CN111534131A - 一种保温涂料及其制备方法 - Google Patents
一种保温涂料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111534131A CN111534131A CN202010393082.6A CN202010393082A CN111534131A CN 111534131 A CN111534131 A CN 111534131A CN 202010393082 A CN202010393082 A CN 202010393082A CN 111534131 A CN111534131 A CN 111534131A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- sio
- insulating coating
- aerogel
- filler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D143/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium, or a metal; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D143/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/65—Additives macromolecular
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
- C08K2003/2241—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/002—Physical properties
- C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K2201/00—Specific properties of additives
- C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Thermal Insulation (AREA)
Abstract
本发明涉及涂料技术领域,具体涉及一种保温涂料及其制备方法。本发明的保温涂料,主要由以下质量百分数的原料制成:成膜基料20~30%、功能填料30~40%、纤维素2~5%、消泡剂0.5~1%、pH调节剂0.1~0.25%、基料改性剂1~2%、第一填料2~5%、第二填料2~5%,余量为去离子水。本发明的保温涂料,具有优异的保温性能和防开裂性能。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,具体涉及一种保温涂料及其制备方法。
背景技术
现有技术中由于保温防护不当造成的热量散失导致生产过程中的有效能量损失,石油化工常采用岩棉、玻璃棉以及硅酸铝纤维等保温材料,现用的保温材料存在易热老化失效、不阻燃、不环保、不耐高温等缺点,而保温涂料兼具保温材料隔热保温性能以及涂料易喷涂施工、可在任何异型件表面使用的优势,具有很大的竞争优势。目前市场上的保温涂料大多以有机树脂为成膜基料,以空心玻璃微珠或者陶瓷微珠为功能填料,然而随着人们低碳经济、绿色环保意识的不断提高,传统油溶性保温涂料不能很好的满足市场需求,特别是针对石油化工行业,水性保温涂料是未来研发重点方向,但是现有的水性保温涂料会出现开裂、保温性能一般等缺陷,因此需要制备一种保温效果好且防开裂的保温涂料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保温效果好且防开裂的保温涂料及其制备方法。
为实现上述目的,本发明的技术方案是:
一种保温涂料,主要由以下质量百分数的原料制成:成膜基料20~30%、功能填料30~40%、纤维素2~5%、消泡剂0.5~1%、pH调节剂0.1~0.25%、基料改性剂1~2%、第一填料2~5%、第二填料2~5%,余量为去离子水;其中,所述成膜基料为有机硅改性树脂和硅溶胶的混合基料,所述功能填料为SiO2气凝胶浆料或者空心微球中的任意一种或两种,所述SiO2气凝胶浆料主要包括混合尺寸的SiO2气凝胶粉10~20%、醇类溶剂10~15%、分散剂1~2%、润湿剂1~2%,余量为去离子水。
上述质量百分数为各原料质量占总原料质量的百分数。
所述成膜基料包括10~30%有机硅改性树脂和70~90%硅溶胶,所述有机硅改性树脂可以为有机硅改性环氧树脂、有机硅改性酚醛树脂或者有机硅改性丙烯酸树脂中的任意一种。
