液0～20质量份；以及
有机硅乳液0～10质量份。
优选地，所述粘结剂含有不干胶用丙烯酸酯树脂或水性聚氨酯压敏胶。
优选地，所述阻燃剂为季戊四醇、聚磷酸铵、三聚氰胺、硼酸锌、三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或多种混合。
优选地，所述气凝胶粉为二氧化硅气凝胶粉，其粒径为10～500μm。
优选地，所述空心玻璃微珠的粒径为10～200μm。
本发明第二方面实施例的防腐隔热贴，包括依次层叠的支撑层、防腐隔热层、以及离型膜，其中，所述防腐隔热层由上述防腐隔热涂料形成。
优选地，所述支撑层材质为复合铝箔玻纤布或多层铝塑复合膜。
优选地，还包括第一胶黏剂层，所述第一胶黏剂层位于所述防腐隔热层和所述离型膜之间，所述第一胶黏剂层的材料为聚丙烯酸酯类压敏胶或聚氨酯类压敏胶。
优选地，还包括第二胶黏剂层，所述第二胶黏剂层位于所述支撑层和所述防腐隔热层之间以将所述防腐隔热层贴合在所述支撑层上，所述第二胶黏剂层的材料为丙烯酸酯类粘合剂。
本发明第三方面实施例的防腐隔热贴的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，提供支撑层材料；
步骤S2,将纯丙乳液20～80质量份，苯丙乳液0～20质量份，氯偏乳液0～20质量份，有机硅乳液0～10质量份，不干胶丙烯酸酯树脂5～15质量份，聚氨酯树脂0～20质量份，阻燃剂0～20质量份，气凝胶粉2～10质量份，空心玻璃微珠0～30质量份充分混合，制成防腐隔热涂料；
步骤S3，将所述防腐隔热涂料均匀涂刷在所述支撑层表面,涂刷厚度为1～50mm，之后在空气或氮气环境下烘干，以在支撑层表面形成防腐隔热层；
步骤S4，在所述防腐隔热层上设置离型膜，得到所述防腐隔热贴。
优选地，在设置所述离型膜之前还包括步骤S5，在所述防腐隔热层表面涂抹乳液型压敏胶，涂抹厚度为5mm以下，在空气或氮气条件下烘干，以形成第一胶黏剂层，所述步骤S4中，将所述离型膜贴在所述第一胶黏剂层上。
优选地，在形成所述防腐隔热层之前还包括步骤S6，将丙烯酸酯类粘合剂涂布在支撑层表面，涂布厚度为0.1～1mm，在空气或氮气条件下烘干，以形成第二胶黏剂层。
本发明的上述技术方案至少具有如下效果之一：
(1)该防腐隔热涂料形成防腐隔热层后具有较好的防腐隔热性能；
(2)该防腐隔热贴由于使用了气凝胶粉，具有很好的防腐隔热的效果，导热系数可低至0.04W/(m·K)以下；
(3)通过按压的方式即可粘贴到管道的表面，使用方法简单；
(4)制备方法简单适合工业化生产。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面具体描述根据本发明实施例的防腐隔热涂料。
根据本发明实施例的防腐隔热涂料含有乳胶液20～130质量份，粘结剂5～35质量份，阻燃剂0～20质量份，气凝胶粉2～10质量份，以及空心玻璃微珠0～30质量份。采用该组分的涂料形成的防腐隔热贴，具有良好的防腐隔热的效果。需要说明的是，本发明的防腐隔热涂料组分及含量并不能作为对本发明的限制，可根据例如使用环境等要求进行适当调整。
具体地，所述乳胶液可以含有：纯丙乳液20～80质量份，苯丙乳液0～20质量份，氯偏乳液0～20质量份，有机硅乳液0～10质量份。
纯丙乳液的作用是作为气凝胶粉、空心玻璃微珠和阻燃剂的分散介质，干燥后形成具有柔韧性的膜将这些填料包裹在其中，以使气凝胶粉和空心玻璃微珠稳定包裹在一起，增强其柔韧性，不易粉碎，本发明的也可以采用硅丙乳液替代纯丙乳液。苯丙乳液的作用与纯丙乳液类似，由于其性能、价格均低于纯丙乳液，因此可以部分替代纯丙乳液而不致膜的柔韧性变差，不同时能够降低成本。
