CN113604082A - 一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，涉及陶瓷涂层技术领域，其组成成分及重量比例为碳化硅30‑50份，氮化钛5‑8份，氮化硅7‑12份，纳米氧化铝8‑15份，纳米氧化镁5‑10份，纳米氧化锆8‑10份，纳米氧化镍5‑8份，无机酸2‑5份，偶联剂1‑5份，采用大气等离子喷涂工艺或超音速火焰喷涂工艺喷涂混合，制备出柔性纳米陶瓷阻热涂层。本发明的涂层新材料具有优越的防腐、防潮性能，其导热系数小，阻热效果好，涂层更轻薄且无污染具有良好的环保性能。

Description

一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料
技术领域
本发明属于陶瓷涂层技术领域，尤其是涉及一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料。
背景技术
目前的建筑涂层材料大多采用聚氨酯板、酚醛板、聚苯板、岩棉板作为建筑物外层的隔热保温材料，但因为其材料原因以上所述材料导热系数过大，本身材料亦无法承受高温，建筑物发生火灾时往往无法有效阻断热源，造成生命财产损失，且上述建筑涂层材料在燃烧时会释放大量的有毒浓烟，废料不易处理，造成环境二次污染。
陶瓷涂层，是近年来得以受到广泛关注的陶瓷材料，传统的陶瓷材料具有较大的脆性，不利用陶瓷材料的进一步加工，也导致陶瓷材料在诸多领域的性能性略显不足。纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径，纳米耐高温陶瓷粉涂层材料是一种通过化学反应而形成耐高温陶瓷涂层的材料。利用纳米技术开发的纳米陶瓷材料是利用纳米粉体对现有陶瓷进行改性，通过往陶瓷中加入或生成纳米级颗粒、晶须、晶片纤维等，使晶粒、晶界以及他们之间的结合都达到纳米水平，使材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高。
发明内容
基于上述背景技术中存在的问题，本发明提出了一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，以克服现有建筑涂层材料存在的阻热效果差、废料污染严重等缺陷。本发明的技术方案是这样的：
一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，其组成成分及重量比例为碳化硅 30-50 份，氮化钛 5-8份，氮化硅 7-12 份，纳米氧化铝8-15 份，纳米氧化镁 5-10 份，纳米氧化锆8-10 份，纳米氧化镍 5-8 份，无机酸2-5份，偶联剂1-5份。
作为本发明的进一步改进，碳化硅作为陶瓷的的主材料，其含量越高，本发明的新材料导热系数越小，阻热效果越好，所述的碳化硅材料也可选用碳化硅纤维复合材料代替。
作为本发明的进一步改进，所述的氮化钛、氮化硅物质加入丙化醇进行湿法球磨混合10小时，混合后的粉末烘干后，过 100 目筛。
作为本发明的进一步改进，所述的纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氧化锆的粒径为10-100纳米。
作为本发明的进一步改进，所述的无机酸为氟钛酸、氟钛酸钾、氟钛酸钠、氟锆酸、氟锆酸钾、氟锆酸钠的一种或两种的混合物，以及其衍生物及盐类。
作为本发明的进一步改进，所述的偶联剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂及其衍生物。
作为本发明的进一步改进，所述的本发明涂层新材料采用大气等离子喷涂工艺或超音速火焰喷涂工艺喷涂混合，制备出柔性纳米陶瓷阻热涂层，该陶瓷阻热涂层新材料厚度在1mm-5mm。
本发明的有益效果是：
1.本涂层新材料为纳米陶瓷为基体，相比于目前市场上的建筑涂层具有优越的防腐、防潮性能。
2.本涂层新材料最突出的优势在于其导热系数小，阻热效果好，能够有效降低因意外火灾引起的建筑体烧毁带来的损失。
3.本涂层新材料相比于其他材料更加轻薄，涂层的厚度更低，但能带来的隔热效果明显优于其他保温隔热材料，且涂层本身材料无公害气体和其他污染物质析出。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明的一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，其组成材料及重量比例为：碳化硅50 份，氮化钛 8份，氮化硅12 份，纳米氧化铝15 份，纳米氧化镁 10 份，纳米氧化锆10份，纳米氧化镍 8 份，氟钛酸5份，硅烷偶联剂5份，将所述的氮化钛、氮化硅物质加入丙化醇进行湿法球磨混合10小时，混合后的粉末烘干后，过 100 目筛，将所述的纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氧化锆的粒径为50纳米用作喷涂混合，采用大气等离子喷涂工艺进行喷涂混合，制备出柔性纳米陶瓷阻热涂层，该陶瓷阻热涂层新材料厚度在1mm-5mm。
实施例2