所述第一填料为硅藻土、碳酸钙或粉末二氧化硅中的任意一种或几种,所述第二填料为金红石型TiO2或六钛酸钾晶须中的任意一种或两种。
所述SiO2气凝胶粉粒径均为50~200μm。
所述空心微球的粒径为15~135μm。
所述基料改性剂为硅烷偶联剂KH540、硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560或聚乙烯醇中的任意一种或几种,由于基料改性剂中硅羟基与硅溶胶中的硅羟基发生杂化,钝化一定比例的羟基,使硅溶胶保持原有胶粘性的同时,可以避免硅溶胶干燥成膜时的开裂问题。有机硅改性树脂与无机硅溶胶树脂之间形成交联结构,提高涂料与基体之间的附着力。可根据实际需求如体系粘度、阻燃性及成膜性等性能增减有机类树脂含量。
所述填料为二氧化硅粉末、硅藻土或者碳酸钙中的任意一种或几种,所述填料用于促进体系常温固化,提高体系强度。
所述纤维素为玻璃纤维、海泡石纤维或者陶瓷纤维中的任意一种或几种,海泡石纤维为天然纤维,能够起到很好的保温作用,采用长短不齐的纤维互相搭接,形成连续结构,可进一步提高涂料的抗拉强度和粘结强度。
所述醇类溶剂为无水乙醇、叔丁醇或者乙二醇中的任意一种或几种。
所述分散剂为5040阴离子型表面活性剂,分散剂表面带有电荷,SiO2气凝胶表面吸附一定量的分散剂,使得SiO2气凝胶颗粒互相排斥,避免团聚,提高疏水性纳米SiO2气凝胶在涂料中的分散效果。
所述润湿剂为PE-100、LCN-407或者BYK-346非离子型表面活性剂中的任意一种或几种,所述润湿剂用于降低SiO2气凝胶的表面能,进一步促进SiO2气凝胶的分散。
所述消泡剂为BYK-025有机硅类消泡剂、KMT-5510S或者BYK-019中的任意一种或几种。
所述pH调节剂为AMP-95(2-氨基-2-甲基-1-丙醇,含5%水)或者AMP-90中的任意一种或几种。
所述SiO2气凝胶浆料由包括以下步骤的制备方法制得:
1)将SiO2气凝胶粉在200~260℃加热,加热时间为30~90min,冷却至室温;
2)将经过步骤1)处理后的SiO2气凝胶粉、分散剂、润湿剂、醇类溶剂以及去离子水混合搅拌,搅拌速度为1200~1500rad/min,搅拌时间为30~60min,即得。
一种如上述保温涂料的制备方法,包括以下步骤:
1)将成膜基料、基料改性剂、pH调节剂以及第一填料搅拌混合均匀,搅拌速度为1000~1200rad/min,搅拌时间为20~60min,制得混合乳液;
2)将步骤1)得到的混合乳液、功能填料、纤维素、第二填料、剩余的pH调节剂、消泡剂、去离子水搅拌混合,搅拌速度为1200~1500rad/min,搅拌时间为60~90min,保温放置一段时间,即得。
本发明保温涂料的有益效果在于:
本发明中提供的保温涂料,有机硅改性树脂中含有的硅羟基及基料改性剂中的硅羟基与硅溶胶中的硅羟基发生脱水作用,从而钝化硅溶胶表面一定比例的羟基,使硅溶胶保持原有胶粘性的同时又不会因为失水过多体积收缩过大而使涂料最终形成的漆膜开裂,同时有机硅改性树脂与硅溶胶混合,体系具有良好的热稳定性,耐腐蚀性能提高。
本发明的保温涂料中采用SiO2气凝胶浆料或者空心微球或者二者混合的功能填料,SiO2气凝胶浆料中的SiO2气凝胶粉为开孔类保温填料,空心微球为闭孔类保温填料,二者均可起到阻隔保温的作用,采用混合尺寸的SiO2气凝胶粉或者混合尺寸的空心微球,小尺寸的SiO2气凝胶微粒可填充在大尺寸SiO2气凝胶微粒之间的空隙,使得设备中热量的热传递路径受阻或延长,同时SiO2气凝胶粉或者空心微球能够很好的反射或散射不同波段的热辐射红外光,进一步增强隔热保温效果,而且由于空心微球价格相对SiO2气凝胶粉较低,可降低单纯SiO2气凝胶类保温涂料的制作成本。
本发明的保温涂料中在制备SiO2气凝胶浆料时,先对SiO2气凝胶粉进行表面加热改性,加热过程中SiO2气凝胶表面生成一部分-OH,表面亲水,使得SiO2气凝胶粉形成内疏外亲的结构,提高其分散稳定性,可延长热量传递路径,阻隔固体热传导,进而改善隔热保温性能。
同时在制备SiO2气凝胶浆料时加入醇类溶剂,醇类溶剂可填充在SiO2气凝胶的三维网络孔隙中,避免SiO2气凝胶的孔隙结构被破坏,在涂料干燥过程中,醇类溶剂挥发,SiO2气凝胶的孔隙空间结构仍保持,保证了SiO2气凝胶的多孔网络结构,保证保温涂料的隔热保温效果。
本发明的保温涂料中,第二填料为金红石型TiO2或六钛酸钾晶须中的一种或两种,因SiO2气凝胶在2.5~8um波段红外消光系数极低,不能有效屏蔽红外热辐射,第二填料具有典型的宽频(紫外-可见-红外)光谱反射或散射率,对热辐射具有较强的反射、散射吸收作用,增强隔热保温性能。
本发明的保温涂料,采用有机硅改性树脂与硅溶胶混合的树脂基料,同时添加SiO2气凝胶浆料或者空心微球或者二者混合的功能填料,提高涂料隔热保温性能的同时,增强涂膜附着力、抗开裂性能及阻燃性,使得本发明制备的保温涂料的综合性能比较优异。