氯偏乳液的主要作用是阻燃，同时也作为气凝胶粉等填料的分散介质。当然本发明的其他实施例中也可以采用其他同时具有阻燃和分散作用的物质。并不能作为本发明的限制。
有机硅乳液简称硅乳，是一种水包油型的硅油、水和表面活性剂等组成的乳液。其主要作用是增强膜的韧性、耐高温性、耐老化性、耐水性。进一步提高涂料的韧性、耐高温性、耐老化性、耐水性。
本发明的粘结剂可为常规的选择，可以含有不干胶用丙烯酸酯树脂或水性聚氨酯压敏胶。可根据例如使用环境等要求适当的调整上述乳胶液和粘结剂中的各成分比例，以获得防腐和隔热性能较佳的防腐隔热层。
阻燃剂是一种赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，主要是针对高分子材料的阻燃。本发明的阻燃剂可以为本领域的常规选择，在本发明中的防腐隔热涂料中可以选择加入或不加入阻燃剂，可以加入的阻燃剂，如有机阻燃剂和无机阻燃剂，卤系阻燃剂和非卤，有机阻燃剂如溴系、磷氮系、氮系和红磷及化合物等阻燃剂，无机阻燃剂主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝，硅系等。优选为季戊四醇、聚磷酸铵、三聚氰胺、硼酸锌、三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或多种混合。
气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体，略低于空气密度，所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”，其内部的颗粒非常小可达纳米量级。气凝胶的种类很多、有二氧化硅系、氧化铝系等，本发明的气凝胶可以为常见的二氧化硅气凝胶，气凝胶粉为二氧化硅气凝胶粉，优选地，粉体的粒径可以为10～500μm之间。
空心玻璃微珠是一种经过特殊加工处理的玻璃微珠，是一种微米级新型轻质材料，其主要特点是密度比玻璃微珠更小，导热性更差，其主要成分是硼硅酸盐，空心玻璃微珠具有抗压强度高、熔点高、电阻率高、热导系数和热收缩系数小等特点，具有明显的减轻重量和隔音保温效果，使制品具有很好的抗龟裂性能和再加工性能。本发明的防腐隔热涂料中可以选择加入或不加入空心玻璃微珠，其粒径可以为常规的选择，如空心玻璃微珠的粒径可以为10～200μm之间，壁厚可以为1～2μm。通过加入空心玻璃微珠能够在增强防腐隔热层的隔热效果的同时，提高防腐隔热贴的机械性能。
根据本发明实施例的防腐隔热涂料，具有较好的防腐和隔热的性能，当其制成防腐隔热层时，可以具有更加的防腐隔热效果，且适合工业化生产。
下面具体描述根据本发明实施例的防腐隔热帖。
根据本发明实施例的防腐隔热贴包括依次层叠的支撑层、防腐隔热层、以及离型膜，其中，所述防腐隔热层含有乳胶液、粘结剂和气凝胶粉。
根据本发明实施例的防腐隔热贴，其中的防腐隔热层含有乳胶液、树脂和气凝胶粉，所述乳胶液具有防腐作用，所述气凝胶粉具有很好的隔热保温作用，因此，根据本发明实施例的防腐隔热贴同时具有防腐隔热效果，而且，由于该防腐隔热贴含有粘结剂，可以直接贴附在被隔热体上(例如钢管等)，其使用也非常简单。
进一步地，所述防腐隔热层可以由防腐隔热涂料形成，具体的防腐隔热涂料的组分及各组分的作用等已经在上述做了详细的说明，在此不再赘述。
本发明的支撑层材质可以是具有致密、柔性的薄膜，更优选为耐穿刺、耐腐蚀老化特性的薄膜，例如铝箔玻纤布、复合铝箔玻纤布、阻燃铝箔玻纤布和多层铝塑复合膜。本发明中，优选采用复合铝箔玻纤布或多层铝塑复合膜，其在防止防腐隔热层受到外力损伤的同时还可以增强防腐隔热贴的隔水隔氧性能。
本发明的一个实施例为了能够将防腐隔热贴牢固的粘在钢质设备或管道表面，可以在防腐隔热层和离型膜之间设置第一胶黏剂层，该第一胶黏剂层的组成可以是常规的压敏胶，如聚丙烯酸酯类压敏胶或聚氨酯类压敏胶。通过该聚丙烯酸酯类压敏胶或聚氨酯类压敏胶，在使用该防腐隔热贴时通过轻微的按压即可将该防腐隔热贴贴合在钢质设备或管道表面，避免脱落。
