CN108715731A - 纳米耐高温隔热涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种纳米耐高温隔热涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：硅树脂乳液40～60份、丙烯酸乳液20～30份、改性六钛酸钾晶须4～8份、硅酸铝纤维3～6份、玻化微珠6～10份、分散剂3～6份、润湿剂4～8份、增稠剂4～8份、去离子水20～30份及pH调节剂0.5～1.5份；所述改性六钛酸钾晶须主要由六钛酸钾晶须、氮化硅与硅烷偶联剂制备得到。该保温涂料隔热性好、耐高温、强度高、耐污染。

Description

纳米耐高温隔热涂料
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种纳米耐高温隔热涂料。
背景技术
众所周知，为了实现生态环保、节能减排的目标，对工业输热管道、热力设备等金属结构表面必须采取有效的隔热保温防腐措施。现有技术中，传统的隔热保温材料如岩棉毡、无机保温砂浆、聚苯泡沫板、发泡聚氨酯等使用的较为广泛，但是这些传统的保温材料的使用必须要达到一定厚度才能有较好的保温性能，在施工中比较费时费力，施工质量决定着其防水性差，对于户外还存在着阳光照射容易出现保温层开裂、渗水，直接影响金属表面的防腐性能。而使用有机高分子发泡材料做保温层，其耐燃性较差，存在一定的火灾隐患。因此，近年来国内外都在研制新型保温材料来替代传统的保温材料。其中，以空心微珠为主要填料开发轻质、薄层、高温隔热的纳米涂料成为该领域的研究热点。虽然陆续推出了一些这类保温材料的制备方法，但是都不是很成熟，还处在研究阶段，距离大规模推广应用还有一定的差距。尽快研制出一种涂层具有薄涂、绝热、耐高温、防水、抗裂、防腐、隔音、耐候耐久等特性的成纳米耐高温隔热涂料是本技术领域当前的重要任务。
发明内容
本发明提出一种纳米耐高温隔热涂料，该保温涂料隔热性好、耐高温、强度高、耐污染。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种纳米耐高温隔热涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：
硅树脂乳液40～60份、丙烯酸乳液20～30份、改性六钛酸钾晶须4～8份、硅酸铝纤维3～6份、玻化微珠6～10份、分散剂3～6份、润湿剂4～8份、增稠剂4～8份、去离子水20～30份及pH调节剂0.5～1.5份；所述改性六钛酸钾晶须主要由六钛酸钾晶须、氮化硅与硅烷偶联剂制备得到。
优选地，所述改性六钛酸钾晶须的制备方法：
将六钛酸钾晶须与氮化硅加入到丙酮中，进行超声分散，得到分散液，将分散液升温至75～82℃，然后依次加入硅烷偶联剂、水与聚酰胺，搅拌均匀，反应结束后干燥即可。
优选地，所述氮化硅与所述六钛酸钾晶须的质量之比为1:5～7，所述硅烷偶联剂与所述六钛酸钾晶须的质量之比为1:20～25，所述聚酰胺与所述氮化硅的质量之比为1:15～20。
优选地，所述硅烷偶联剂为KH550或者KH560。
优选地，所述分散剂选自疏水性改性羧酸钠盐、聚丙烯酸钠盐或聚丙烯酸铵盐中的一种或几种。
优选地，所述润湿剂选自十二烷基苯磺酸钠或者十二烷基硫酸钠。
优选地，所述增稠剂选自硅藻土、钠基膨润土、聚氨酯、聚乙烯醇与聚丙烯酰胺中的一种或者多种。
本发明的纳米耐高温隔热涂料的制备方法：按照配比称取上述组分，混合搅拌均匀即可。
本发明的有益效果：
1、本发明选择硅树脂乳液与丙烯酸乳液作为成膜物质，在有机硅高聚物中，Si-O键的共价键能(451kJ/mol)比普通有机高聚物中的C-C键的键能(346kJ/mol)大，而且Si-O原子形成d-pπ键，增加了高聚物的稳定性。有机硅高聚物中Si原子上连接羟基受热氧化后，生成的是高温交联的更加稳定Si-O-Si键，能防止其主键的断裂降解。也就是说，在受热氧化时，形成Si-O-Si键保护层，减轻了对高聚物的内部影响。硅树脂乳液是一种高分子三维交联化合物，涂膜呈刚性，导热系数较小，耐高温性好，防水抗渗性优异，附着力强，但耐低温柔性差。自交联弹性丙烯酸乳液，玻璃化温度低，导热系数低、弹缩性好、耐低温性优异、防水抗渗性佳、附着力好等优点，但是耐高温性差。将两种乳液以一定比例混配复合作粘结剂，制备的隔热涂料既保持了硅树脂乳液的突出优点，也保持了丙烯酸树脂的长处，可获得取长补短、优势互补之效果。
2、本发明的改性六钛酸钾晶须的制备方法为：将六钛酸钾晶须与氮化硅加入到丙酮中，进行超声分散，得到分散液，将分散液升温至75～82℃，然后依次加入硅烷偶联剂、水与聚酰胺，搅拌均匀，反应结束后干燥即可。该方法获得的改性六钛酸钾晶须具有较高的稳定性及耐高温性能，从而使六钛酸钾晶须具有高温吸音、化学稳定性、绝缘性、反射红外线、优良的防腐性能等，还能提高涂膜涂料的刚性，解决了单独将六钛酸钾晶须改性带来的稳定性差及耐温性差的问题。
具体实施方式
实施例1
一种纳米耐高温隔热涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：
硅树脂乳液50份、丙烯酸乳液24份、改性六钛酸钾晶须6份、硅酸铝纤维4份、玻化微珠8份、聚丙烯酸钠盐5份、十二烷基苯磺酸钠5份、钠基膨润土6份、去离子水25份及pH调节剂1份。
改性六钛酸钾晶须的制备方法：
将六钛酸钾晶须与氮化硅加入到丙酮中，进行超声分散，得到分散液，将分散液升温至80℃，然后依次加入KH550、水与聚酰胺，搅拌均匀，反应结束后干燥即可。氮化硅与所述六钛酸钾晶须的质量之比为1:6，KH550与六钛酸钾晶须的质量之比为1:20，聚酰胺与氮化硅的质量之比为1:20。
实施例2
一种纳米耐高温隔热涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：
硅树脂乳液40份、丙烯酸乳液26份、改性六钛酸钾晶须4份、硅酸铝纤维3份、玻化微珠10份、聚丙烯酸钠盐3份、十二烷基苯磺酸钠8份、钠基膨润土4份、去离子水20份及pH调节剂0.5份。
改性六钛酸钾晶须的制备方法：
将六钛酸钾晶须与氮化硅加入到丙酮中，进行超声分散，得到分散液，将分散液升温至75℃，然后依次加入KH560、水与聚酰胺，搅拌均匀，反应结束后干燥即可。氮化硅与六钛酸钾晶须的质量之比为1:5，KH560与六钛酸钾晶须的质量之比为1:23，聚酰胺与氮化硅的质量之比为1:17。
实施例3
一种纳米耐高温隔热涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：
硅树脂乳液60份、丙烯酸乳液20份、改性六钛酸钾晶须8份、硅酸铝纤维6份、玻化微珠6份、聚丙烯酸钠盐3份、十二烷基硫酸钠4份、硅藻土8份、去离子水30份及pH调节剂1.5份。
改性六钛酸钾晶须的制备方法：
将六钛酸钾晶须与氮化硅加入到丙酮中，进行超声分散，得到分散液，将分散液升温至75℃，然后依次加入KH560、水与聚酰胺，搅拌均匀，反应结束后干燥即可。氮化硅与六钛酸钾晶须的质量之比为1:7，KH560与六钛酸钾晶须的质量之比为1:25，聚酰胺与氮化硅的质量之比为1:15。
实施例4
一种纳米耐高温隔热涂料，按照重量份数计算，包括以下组分：
硅树脂乳液44份、丙烯酸乳液20份、改性六钛酸钾晶须7份、硅酸铝纤维5份、玻化微珠10份、聚丙烯酸钠盐3份、十二烷基硫酸钠7份、硅藻土6份、去离子水24份及pH调节剂0.8份。
改性六钛酸钾晶须的制备方法：
将六钛酸钾晶须与氮化硅加入到丙酮中，进行超声分散，得到分散液，将分散液升温至82℃，然后依次加入KH550、水与聚酰胺，搅拌均匀，反应结束后干燥即可。氮化硅与所述六钛酸钾晶须的质量之比为1:5，KH550与六钛酸钾晶须的质量之比为1:20，聚酰胺与氮化硅的质量之比为1:20。
试验例
将实施例1-4得到的纳米耐高温隔热涂料进行基本性能检测，结果见表1：
表1实施例1-4得到的纳米耐高温隔热涂料的性能检测
以实施例1的纳米耐高温隔热涂料作为典型代表进行隔热性能检测，结果见表2。
表2纳米耐高温隔热涂料的隔热性能
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纳米耐高温隔热涂料，其特征在于，按照重量份数计算，包括以下组分：
硅树脂乳液40～60份、丙烯酸乳液20～30份、改性六钛酸钾晶须4～8份、硅酸铝纤维3～6份、玻化微珠6～10份、分散剂3～6份、润湿剂4～8份、增稠剂4～8份、去离子水20～30份及pH调节剂0.5～1.5份；所述改性六钛酸钾晶须主要由六钛酸钾晶须、氮化硅与硅烷偶联剂制备得到。
2.根据权利要求1所述的纳米耐高温隔热涂料，其特征在于，所述改性六钛酸钾晶须的制备方法：
将六钛酸钾晶须与氮化硅加入到丙酮中，进行超声分散，得到分散液，将分散液升温至75～82℃，然后依次加入硅烷偶联剂、水与聚酰胺，搅拌均匀，反应结束后干燥即可。
3.根据权利要求2所述的纳米耐高温隔热涂料，其特征在于，所述氮化硅与所述六钛酸钾晶须的质量之比为1:5～7，所述硅烷偶联剂与所述六钛酸钾晶须的质量之比为1:20～25，所述聚酰胺与所述氮化硅的质量之比为1:15～20。
4.根据权利要求2所述的纳米耐高温隔热涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550或者KH560。
5.根据权利要求1所述的纳米耐高温隔热涂料，其特征在于，所述分散剂选自疏水性改性羧酸钠盐、聚丙烯酸钠盐或聚丙烯酸铵盐中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的纳米耐高温隔热涂料，其特征在于，所述润湿剂选自十二烷基苯磺酸钠或者十二烷基硫酸钠。
7.根据权利要求1所述的纳米耐高温隔热涂料，其特征在于，所述增稠剂选自硅藻土、钠基膨润土、聚氨酯、聚乙烯醇与聚丙烯酰胺中的一种或者多种。
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