本发明的一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，其组成材料及重量比例为：碳化硅40 份，氮化钛 6份，氮化硅10 份，纳米氧化铝10 份，纳米氧化镁 8 份，纳米氧化锆8 份，纳米氧化镍 6 份，氟锆酸3份，钛酸酯偶联剂3份，将所述的氮化钛、氮化硅物质加入丙化醇进行湿法球磨混合10小时，混合后的粉末烘干后，过 100 目筛，将所述的纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氧化锆的粒径为40--60纳米用作喷涂混合，采用大气等离子喷涂工艺进行喷涂混合，制备出柔性纳米陶瓷阻热涂层，该陶瓷阻热涂层新材料厚度在1mm-5mm。
实施例3
本发明的一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，其组成材料及重量比例为：碳化硅30 份，氮化钛 6份，氮化硅10份，纳米氧化铝12份，纳米氧化镁8份，纳米氧化锆9份，纳米氧化镍 8 份，氟锆酸钾4份，硅烷偶联剂4份，将所述的氮化钛、氮化硅物质加入丙化醇进行湿法球磨混合10小时，混合后的粉末烘干后，过 100 目筛，将所述的纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氧化锆的粒径为30--50纳米用作喷涂混合，采用超音速火焰喷涂工艺进行喷涂混合，制备出柔性纳米陶瓷阻热涂层，该陶瓷阻热涂层新材料厚度在1mm-5mm。
实施例4
本发明的一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，其组成材料及重量比例为：碳化硅45份，氮化钛 7份，氮化硅12 份，纳米氧化铝12 份，纳米氧化镁 8 份，纳米氧化锆9份，纳米氧化镍7份，氟锆酸钠4份，钛酸酯偶联剂4份，将所述的氮化钛、氮化硅物质加入丙化醇进行湿法球磨混合10小时，混合后的粉末烘干后，过 100 目筛，将所述的纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氧化锆的粒径为10--30纳米用作喷涂混合，采用大气等离子喷涂工艺进行喷涂混合，制备出柔性纳米陶瓷阻热涂层，该陶瓷阻热涂层新材料厚度在1mm-5mm。
实施例5
本发明的一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，其组成材料及重量比例为：碳化硅35份，氮化钛6份，氮化硅10 份，纳米氧化铝14 份，纳米氧化镁8份，纳米氧化锆10份，纳米氧化镍6份，氟钛酸钾3份，钛酸酯偶联剂3份，将所述的氮化钛、氮化硅物质加入丙化醇进行湿法球磨混合10小时，混合后的粉末烘干后，过 100 目筛，将所述的纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氧化锆的粒径为60--90纳米用作喷涂混合，采用大气等离子喷涂工艺进行喷涂混合，制备出柔性纳米陶瓷阻热涂层，该陶瓷阻热涂层新材料厚度在1mm-5mm。
以上所述实施例制成的涂层新材料，经测试性能如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，其特征在于所述涂层新材料其组成成分及重量比例为碳化硅 30-50 份，氮化钛 5-8份，氮化硅 7-12 份，纳米氧化铝8-15 份，纳米氧化镁 5-10 份，纳米氧化锆 8-10 份，纳米氧化镍 5-8 份，无机酸2-5份，偶联剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，其特征在于所述的碳化硅作为陶瓷的的主材料，其含量越高，本发明的新材料导热系数越小，阻热效果越好，所述的碳化硅材料也可选用碳化硅纤维复合材料代替。
3.根据权利要求2所述的一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，其特征在于所述的氮化钛、氮化硅物质加入丙化醇进行湿法球磨混合10小时，混合后的粉末烘干后，过 100 目筛。
4.根据权利要求3所述的一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，其特征在于所述的纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氧化锆的粒径为10-100纳米。
5.根据权利要求4所述的一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，其特征在于所述的无机酸为氟钛酸、氟钛酸钾、氟钛酸钠、氟锆酸、氟锆酸钾、氟锆酸钠的一种或两种的混合物，以及其衍生物及盐类。
6.根据权利要求5所述的一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，其特征在于所述的偶联剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂及其衍生物。
7.根据权利要求6所述的一种柔性纳米陶瓷阻热涂层新材料，其特征在于所述的本发明涂层新材料采用大气等离子喷涂工艺或超音速火焰喷涂工艺喷涂混合，制备出柔性纳米陶瓷阻热涂层，该陶瓷阻热涂层新材料厚度在1mm-5mm。
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