本发明的另一个实施例中，为了增强离型膜(例如可以为离型纸)的附着力，可以在支撑层与防腐隔热层之间设置第二胶黏剂层，其中，第二胶黏剂层的材料可以选择常规的粘合剂，如乳液型粘合剂和无溶剂型粘合剂，乳液型粘合剂可以为醋酸乙烯树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶等，无溶剂型粘合剂可以为环氧树脂等。本发明优选为丙烯酸酯类粘合剂，具有更好的粘附效果。
本发明的上述材料及组分均为市售或根据本领域的技术人员公知的方法制备得到，对此为本领域的公知，在此不再赘述。
本发明的防腐隔热贴整体导热系数可低至0.04W/(m﹒K)以下，可以满足多种隔热需求，一体化贴以简单按压粘贴的方式即可对设备或管道表面防腐和隔热的施工，可以通过一次施工达成防腐和隔热两种效果，施工简便。
根据本发明实施例的防腐隔热贴的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，提供支撑层材料。
步骤S2,将纯丙乳液20～80质量份，苯丙乳液0～20质量份，氯偏乳液0～20质量份，有机硅乳液0～10质量份，不干胶丙烯酸酯树脂5～15质量份，聚氨酯树脂0～20质量份，阻燃剂0～20质量份，气凝胶粉2～10质量份，空心玻璃微珠0～30质量份充分混合，制成防腐隔热涂料。
其中，支撑层的材料及防腐隔热涂料的各组分上述已做详细说明，再此不在赘述。
本发明的防腐隔热涂料各组分的添加顺序没有特定的限制，按照上述比例进行混合形成混合液，在通过高速分散机以100～1440转/分钟的速率对混合液分散5～120分钟，将混合液制成均质的浆状物，即防腐隔热涂料。
步骤S3，将所述防腐隔热涂料均匀涂刷在所述支撑层表面,涂刷厚度为1～50mm，之后在空气或氮气环境下烘干，以在支撑层表面形成防腐隔热层。
本发明的烘干温度可以为常规设备或自然条件容易实现的温度，如30～200℃，直至烘干为止，优选地，烘干时间为0.5～96h。
步骤S4，在所述防腐隔热层上设置离型膜，得到所述防腐隔热贴。
其中，离型膜可以为具有隔离空气和水的薄膜或纸件，如离型纸，可以将离型膜贴在防腐隔热层上，以更好的保护防腐隔热层。
本发明的制备方法中还包括步骤S5，在设置所述离型膜之前在所述防腐隔热层表面涂抹乳液型压敏胶，涂抹厚度为5mm以下，在空气或氮气条件下烘干，以形成第一胶黏剂层，所述步骤S4中，将所述离型膜贴在所述第一胶黏剂层上。
其中，乳液型压敏胶可以通过常规的温度进行烘干为止，如烘干温度为30～200℃，烘干时间为3min～72h。
优选地，在形成所述防腐隔热层之前还包括步骤S6，将丙烯酸酯类粘合剂涂布在支撑层表面，涂布厚度为0.1～1mm，在空气或氮气条件下烘干，以形成第二胶黏剂层。
其中，丙烯酸酯类粘合剂可以通过常规的温度进行烘干为止，优选地，如烘干温度为30～200℃，烘干时间为0.5～96h。
本发明实施例的防腐隔热贴的制备方法简单、能够制备出性能良好且兼具防腐和隔热两种性能的防腐隔热贴，适合工业化生产。
为使本领域的技术研究人员能够更好的理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
1)选用PAP铝塑片(永兴密封材料厂，0.3mm)作为支撑层。
2)配制防腐隔热涂料
以下材料按质量份计，将65份纯丙乳液(上海久优化工JY-8600)和15份有机硅乳液(广州巴泰化工BT-9279)在转速为100r/min的分散盘中搅拌混合1min，随后加入5份阻燃剂、5份气凝胶粉(上海澍澎)和10份空心玻璃微珠(山西海诺HN20)，继续在分散盘转速为500r/min条件下搅拌60min制得的防腐隔热涂料。其中，阻燃剂为季戊四醇(江苏瑞阳化工)10份、聚磷酸铵(江苏腾泰化工)20份、三聚氰胺(南通润丰石化)30份、水40份混合均匀后用砂磨机研磨1h后制得，该涂料具有较好的防腐隔热的性能。