本发明保温涂料的制备方法中,在保温涂料的各个物料混合均匀后,保温放置一段时间,以便于除去保温涂料中的泡沫,避免由于体系中泡沫的存在影响后期漆膜的完整性。
具体实施方式
一种保温涂料,主要由以下质量百分数的原料制成:成膜基料20~30%、功能填料30~40%、纤维素2~5%、消泡剂0.5~1%、pH调节剂0.1~0.25%、基料改性剂1~2%、填料2~5%、第一填料2~5%、第二填料2~5%,余量为去离子水;其中,所述成膜基料为有机硅改性树脂和硅溶胶的混合基料,所述功能填料为SiO2气凝胶浆料或者空心微球中的任意一种或两种,所述SiO2气凝胶浆料主要包括混合尺寸的SiO2气凝胶粉10~20%、醇类溶剂10~15%、分散剂1~2%、润湿剂1~2%,余量为去离子水。
上述质量百分数为各原料质量占总原料质量的百分数。
所述成膜基料包括10~30%有机硅改性树脂和70~90%硅溶胶,所述有机硅改性树脂可以为有机硅改性环氧树脂、有机硅改性酚醛树脂或者有机硅改性丙烯酸树脂中的任意一种;所述第一填料为硅藻土、碳酸钙或粉末二氧化硅中的任意一种或几种,所述第二填料为金红石型TiO2或六钛酸钾晶须中的任意一种或两种;所述SiO2气凝胶粉粒径为50~200μm;所述空心微球的粒径为15~135μm;所述基料改性剂为硅烷偶联剂KH540、硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560或聚乙烯醇中的任意一种或几种,由于基料改性剂中硅羟基与硅溶胶中的硅羟基发生杂化,钝化一定比例的羟基,使硅溶胶保持原有胶粘性的同时,可以避免硅溶胶干燥成膜时的开裂问题。
所述第一填料用于促进体系常温固化,提高体系强度;所述纤维素为玻璃纤维、海泡石纤维或者陶瓷纤维中的任意一种或几种,海泡石纤维为天然纤维,能够起到很好的保温作用,采用长短不齐的纤维互相搭接,形成连续结构,可进一步提高涂料的抗拉强度和粘结强度。
所述醇类溶剂为无水乙醇、叔丁醇或者乙二醇中的任意一种或几种;所述分散剂为5040阴离子型表面活性剂,分散剂表面带有电荷,SiO2气凝胶表面吸附一定量的分散剂,使得SiO2气凝胶颗粒互相排斥,避免团聚,提高疏水性纳米SiO2气凝胶在涂料中的分散效果;所述润湿剂为PE-100、LCN-407或BYK-346非离子型表面活性剂,所述润湿剂用于降低SiO2气凝胶的表面能,进一步促进SiO2气凝胶的分散。
所述消泡剂为BYK-025有机硅类消泡剂、KMT-5510S或者BYK-019中的任意一种或几种;所述pH调节剂为AMP-95或者AMP-90中的任意一种或几种。
所述SiO2气凝胶浆料由包括以下步骤的制备方法制得:
1)将SiO2气凝胶粉在200~260℃加热,加热时间为30~90min,冷却至室温;
2)将经过步骤1)处理后的SiO2气凝胶粉、分散剂、润湿剂、醇类溶剂以及去离子水混合搅拌,搅拌速度为1200~1500rad/min,搅拌时间为30~60min,即得。
一种如上述保温涂料的制备方法,包括以下步骤:
1)将成膜基料、基料改性剂、pH调节剂以及第一填料搅拌混合均匀制得混合乳液,搅拌速度为1000~1200rad/min,搅拌时间为20~60min;
2)将步骤1)得到的混合乳液、功能填料、纤维素、第二填料、剩余的pH调节剂、消泡剂、去离子水搅拌混合,搅拌速度为1200~1500rad/min,搅拌时间为60~90min,保温放置一段时间,即得。
实施例和对比例中所涉及到的原材料包括:
PE-100非离子型表面活性剂,工业级,广州市应泓化工有限公司;LCN-407非离子型表面活性剂,工业级,广州邦润化工科技有限公司;硅烷偶联剂KH540,工业级,南京辰工有机硅材料有限公司;硅烷偶联剂KH550,工业级,南京辰工有机硅材料有限公司;硅烷偶联剂KH560,工业级,南京辰工有机硅材料有限公司;AMP-95,工业级,广州恒宇化工有限公司。
实施例及对比例所用原材料除另有说明外均为市售工业用品,可通过商业渠道购得。
实施例1
本实施例的保温涂料,主要由以下质量百分数的原料制成:成膜基料25%、气凝胶浆料25%、空心微珠15%、玻璃和海泡石混合纤维素5%、消泡剂BYK-025 0.5%、pH调节剂APM-95 0.15%、基料改性剂KH560 2%、填料二氧化硅4%、金红石型TiO2 2.5%,去离子水20.85%;其中,所述成膜基料为10%有机硅改性丙烯酸树脂和90%硅溶胶的混合基料,所述SiO2气凝胶浆料主要由混合尺寸的SiO2气凝胶粉15%、醇类溶剂无水乙醇15%、分散剂5040 1%、润湿剂PE-100 1%、去离子水68%制成。
本实施例的保温涂料的制备方法,包括以下步骤:
SiO2气凝胶浆料的制备:
1)将SiO2气凝胶粉放入加热炉中,在250℃加热,加热时间为40min,冷却至室温;
2)将经过上述处理后的SiO2气凝胶粉、分散剂5040、润湿剂PE-100以及醇类溶剂无水乙醇加入高速搅拌器中混合搅拌,搅拌速度为1200rad/min,搅拌时间为30min,即得SiO2气凝胶浆料;
保温涂料制备:
1)将按上述比例配置的混合成膜基料、基料改性剂KH560、pH调节剂APM-95以及填料二氧化硅加入高速搅拌器中搅拌混合均匀制得混合乳液,其中,搅拌速度为1200rad/min,搅拌时间为30min;
2)将步骤1)得到的混合乳液、SiO2气凝胶浆料、空心微珠、玻璃和海泡石混合纤维素、金红石型TiO2、剩余的pH调节剂APM-95、消泡剂BYK-025、去离子水加入搅拌器中搅拌混合,搅拌速度为1500rad/min,搅拌时间为60min,然后放入烘箱中50℃保温放置24h,即得。
实施例2
本实施例的保温涂料,主要由以下质量百分数的原料制成:成膜基料20%、气凝胶浆料20%、空心微珠10%、玻璃纤维素5%、消泡剂BYK-025 0.5%、pH调节剂APM-95 0.1%、基料改性剂聚乙烯醇2%、填料硅藻土2%、金红石型TiO2 1%,去离子水39.4%;其中,所述成膜基料为15%有机硅改性丙烯酸树脂和85%硅溶胶的混合基料,所述SiO2气凝胶浆料主要由混合尺寸的SiO2气凝胶粉20%、醇类溶剂无水乙醇15%、分散剂5040 1.5%、润湿剂LCN-407 1.5%、去离子水62%制成。
本实施例的保温涂料的制备方法,包括以下步骤:
SiO2气凝胶浆料的制备:
1)将SiO2气凝胶粉放入加热炉中,在200℃加热,加热时间为60min,冷却至室温;
2)将经过上述处理后的SiO2气凝胶粉、分散剂5040、润湿剂LCN-407、醇类溶剂无水乙醇以及去离子水加入高速搅拌器中混合搅拌,搅拌速度为1300rad/min,搅拌时间为30min,即得SiO2气凝胶浆料;
保温涂料制备:
1)将按上述比例配置的混合成膜基料、基料改性剂聚乙烯醇、pH调节剂APM-95以及填料硅藻土加入高速搅拌器中搅拌混合均匀制得混合乳液,其中,搅拌速度为1300rad/min,搅拌时间为30min;
2)将步骤1)得到的混合乳液、SiO2气凝胶浆料、空心微珠、玻璃纤维素、金红石型TiO2、剩余的pH调节剂APM-95、消泡剂KMT-5510S、去离子水加入搅拌器中搅拌混合,搅拌速度为1300rad/min,搅拌时间为90min,然后放入烘箱中50℃保温放置24h,即得。
实施例3
本实施例的保温涂料,主要由以下质量百分数的原料制成:成膜基料30%、气凝胶浆料25%、空心微珠5%、海泡石纤维素2%、消泡剂BYK-019 0.5%、pH调节剂AMP-900.1%、基料改性剂KH560 1%、填料碳酸钙2%、金红石型TiO2 2%以及去离子水32.4%;其中,所述成膜基料为10%有机硅改性丙烯酸树脂和90%硅溶胶的混合基料,所述SiO2气凝胶浆料主要由混合尺寸的SiO2气凝胶粉18%、醇类溶剂15%、分散剂5040 1.5%、润湿剂BYK-025 1.5%、去离子水64%制成。
本实施例的保温涂料的制备方法,包括以下步骤:
SiO2气凝胶浆料的制备:
1)将SiO2气凝胶粉放入加热炉中,在260℃加热,加热时间为30min,冷却至室温;
2)将经过上述处理后的SiO2气凝胶粉、分散剂5040、润湿剂BYK-025、醇类溶剂叔丁醇以及去离子水加入高速搅拌器中混合搅拌,搅拌速度为1200rad/min,搅拌时间为30min,即得SiO2气凝胶浆料;
保温涂料制备:
1)将10%有机硅改性丙烯酸树脂和20%硅溶胶、基料改性剂KH560、pH调节剂AMP-90以及填料碳酸钙加入高速搅拌器中搅拌混合均匀制得混合乳液,其中,搅拌速度为1200rad/min,搅拌时间为40min;
2)将步骤1)得到的混合乳液、SiO2气凝胶浆料、海泡石纤维素、金红石型TiO2、剩余的pH调节剂AMP-90、消泡剂BYK-025、去离子水加入搅拌器中搅拌混合,搅拌速度为1200rad/min,搅拌时间为60min,然后放入烘箱中50℃保温放置24h,即得。
对比例1
本对比例的保温涂料,主要由以下质量百分数的原料制成:有机硅改性丙烯酸成膜基料25%、SiO2气凝胶粉3.75%、空心微珠15%、玻璃和海泡石混合纤维素5%、分散剂5040 0.3%、润湿剂PE-100 0.2%、无水乙醇3.75%、基料改性剂KH560 2%、消泡剂BYK-025 0.5%、pH调节剂APM-95 0.15%、填料二氧化硅4%、金红石型TiO2 2.5%,去离子水37.85%。