3)制备第二胶黏剂层
将不干胶丙烯酸酯树脂乳液(安徽中恩化工SA-226)均匀涂刷在PAP铝塑片(永兴密封材料厂，0.3mm)的支撑层表面，涂抹厚度为0.1mm，在空气气氛下烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为3min以制得第二胶黏剂层。
4)涂抹防腐隔热涂料
将防腐隔热涂料均匀涂刷在第二胶黏剂表面，厚度5mm，之后在空气气氛下烘干，烘干温度为105℃，烘干时间为12h，以形成防腐隔热层，该防腐隔热层具有较佳的防腐隔热的性能。
5)第一胶黏剂的涂布
在烘干后的防腐隔热层表面涂抹不干胶丙烯酸酯树脂(安徽中恩化工SA-226)，涂抹厚度为0.5mm，在空气气氛下烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为5min。
6)在第一胶黏剂层表面贴离型纸以得到防腐隔热贴。
该防腐隔热贴导热系数为0.04W/(m﹒K)，粘贴在Q235碳钢表面后180°剥离强度>10(N/25mm)，耐盐雾性为划线720h不起泡、不脱落、单项扩蚀＜2mm。
实施例2:
1)以防水铝箔玻纤布(南京邦特，0.24mm)作为支撑层。
2)配制防腐隔热涂料
以下材料按质量份计，将50份纯丙乳液(上海久优化工JY-8600)、10份苯丙乳液(上海久优化工JY-8630)、10份氯偏乳液(武汉合中生化HZ1265)和5份不干胶丙烯酸酯树脂(安徽中恩化工SA-226)在分散盘转速为100r/min的条件下搅拌混合1min，然后加入阻燃剂5份、气凝胶粉(上海澍澎)7份、空心玻璃微珠(山西海诺HN20)13份，继续在分散转速为700r/min的条件下搅拌120min以得到防腐隔热涂料。其中，阻燃剂为季戊四醇(江苏瑞阳化工)12份、聚磷酸铵(江苏腾泰化工)30份、三聚氰胺(南通润丰石化)11份、三氧化二锑(益阳久通)1份、硼酸锌(益阳久通)6份、水40份混合均匀后用砂磨机研磨1h后制得的，该涂料具有较好的防腐隔热的性能。
3)涂抹防腐隔热涂料
将防腐隔热涂料均匀涂刷在防水铝箔玻纤布(南京邦特，0.24mm)支撑层表面，涂抹厚度为10mm，在氮气气氛下烘干，烘干温度为150℃，烘干时间为12h以得到防腐隔热层，该防腐隔热层具有较佳的防腐隔热的性能。
4)涂布第一胶黏剂层
在烘干后的防腐隔热层表面涂抹不干胶丙烯酸酯树脂(安徽中恩化工SA-226)，涂抹厚度为2mm，在空气气氛下烘干，烘干温度为105℃，烘干时间为10min得到第一胶黏剂层。
5)在第一胶黏剂层表面贴离型纸得到防腐隔热贴。
该防腐隔热贴导热系数为0.038W/(m﹒K)，粘贴在Q235碳钢表面后180°剥离强度>10(N/25mm)，耐盐雾性为划线720h不起泡、不脱落、单项扩蚀＜2mm。
实施例3
1)以PAP铝塑片(永兴密封材料厂，0.3mm)作为支撑层。
2)配制防腐隔热涂料
以下材料按质量份计，将50份纯丙乳液(上海久优化工JY-8600)和30份不干胶丙烯酸酯树脂(安徽中恩化工SA-226)在分散盘转速为100r/min的条件下搅拌混合1min，再加入气凝胶粉(上海澍澎)5份、空心玻璃微珠(山西海诺HN20)15份，继续在分散盘转速为500r/min的条件下搅拌60min以得到防腐隔热涂料，该防腐隔热涂料具有较好的防腐隔热的性能。
3)将防腐隔热涂料涂抹在PAP铝塑片(永兴密封材料厂，0.3mm)支撑层上，将防腐隔热涂料均匀涂刷在支撑层表面，涂抹厚度为20mm，在氮气气氛下烘干，烘干温度为200℃，烘干时间为8h，以形成防腐隔热层，该防腐隔热层具有较好的防腐隔热的性能。