本对比例的保温涂料与实施例1的区别在于,将实施例1中的成膜基料由有机硅改性丙烯酸树脂和硅溶胶的混合基料替换为有机硅改性丙烯酸树脂,同时把SiO2气凝胶浆料替换为SiO2气凝胶粉。
对比例2
本对比例的保温涂料,主要由以下质量百分数的原料制成:硅溶胶成膜基料25%、气凝胶粉3.75%、空心微珠15%、玻璃和海泡石混合纤维素5%、分散剂5040 0.3%、润湿剂PE-100 0.2%、无水乙醇3.75%、基料改性剂KH560 2%、消泡剂BYK-025 0.5%、pH调节剂APM-95 0.15%、填料二氧化硅4%、金红石型TiO2 2.5%,去离子水37.85%
本对比例的保温涂料与对比例1的区别仅在于,将对比例1中的有机硅丙烯酸树脂替换为硅溶胶。
实验例
1)制备基材
使用碳钢管道或者碳钢钢板作为测试基材。首先对管道或者钢板进行打磨,清除管道或者钢板表面的松散附着物,表面除锈等级相当于ISO 8501 St2,采用大口径喷嘴,将实施例1-实施例3以及对比例1和对比例2的保温涂料分别分三次喷涂在对应的管道和钢板上,第一次涂膜的厚度为3mm,第二次涂膜的厚度为4mm,第三次涂膜的厚度为2mm,找平。上道涂膜完全干燥后才可进行下一道喷涂。施工环境温度>5℃,施工期内无降水,施工现场通风良好。所制备管道或者钢板室温条件下放置7天后测试性能。
2)涂层性能测试
涂料性能主要考察保温涂料的隔热保温性能、保温涂料与底漆的附着力、耐中性盐雾性能、耐老化性能、阻燃性能、导热系数测试。
耐热保温性能测试:将上述制备的碳钢钢板放置在加热台上,加热台设定加热温度为300℃,保温涂料干膜厚度为9mm,利用接触式点温仪测定保温涂料表面温度,测量结果如表1所示。
附着力测试:附着力按照划格法进行测试,将实施例1-实施例3以及对比例1和对比例2的保温涂料分别喷涂在碳钢钢板上,附着力测试结果分为1~3级,1级最好,3级最差。附着力测试结果见表1。
耐盐雾性能:按照GB/T 1771进行测试,将实施例1-实施例3以及对比例1和对比例2的保温涂料分别喷涂在碳钢钢板上,表面涂抹薄薄一层有机硅改性环氧树脂,用做防水封闭漆,35℃盐雾箱中放置1440h后,测试结果如表1所示。
耐老化性能:按照GB 1865进行测试,将实施例1-实施例3以及对比例1和对比例2的保温涂料分别喷涂在碳钢钢板上,然后将各个碳钢钢板在波长340nm环境中放置1000h,测试结果见表1。
阻燃性能:按照GB 8624-2012标准测试实施例1-实施例3以及对比例1和对比例2的保温涂料阻燃性能,为便于比较,将结果分为3个等级:A级不燃,B1级难燃,B2级可燃,B3易燃,测试结果见表1。
导热系数测试:按照GB/T 10294-2008标准测试实施例1-实施例3以及对比例1和对比例2中保温涂料的导热系数,测试结果见表1。
涂料性能测试结果见表1。
表1实施例及对比例中的保温涂料性能数据
由表1可知,实施例1-3中制备的保温涂料附着力均为1级,采用有机硅改性树脂和硅溶胶的混合基料,有机硅改性树脂中含有的硅羟基与硅溶胶中的硅羟基发生脱水作用,从而钝化硅溶胶表面一定比例的羟基,使硅溶胶保持原有胶粘性的同时又不会因为失水过多体积收缩过大而使形成的漆膜开裂,实施例1-3中制备的保温涂料中同时加入纤维素,进一步增强保温性能,采用长短不齐的纤维互相搭接,形成连续结构,可进一步提高涂料的抗拉强度和粘结强度;最终使得实施例1-3中制备的保温涂料不易开裂,耐盐雾性能和耐老化性能优异。
实施例1-3中制备的保温涂料,加入SiO2气凝胶浆料与空心微球混合物作为功能填料,先对SiO2气凝胶进行预分散,涂料中的SiO2气凝胶浆料或者空心微球分散性能好,同时小尺寸的SiO2气凝胶微粒可填充在大尺寸SiO2气凝胶微粒之间的空隙,使得设备中热量的热传递路径受阻或延长,同时SiO2气凝胶粉或者空心微球或金红石型TiO2能够很好的反射或散射不同波段的热辐射红外光,进一步增强隔热保温效果,最终使得实施例1-3中制备的保温涂料的隔热保温效果较好。实施例1-3中制备的保温涂料由于添加的有机类树脂较少,使得涂料的阻燃性能为A级。
而在对比例1中仅采用有机硅改性丙烯酸树脂作为成膜基料,体系粘度大,体系中SiO2气凝胶粉填料分散性不好,因此对比例1制得的保温涂料的隔热保温性能较差,附着力、耐盐雾性能以及耐老化性能较好,附着力为1级,在耐盐雾性能实验中无起泡、无生锈,在耐老化性能实验中无起泡、无脱落、无开裂。在对比例2中,仅采用硅溶胶作为成膜基料,硅溶胶在干燥过程中脱水凝胶,较大的毛细管张力使得形成的涂层容易开裂,因此对比例2制得的保温涂料的附着力、耐盐雾性能以及耐老化性能较差,附着力降为3级,在耐盐雾性能实验中局部鼓泡生锈,在耐老化性能实验中大面积开裂、脱落。同时对比例1和对比例2中均添加SiO2气凝胶粉,SiO2气凝胶粉在涂料中的分散效果不好,且粉体很难添加至涂料体系中,搅拌过程中有粉体飞散,实际体系中添加量小于3.75%,因此导热系数较大,使得制得的涂料的保温性能下降。
对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种保温涂料,其特征在于,主要由以下质量百分数的原料制成:成膜基料20~30%、功能填料30~40%、纤维素2~5%、消泡剂0.5~1%、pH调节剂0.1~0.25%、基料改性剂1~2%、第一填料2~5%、第二填料2~5%,余量为去离子水;其中,所述成膜基料为有机硅改性树脂和硅溶胶的混合基料,所述功能填料为SiO2气凝胶浆料或者空心微球中的任意一种或两种,所述SiO2气凝胶浆料主要包括混合尺寸的SiO2气凝胶粉10~20%、醇类溶剂10~15%、分散剂1~2%、润湿剂1~2%,余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的保温涂料,其特征在于,所述成膜基料包括10~30%有机硅改性树脂和70~90%硅溶胶,所述有机硅改性树脂可以为有机硅改性环氧树脂、有机硅改性酚醛树脂或者有机硅改性丙烯酸树脂中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的保温涂料,其特征在于,所述第一填料为硅藻土、碳酸钙或粉末二氧化硅中的任意一种或几种,所述第二填料为金红石型TiO2或六钛酸钾晶须中的任意一种或两种。
4.根据权利要求1所述的保温涂料,其特征在于,所述SiO2气凝胶粉粒径为50~200μm。
5.根据权利要求1所述的保温涂料,其特征在于,所述基料改性剂为硅烷偶联剂KH540、硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560或聚乙烯醇中的任意一种或几种。
6.根据权利要求1所述的保温涂料,其特征在于,所述纤维素为玻璃纤维、海泡石纤维或者陶瓷纤维中的任意一种或几种。
7.根据权利要求1所述的保温涂料,其特征在于,所述醇类溶剂为无水乙醇、叔丁醇或者乙二醇中的任意一种或几种。
8.根据权利要求1所述的保温涂料,其特征在于,所述分散剂为5040阴离子型表面活性剂。
9.根据权利要求1-8任一项所述的保温涂料,其特征在于,所述SiO2气凝胶浆料由包括以下步骤的制备方法制得:
1)将SiO2气凝胶粉在200~260℃加热,加热时间为30~90min,冷却至室温;
2)将经过步骤1)处理后的SiO2气凝胶粉、分散剂、润湿剂、醇类溶剂以及去离子水混合搅拌,搅拌速度为1200~1500rad/min,搅拌时间为30~60min,即得。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的保温涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将成膜基料、基料改性剂、pH调节剂以及第一填料搅拌混合均匀,搅拌速度为1000~1200rad/min,搅拌时间为20~60min,制得混合乳液;
2)将步骤1)得到的混合乳液以及功能填料、纤维素、第二填料、剩余的pH调节剂、消泡剂、去离子水搅拌混合,搅拌速度为1200~1500rad/min,搅拌时间为60~90min,保温放置一段时间,即得。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010393082.6A CN111534131B (zh) | 2020-05-11 | 2020-05-11 | 一种保温涂料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010393082.6A CN111534131B (zh) | 2020-05-11 | 2020-05-11 | 一种保温涂料及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111534131A true CN111534131A (zh) | 2020-08-14 |
CN111534131B CN111534131B (zh) | 2022-08-16 |
Family
ID=71967883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010393082.6A Active CN111534131B (zh) | 2020-05-11 | 2020-05-11 | 一种保温涂料及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111534131B (zh) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112175461A (zh) * | 2020-08-24 | 2021-01-05 | 沪宝新材料科技(上海)股份有限公司 | 一种外墙保温中涂及其制备方法 |