4)在防腐隔热层表面贴离型纸以得到防腐隔热贴。
该防腐隔热贴导热系数为0.045W/(m﹒K)，粘贴在Q235碳钢表面后180°剥离强度>5(N/25mm)，耐盐雾性为划线720h不起泡、不脱落、单项扩蚀＜2mm。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种防腐隔热涂料，其特征在于,含有:
乳胶液20～130质量份；
粘结剂5～35质量份；
气凝胶粉2～10质量份；
阻燃剂0～20质量份；以及
空心玻璃微珠0～30质量份。
2.根据权利要求1所述的防腐隔热涂料，其特征在于，所述乳胶液含有：
纯丙乳液20～80质量份；
苯丙乳液0～20质量份；
氯偏乳液0～20质量份；以及
有机硅乳液0～10质量份。
3.根据权利要求1所述的防腐隔热涂料，其特征在于，所述粘结剂含有不干胶用丙烯酸酯树脂或水性聚氨酯压敏胶。
4.根据权利要求1所述的防腐隔热涂料，其特征在于，所述阻燃剂为季戊四醇、聚磷酸铵、三聚氰胺、硼酸锌、三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或多种混合。
5.根据权利要求1所述的防腐隔热涂料，其特征在于，所述气凝胶粉为二氧化硅气凝胶粉，其粒径为10～500μm。
6.根据权利要求1所述的防腐隔热涂料，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒径为10～200μm。
7.一种防腐隔热贴，其特征在于，包括依次层叠的支撑层、防腐隔热层、以及离型膜，其中，所述防腐隔热层由权利要求1-6中任一项所述的防腐隔热涂料形成。
8.根据权利要求7所述的防腐隔热贴，其特征在于，所述支撑层材质为复合铝箔玻纤布或多层铝塑复合膜。
9.根据权利要求7所述的防腐隔热贴，其特征在于，还包括第一胶黏剂层，所述第一胶黏剂层位于所述防腐隔热层和所述离型膜之间，所述第一胶黏剂层的材料为聚丙烯酸酯类压敏胶或聚氨酯类压敏胶。
10.根据权利要求7所述的防腐隔热贴，其特征在于，还包括第二胶黏剂层，所述第二胶黏剂层位于所述支撑层和所述防腐隔热层之间以将所述防腐隔热层贴合在所述支撑层上，所述第二胶黏剂层的材料为丙烯酸酯类粘合剂。
11.一种防腐隔热贴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，提供支撑层材料；
步骤S2,将纯丙乳液20～80质量份，苯丙乳液0～20质量份，氯偏乳液0～20质量份，有机硅乳液0～10质量份，不干胶丙烯酸酯树脂5～15质量份，聚氨酯树脂0～20质量份，阻燃剂0～20质量份，气凝胶粉2～10质量份，空心玻璃微珠0～30质量份充分混合，制成防腐隔热涂料；
步骤S3，将所述防腐隔热涂料均匀涂刷在所述支撑层表面,涂刷厚度为1～50mm，之后在空气或氮气环境下烘干，以在支撑层表面形成防腐隔热层；
步骤S4，在所述防腐隔热层上设置离型膜，得到所述防腐隔热贴。
12.根据权利要求11所述的防腐隔热贴的制备方法，其特征在于，在设置所述离型膜之前还包括步骤S5，在所述防腐隔热层表面涂抹乳液型压敏胶，涂抹厚度为5mm以下，在空气或氮气条件下烘干，以形成第一胶黏剂层，所述步骤S4中，将所述离型膜贴在所述第一胶黏剂层上。
13.根据权利要求12所述的防腐隔热贴的制备方法，其特征在于，在形成所述防腐隔热层之前还包括步骤S6，将丙烯酸酯类粘合剂涂布在支撑层表面，涂布厚度为0.1～1mm，在空气或氮气条件下烘干，以形成第二胶黏剂层。
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