CN112708328A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-27 | 上海海隆赛能新材料有限公司 | 一种保温隔热防护涂料及其制备方法 |
CN113388313A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-09-14 | 北京冬曦既驾科技咨询有限公司 | 一种保温隔热涂料及其制备方法 |
CN113527927A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-10-22 | 福建蓝烟新材料有限公司 | 一种水性隔热非膨胀型防火涂料及其制备方法 |
CN113651624A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-11-16 | 武汉理工大学 | 一种低热红外发射率的绝热保温涂层及其制备方法 |
CN113831835A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-24 | 江苏龙冶节能科技有限公司 | 一种隔热保温涂料及其制备方法 |
CN114015268A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-08 | 上海涂固安高科技有限公司 | 一种无机纳米陶瓷纤维保温绝热阻燃涂料 |
CN114891424A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-08-12 | 广州胜帆新材料科技有限公司 | 一种隔热外墙涂料 |
CN115572138A (zh) * | 2022-10-09 | 2023-01-06 | 重庆科博伦科技有限公司 | 一种环保型无机硅涂料及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104152029A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-11-19 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 一种耐高温纳米孔保温涂料及制备方法 |
CN104231917A (zh) * | 2014-10-13 | 2014-12-24 | 北京国泰瑞华精藻硅特种材料有限公司 | 一种纳米耐高温隔热保温涂料 |
CN107254204A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-10-17 | 郑善 | 一种超薄防火水性涂料及其制备方法 |
CN108485325A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-09-04 | 童彬原 | 一种多功能的高效隔热保温涂料配方 |
-
2020
- 2020-05-11 CN CN202010393082.6A patent/CN111534131B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104152029A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-11-19 | 中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 | 一种耐高温纳米孔保温涂料及制备方法 |
CN104231917A (zh) * | 2014-10-13 | 2014-12-24 | 北京国泰瑞华精藻硅特种材料有限公司 | 一种纳米耐高温隔热保温涂料 |
CN107254204A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-10-17 | 郑善 | 一种超薄防火水性涂料及其制备方法 |
CN108485325A (zh) * | 2018-04-16 | 2018-09-04 | 童彬原 | 一种多功能的高效隔热保温涂料配方 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112175461A (zh) * | 2020-08-24 | 2021-01-05 | 沪宝新材料科技(上海)股份有限公司 | 一种外墙保温中涂及其制备方法 |
CN112708328A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-27 | 上海海隆赛能新材料有限公司 | 一种保温隔热防护涂料及其制备方法 |
CN113388313A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-09-14 | 北京冬曦既驾科技咨询有限公司 | 一种保温隔热涂料及其制备方法 |
CN113527927A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-10-22 | 福建蓝烟新材料有限公司 | 一种水性隔热非膨胀型防火涂料及其制备方法 |
CN113831835A (zh) * | 2021-09-18 | 2021-12-24 | 江苏龙冶节能科技有限公司 | 一种隔热保温涂料及其制备方法 |
CN113651624A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-11-16 | 武汉理工大学 | 一种低热红外发射率的绝热保温涂层及其制备方法 |
CN114015268A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-08 | 上海涂固安高科技有限公司 | 一种无机纳米陶瓷纤维保温绝热阻燃涂料 |
CN114891424A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-08-12 | 广州胜帆新材料科技有限公司 | 一种隔热外墙涂料 |
CN115572138A (zh) * | 2022-10-09 | 2023-01-06 | 重庆科博伦科技有限公司 | 一种环保型无机硅涂料及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111534131B (zh) | 2022-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111534131B (zh) | 一种保温涂料及其制备方法 | |
CN112961528B (zh) | 一种环保型防火涂料及其制备方法 | |
WO2015096562A1 (zh) | 一种水性膨胀型电缆用纳米防火涂料及其制备方法 | |
WO2014161214A1 (zh) | 一种石墨烯无机涂料及其使用方法 | |
CN110627383A (zh) | 一种透明防火凝胶及复合防火玻璃的制备方法 | |
CN109294292B (zh) | 一种无烟无味防火隔热湿气凝胶水性无机纳米陶瓷涂料及其制备方法 | |
CN102775863A (zh) | 用于直埋热力管道保温层的防腐涂料制备方法 | |
CN109053120B (zh) | 保温材料及方法 | |
CN112680003A (zh) | 一种无机隔热涂料及其制备方法 | |
CN112409830A (zh) | 一种无机防火保温涂料及其制备方法 | |
CN111154302A (zh) | 一种水性无机膨胀型防火涂料及制备方法 | |
CN111875337A (zh) | 一种无机降温涂层及其制备方法 | |
CN101864215B (zh) | 环保型钢结构防火涂料及其制备方法 | |
CN115895309B (zh) | 一种阻燃型无机复合树脂及其制备方法与在无机涂料中的应用 | |
CN105778421A (zh) | 一种石化管道用的可常温固化的无溶剂防腐保温材料及其制备方法与应用 | |
CN115029029A (zh) | 一种低烟阻燃水性环氧防火涂料及制备方法和应用 | |
JP2020084165A (ja) | 断熱塗料組成物 | |
CN115160840A (zh) | 一种无机涂料及其制备方法与应用 | |
CN114437594A (zh) | 一种气凝胶水性涂料及其制备方法和涂层 | |
CN111732932B (zh) | 一种有机硅材料及其制备方法、应用 | |
TW201335344A (zh) | 無機防火組合物、防火材料及其形成方法 | |
CN115124891A (zh) | 一种防火涂料用界面剂及其制备方法和应用 | |
CN115232557A (zh) | 一种复合型雅晶石漆及制备方法 | |
CN109233555A (zh) | 纳米防腐隔热涂料及其制备方法 | |
CN115637084A (zh) | 一种用于金属表面的耐温保温涂料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |