CN114249992B - 一种阶梯熔融耐高温隔热防火涂料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于涂料领域，旨在提供一种阶梯熔结耐高温隔热防火涂料。该涂料由A组分和B组分组成，其中A组分包括硅酸盐、熔融填料、阻隔填料及各类助剂，B组分中包括隔热填料、纤维材料。本发明提供的防火涂料高温灼烧冲击，涂层仍完整、不开裂、不脱落、不变色、不碳化、无起烟、无燃烧等现象，且具有很好的隔热性能。本发明制备的耐高温隔热防火涂料可以应用于常用管道或设备的防护，尤其适用于高温条件下的防护，高温管道、工业锅炉、金属基材、发动机等。

Description

一种阶梯熔融耐高温隔热防火涂料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种阶梯熔融耐高温隔热防火涂料及其制备方法和应用。

背景技术

高温隔热涂料被广泛应用于核电、交通运输、航空航天等国民经济领域，是高端装备制造业必须的关键功能结构一体化材料，也是战略性新兴产业发展急需的关键材料。发动机作为机器最核心的部分，其安全性和功能性最为关键，在正常运行条件下，发动机温度较高，需要隔热保证周围元器件的正常工作，而在某些极端、恶劣的情况下，譬如起火的情况下，发动机内部存在大量的燃油，此时，发动机有效的隔热及防火不仅可以保护发动机本身不受损，还能延长救援时间，降低重大事故发生的可能性。因此开发具有耐高温隔热同时又防火的涂料对于发动机等特殊部位的防护十分重要。

隔热涂料主要通过三种方式实现隔热，第一种是阻隔性隔热，即通过低热导高热阻的填料实现，如海泡石、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、气凝胶等；第二种是反射隔热，选择合适的树脂，以及热反射填料，如玻璃微珠、钛白粉、硫化锌、氧化铁红、氧化铁黄、铜铬黑、镍钛黄、钴蓝等，多用于建筑涂料及日光反射隔热领域；第三种是辐射隔热，主要依靠氧化铁、氧化锰、氧化钴等辐射填料实现。实际操作中，多以两种或多种隔热机理协同作用。

鉴于隔热涂层在各领域的重大作用，国内外已经研发了多种配方和用途的隔热涂料。目前常用的耐高温隔热涂料根据成膜物质主要分为两大类：一类是以树脂等有机物为成膜物的有机隔热涂料，该类型的涂料耐受的最高温度在600℃，并且会伴随碳化、缩厚、分解等结构或组成而变化，如中国专利CN102453427A、中国专利CN106046910A、中国专利CN101875805A和中国专利CN104231917A等专利中所介绍的。另一类是以硅酸钾、硅酸钠、硅溶胶、磷酸盐等为成膜物的无机隔热涂料，这类涂料根据使用需求选用不同的耐高温填料，可耐受800℃以上的温度，如中国专利CN103289467A、中国专利CN10643335A、中国专利CN104788076A等专利。无机涂料不仅能够在高温(800℃以上)隔热领域占据重要地位，并且由于体系中不含有机物，在阻燃方面、耐紫外老化、抗氧化、耐介质腐蚀等方面也拥有优异的性能。除此之外，无机隔热涂料大多以水作为分散剂，无VOC，是环保型的涂料。

虽然无机耐高温隔热涂料拥有众多的优点，但是无机耐高温隔热涂料也存在致命的弱点，这主要是成膜物所导致的，无机成膜物相较于有机成膜物韧性小、发脆、易开裂，尤其在体系中含有大量隔热填料、涂层厚度较大的情况下，漆膜强度、韧性都会急剧下降；另一方面，无机涂料与金属基材膨胀系数难以匹配，一旦受到骤冷骤热，内应力过大容易引起涂层开裂、脱落。针对这种情况，目前主要采用的是有机物掺杂的方式，如中国专利CN107201067A中以硅酸钠锂复合液为成膜物，并辅以水性酚醛树脂充当填料；中国专利CN104910713A发明了一种热反射隔热无机阻燃涂料，在配方中加入了有机硅树脂和高分子聚合物；中国专利CN106349769A中复配硅溶胶和苯丙乳液等制备了膨胀型阻燃涂料。但是有机物的加入会影响涂层的阻燃效果、耐热效果，尤其在遇到明火的情况下，有机物会迅速分解，同时破坏涂层结构、降低涂层强度。

发明内容

为实现无机耐高温隔热防火涂料具有更好的韧性及抗开裂能力，本发明利用不同熔融温度的功能填料，制备了一种随着温度变化能在涂层内部形成阶梯熔融的无机隔热防火涂料。通过合理控制熔融填料的用量，实现漆膜适量熔融、粘结，既增强了涂层抗开裂的风险，又最大程度保证了涂层结构的稳定性。

本发明的目的之一在于提供一种阶梯熔融耐高温隔热防火涂料，包括A组分和B组分，所述的A组分包括硅酸盐、熔融填料、阻隔填料，所述的B组分中包括隔热填料、纤维材料。

其中，所述的硅酸盐选自硅酸钠、硅酸钾中的至少一种；

所述的熔融填料选自玻璃微珠、玻璃粉、氧化钒、氧化碲、氧化铋中的至少一种；

所述的阻隔填料选自片状阻隔填料，优选选自云母片、氧化铝、膨胀蛭石中的至少一种；

所述的隔热填料为低热导率阻隔型隔热填料，选自膨胀珍珠岩、气凝胶、陶瓷微珠中的至少一种，优选选自闭孔型膨胀珍珠岩、二氧化硅气凝胶、空心陶瓷微珠中的至少一种；隔热填料的粒径为50～300目，优选为100～200目；上述隔热填料均为低热导率的无机填料，可以有效隔绝热量在涂层厚度方向上的传导，实现涂层高效隔热；

所述的纤维材料选自韧性耐高温纤维，优选选自氧化锆纤维、氧化铝纤维、石英纤维中的至少一种；纤维材料的直径为4～20μm，长度为2～5mm，优选地，直径为4～8μm，长度为2～3mm；

上述防火涂料中，以A组分中的硅酸盐用量为100质量份来计，A组分中，所述的熔融填料用量为1～15份，所述的阻隔填料用量为1～10份；B组分中，所述的隔热填料用量为4～50份，所述的纤维材料用量为1～15份；优选地，A组分中，所述的熔融填料用量为5～15份，所述的阻隔填料用量为2～5份；B组分中，所述的隔热填料用量为10～30份，所述的纤维材料用量为2～10份。

上述防火涂料中，所述的A组分中还含有分散剂、消泡剂、成膜剂、流平剂、偶联剂、水中的至少一种。其中，分散剂选自金属盐类分散剂，优选选自十二烷基苯磺酸钠、聚羧酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种；消泡剂选自有机硅消泡剂、矿物油消泡剂、醇类聚合物消泡剂中的至少一种，优选选自聚硅氧烷、硅氧化聚醚、矿物油、聚乙二醇中的至少一种；成膜剂选自1,2-丙二醇、乙二醇丁醚、十二碳醇酯中的至少一种；流平剂选自聚酯改性有机硅氧烷、聚醚改性有机硅氧烷、含醇有机硅氧烷、聚丙烯酸、含氟表面活性聚合物、改性纤维素中的至少一种，优选选自聚二甲基硅烷、聚甲基苯基硅烷、羟甲基纤维素中的至少一种；偶联剂选自硅烷偶联剂，优选选自3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的至少一种。

上述防火涂料A组分中，以硅酸盐用量为100质量份来计，所述的分散剂用量为0.5～2.5份，所述的消泡剂用量为0.1～0.2份，所述的成膜剂用量为0.2～1份，所述的流平剂用量为0.1～2份，所述的偶联剂用量为0.1～1份，所述的水用量为2～25份；优选地，所述的分散剂用量为1～1.5份，所述的消泡剂用量为0.1～0.2份，所述的成膜剂用量为0.5～1.5份，所述的流平剂用量为0.5～1份，所述的偶联剂用量为0.1～0.5份，所述的水用量为5～15份。

本发明的另一目的在于提供一种上述阶梯熔融耐高温隔热防火涂料的制备方法，包括：将包含有所述A组分中包含的化合物分散、研磨后得到A组分，将包含有所述B组分中包含的化合物分散均匀后得到B组分，A组分和B组分混合后即得所述的阶梯熔融耐高温隔热防火涂料。当所述A组分中的熔融填料为玻璃微珠时，需加入到B组分中高速分散；A组分需要研磨处理，可以采用常用的研磨设备来实现均匀分散，如常用的篮式砂磨机研磨，研磨速度可以控制在1500～2000rpm，经过研磨后涂料的细度为30～50μm，研磨后的A组分出料包装；B组分需要高速分散处理，可以采用常用的高速搅拌机来分散B组分，分散后的B组分出料包装；待使用防火涂料时，将A组分和B组分混合均匀即可使用。

本发明的再一目的在于提供一种上述阶梯熔融耐高温隔热防火涂料或者由上述制备方法得到的阶梯熔融耐高温隔热防火涂料的应用，具体包括以下步骤：将基材表面的杂质、油污进行清理后，在清理好的基材表面涂抹所述的涂料，待第一次涂抹的漆膜表面干燥后，再继续涂抹所述的涂料，将涂抹好涂料的基材进行养护处理后，最终得到涂有涂膜的基材。完成上述操作后检查漆膜表面，有凸起、颗粒等缺陷时，可进行局部打磨，以保证平整，未使用完的涂料可加盖封闭保存，至少可保存24h。

其中，所述的涂抹可以采用喷涂、刷涂、刮涂等方式完成，涂抹后待漆膜表面干燥后，再继续涂抹所述的涂料；涂抹可以采用多次涂抹的方式完成，在涂抹施工时，第一次涂抹的涂膜干燥后的干膜厚度为50～500μm，优选为100～300μm；之后每次涂抹后得到的干膜厚度为100～1000μm，优选为500～800μm；最终得到的涂膜干膜厚度为1.5～2.0mm，优选为1.8～1.9mm；涂抹次数可以为3～8次；

所述的养护处理温度为20～75℃，处理时间为24～240h。

上述涂料可以应用于常用管道或设备的防护，尤其适用于高温条件下的防护，如高温管道、工业锅炉、金属基材、发动机等，但不局限于上述管道或设备。

针对高比分隔热填料及无机成膜物带来的涂层发脆、急剧变温下容易开裂、脱落的问题，本发明提供了一种阶梯熔融的无机耐高温隔热涂料，采用了熔点低于考核温度，但分解温度高于考核温度的功能填料混合物，如空心玻璃微珠、玻璃粉、V₂O₅、TeO₂、Bi₂O₃等，其中玻璃材料的熔点在600℃，V₂O₅、TeO₂、Bi₂O₃的熔融温度分别为690℃、733℃、820℃。由此，在高温条件时，涂层接触火焰的一侧受到的温度冲击最大，内应力最大，同时熔融的物质最多，随着涂层厚度方向的变化，涂层内部温度越来越低，熔融的物质不断减少，从而形成阶梯熔融现象；而且，这些熔融后的材料一方面可以吸收材料内部的应力，保证涂层微元厚度方向上热应力实现逐步释放，防止涂层开裂，另一方面又能起到粘结涂层内部填料、封闭填料缝隙、阻隔热流传递的作用。

此外，本发明除助剂以外，所有原材料都是无机材料，保证了涂层绝对的防火、耐高温性能，使得涂层在1100℃氧乙炔火焰的烧灼冲击下不燃烧、无烟雾，不碳化，同时，溶剂为水，不含有毒有害成分，属于水性无机涂料，是一种环保型涂料；而且，本发明中使用了大长径比、直径为微米级别的耐高温纤维，在微米级别下，纤维表现出了特有的韧性，同时也提高了漆膜的强度，提高了部件涂装后的搬运性及抗外力冲击性，并配合片状填料，将涂层内部划分成多个细微区域，能有效阻断裂纹及热量的传递，实现韧性-隔热-高强一体化。

与现有技术相比，本发明具有以下有益之处：

(1)本发明利用不同温度下可熔融的填料，实现了涂层的阶梯熔融，有效解决了涂层急剧受热情况下易开裂、易脱落的问题；

(2)本发明提供的阶梯熔融耐高温隔热防火涂料中不含有毒有害成分、为水性无机材料，是一种环保型涂料；

(3)本发明利用大量的低热导率隔热填料实现了高效的隔热性能，使用具有韧性的耐高温纤维，可以有效提高涂装后部件的强度，提高部件涂装后的搬运性及抗外力冲击性，并配合片状填料，能有效阻断裂纹及热量的传递，实现部件的韧性-隔热-高强一体化；

(4)本发明提供的防火涂料高温灼烧冲击，涂层仍完整、不开裂、不脱落、不变色、不碳化、无起烟、无燃烧等现象，且具有很好的隔热性能；

(5)本发明提供的防火涂料制备方法及使用工艺简单易行、绿色环保、适用于工业生产及工业应用，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。

实施例中所采用的测试项目、测试仪器及测试方法如下：

(1)涂膜外观及颜色：GB/T 1727-1979；

(2)不挥发份：高温鼓风干燥箱，120℃*1hr，测试标准GB/T 1725-2007；

(3)试用期：GB/T 31416-2015；

(4)干燥性：GB/T 1728-1979；

(5)附着力：GB/T 9286-1998；

(6)耐水浸泡：常温*24hr，测试标准GB/9274-1988；

(7)耐燃油浸泡：燃油型号RP-3，常温*24hr，测试标准GB/9274-1988；

(8)贮存稳定性：常温，GB/T 6753.3-1968；

(9)高温存储：75℃*48h，GJB150.3A；

(10)低温存储：-55℃*48h，GJB150.4A；

(11)温度冲击：-55℃/2h～75℃/2h，3循环，GJB150.5A；

(12)隔热性能：氧乙炔火焰热流密度0.1-0.13MW/m²，加热时间5min，板材正面温度1000-1100℃，测试标准ISO 2865-1998；

(13)防火性能：经热流密度0.1-0.13MW/m²氧乙炔火焰加热5min，板材正面温度1000-1100℃，查看防火性能；

(14)漆膜厚度：漆膜厚度测试仪，型号HRT260。

实施例中所采用的原料及来源如下：

硅酸钾水玻璃，四川涂图化工有限公司TLK-533；云母，滁州万桥绢云母有限公司；鳞片氧化铝粉，无锡中晶材料科技有限公司；膨胀珍珠岩，信阳市永凯保温材料有限公司；二氧化硅气凝胶，河间市纳兰节能科技有限公司；空心陶瓷微珠，上海汇精亚纳米新材料有限公司；氧化锆纤维，山东热盾高温材料有限公司；超细玻璃粉，杭州高科复合材料；V₂O₅、TeO₂、Bi₂O₃粉体，北京中诺新材有限公司；六偏磷酸钠，川磷化工有限公司；矿物油，毕克化学；醇酯十二，陶氏化学；羟甲基纤维素，佛山化工有限公司；3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，珠海金化高分子材料有限公司。

实施例1：

(1)阶梯熔融耐高温隔热防火涂料制备：

称取硅酸钾水玻璃(四川涂图化工有限公司TLK-533)600g，水(自来水、去离子水均可)50g倒入到研磨桶中，加入六偏磷酸钠6g，矿物油1g，醇酯十二5g，羟甲基纤维素5g，3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷2g至研磨桶中，分散搅拌后依次加入超细玻璃粉25g，V₂O₅粉体15g，TeO₂及Bi₂O₃粉体各5g，150目片状云母20g，高速分散15分钟。采用篮式砂磨机研磨，研磨速度控制在1500～2000rpm，最佳为1800rpm，研磨时间约60min，待研磨细度控制在40um内即可出料，得到A组分。称量闭孔型膨胀珍珠岩80g，二氧化硅气凝胶20g，空心陶瓷微珠50g，氧化锆陶瓷纤维25g，采用高速分散设备分散均匀即得B组分。

(2)铝合金基材表面涂抹涂料：

将上述所得A组分、B组分均匀混合后涂于铝合金基材上，控制在3道内完成涂装，第一道厚度控制100～300μm，第2、3道在800μm左右，每次间隔时间为8h，最终得到的干膜厚度为1.8～1.9mm。施工完毕后常温养护7d。

(3)涂层材料性能测试：

将涂装好的板材按照ISO 2865-1998标准条件考核，在涂层外表面贴合厚度为0.8mm的锡箔胶带，经过热流密度为0.11MW/m²的氧乙炔火焰灼烧冲击5分钟，板外表面温度为1080℃，锡箔胶带破坏或烧毁，但涂层完整、无开裂、无脱落、不变色、不碳化、无起烟、无燃烧等现象，板内侧温度为146℃。实施例1得到涂层材料的其他详细性能见附表1。

实施例2：

(1)阶梯熔融耐高温隔热防火涂料制备：

称取硅酸钾水玻璃(四川涂图化工有限公司TLK-533)600g，水(自来水、去离子水均可)50g倒入到研磨桶中，加入六偏磷酸钠6g，矿物油1g，醇酯十二5g，羟甲基纤维素5g，3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷2g至研磨桶中，分散搅拌后依次加入超细玻璃粉30g，V₂O₅粉体20g，150目片状云母20g，高速分散15分钟。采用篮式砂磨机研磨，研磨速度控制在1500～2000rpm，最佳为1800rpm，研磨时间约60min，待研磨细度控制在40um内即可出料，得到A组分。称量闭孔型膨胀珍珠岩80g，二氧化硅气凝胶20g，空心陶瓷微珠50g，氧化锆陶瓷纤维25g，采用高速分散设备分散均匀即得B组分。

(2)铝合金基材表面涂抹涂料：

将上述所得A组分、B组分均匀混合后涂于铝合金基材上，控制在3道内完成涂装，第一道厚度控制100～300μm，第2、3道在800μm左右，每次间隔时间为8h，最终得到的干膜厚度为1.8～1.9mm。施工完毕后常温养护7d。

(3)涂层材料性能测试：

将涂装好的板材按照ISO 2865-1998标准条件考核，在涂层外表面贴合厚度为0.8mm的锡箔胶带，经过热流密度为0.11MW/m²的氧乙炔火焰灼烧冲击5分钟，板外表面温度为1080℃，锡箔胶带破坏或烧毁，但涂层完整、无开裂、无脱落、不变色、不碳化、无起烟、无燃烧等现象，板内侧温度为142℃。但漆膜出现明显熔结现象。实施例2得到涂层材料的其他详细性能见附表1。

实施例3：

(1)阶梯熔融耐高温隔热防火涂料制备：

称取硅酸钾水玻璃(四川涂图化工有限公司TLK-533)600g，水(自来水、去离子水均可)50g倒入到研磨桶中，加入六偏磷酸钠6g，矿物油1g，醇酯十二5g，羟甲基纤维素5g，3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷2g至研磨桶中，分散搅拌后依次加入V₂O₅粉体30g，TeO₂及Bi₂O₃粉体各10g，150目片状云母20g，高速分散15分钟。采用篮式砂磨机研磨，研磨速度控制在1500～2000rpm，最佳为1800rpm，研磨时间约60min，待研磨细度控制在40um内即可出料，得到A组分。称量闭孔型膨胀珍珠岩80g，二氧化硅气凝胶20g，空心陶瓷微珠50g，氧化锆陶瓷纤维25g，采用高速分散设备分散均匀即得B组分。

(2)铝合金基材表面涂抹涂料：

将上述所得A组分、B组分均匀混合后涂于铝合金基材上，控制在3道内完成涂装，第一道厚度控制100～300μm，第2、3道在800μm左右，每次间隔时间为8h，最终得到的干膜厚度为1.8～1.9mm。施工完毕后常温养护7d。

(3)涂层材料性能测试：

将涂装好的板材按照ISO 2865-1998标准条件考核，在涂层外表面贴合厚度为0.8mm的锡箔胶带，经过热流密度为0.11MW/m²的氧乙炔火焰灼烧冲击5分钟，板外表面温度为1080℃，锡箔胶带破坏或烧毁，但涂层完整、无开裂、无脱落、不变色、不碳化、无起烟、无燃烧等现象，板内侧温度为144℃。实施例3得到涂层材料的其他详细性能见附表1。

实施例4：

(1)阶梯熔融耐高温隔热防火涂料制备：

称取硅酸钾水玻璃(四川涂图化工有限公司TLK-533)600g，水(自来水、去离子水均可)50g倒入到研磨桶中，加入六偏磷酸钠6g，矿物油1g，醇酯十二5g，羟甲基纤维素5g，3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷2g至研磨桶中，分散搅拌后依次加入TeO₂及Bi₂O₃粉体各25g，150目片状云母20g，高速分散15分钟。采用篮式砂磨机研磨，研磨速度控制在1500～2000rpm，最佳为1800rpm，研磨时间约60min，待研磨细度控制在40um内即可出料，得到A组分。称量闭孔型膨胀珍珠岩80g，二氧化硅气凝胶20g，空心陶瓷微珠50g，氧化锆陶瓷纤维25g，采用高速分散设备分散均匀即得B组分。

(2)铝合金基材表面涂抹涂料：

将上述所得A组分、B组分均匀混合后涂于铝合金基材上，控制在3道内完成涂装，第一道厚度控制100～300μm，第2、3道在800μm左右，每次间隔时间为8h，最终得到的干膜厚度为1.8～1.9mm。施工完毕后常温养护7d。

(3)涂层材料性能测试：

将涂装好的板材按照ISO 2865-1998标准条件考核，在涂层外表面贴合厚度为0.8mm的锡箔胶带，经过热流密度为0.11MW/m²的氧乙炔火焰灼烧冲击5分钟，板外表面温度为1080℃，锡箔胶带破坏或烧毁，涂层出现细微裂纹、无脱落、不变色、不碳化、无起烟、无燃烧等现象，板内侧温度为152℃。因实施例4中采用的熔融材料为TeO₂及Bi₂O₃，熔融温度较高，因此涂层在升温初期承受了较大的热应力，致使涂层出现细微裂纹。实施例4得到涂层材料的其他详细性能见附表1。

对比例1：

对比例1中未加入熔融填料，所有填料均选用1100℃下不熔融的高温填料。

(1)防火涂料制备：

称取硅酸钾水玻璃(四川涂图化工有限公司TLK-533)600g，水(自来水、去离子水均可)50g倒入到研磨桶中，加入六偏磷酸钠6g，矿物油1g，醇酯十二5g，羟甲基纤维素5g，3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷2g至研磨桶中，分散搅拌后依次加入150目片状云母35g，鳞片氧化铝粉35g，高速分散15分钟。采用篮式砂磨机研磨分均匀的物料混合物，研磨速度控制在1500～2000rpm，最佳为1800rpm，研磨时间约60min，待研磨细度控制在40um内即可出料，得到A组分。称量闭孔型膨胀珍珠岩80g，二氧化硅气凝胶20g，空心陶瓷微珠50g，氧化锆陶瓷纤维25g，采用高速分散设备分散均匀即得B组分。

(2)铝合金基材表面涂抹涂料：

将上述所得A、B组分均匀混合后涂于铝合金基材上，控制在3道内完成涂装，第一道厚度控制100～300μm，第2、3道在800μm左右，每次间隔时间为8h，最终干膜厚度为1.8～1.9mm。施工完毕后常温养护7d。

(3)涂层材料性能测试：

将涂装好的板材按照ISO 2865-1998标准条件考核，在涂层外表面贴合厚度为0.8mm的锡箔胶带，经过热流密度为0.11MW/m²的氧乙炔火焰灼烧冲击5分钟，板外表面温度为1080℃，锡箔胶带破坏或烧毁，涂层表层开裂，但与基材未发生剥离、脱落，板内侧温度为148℃，涂层其他详细性能见表1。

表1实施例1～4及对比例1所制备的涂层性能对比

从表1中的测试结果可以看出，实施例1加入了不同温度下可熔融的物质，实施例2中只加入了低温熔融物质的，实施例3中含中、高温熔融物质，实施例4中只含高温熔融物质，结果显示，实施例1和实施例3有较好的效果，涂层无明显变化且无裂缝，证明涂层中含多温段可熔融物时，可以实现阶梯熔融，具有抵抗急剧热交变开裂的优点。由此，相比于对比例1中未加入熔融填料的涂层材料，以及只有局部温段有熔融填料的实施例2及实施例4，本发明实施例1采用不同温度下熔融的填料的防火涂料，得到的涂层在急剧受热的情况，涂层仍完好，无开裂、无脱落、不碳化、无起烟、无燃烧、无明显熔融退化等现象，而且具有良好的耐水性、耐油性及存储稳定性。

Claims (12)

1.一种阶梯熔融耐高温隔热防火涂料，包括A组分和B组分，所述的A组分包括硅酸盐、熔融填料、阻隔填料，所述的B组分中包括隔热填料、纤维材料，所述的熔融填料选自玻璃粉、V₂O₅、TeO₂、Bi₂O₃中的至少两种，其中所述玻璃粉的熔点在600℃，V₂O₅、TeO₂、Bi₂O₃的熔融温度分别为690℃、733℃、820℃；所述的阻隔填料选自片状阻隔填料；所述的隔热填料包括膨胀珍珠岩、气凝胶和陶瓷微珠；所述的纤维材料选自氧化锆纤维、氧化铝纤维中的至少一种，所述的纤维材料的直径为4~20μm，长度为2~5mm；以A组分中的硅酸盐用量为100质量份来计，A组分中，熔融填料用量为1~15份，阻隔填料用量为1~10份，分散剂用量为0.5~2.5份，消泡剂用量为0.1~0.2份，成膜剂用量为0.2~1份，流平剂用量为0.1~2份，偶联剂用量为0.1~1份，水用量为2~25份；B组分中，所述的隔热填料用量为4~50份，所述的纤维材料用量为1~15份。

2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，

所述的硅酸盐选自硅酸钠、硅酸钾中的至少一种；和/或，

所述的阻隔填料选自云母片、氧化铝、膨胀蛭石中的至少一种；和/或，

所述的隔热填料包括闭孔型膨胀珍珠岩、二氧化硅气凝胶和空心陶瓷微珠。

3.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，

以A组分中的硅酸盐用量为100质量份来计，A组分中，所述的熔融填料用量为5~15份，所述的阻隔填料用量为2~5份；B组分中，所述的隔热填料用量为10~30份，所述的纤维材料用量为2~10份；和/或，

所述的隔热填料的粒径为50~300目；和/或，

所述的纤维材料的直径为4~8μm，长度为2~3mm。

4.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，

所述的隔热填料的粒径为100~200目。

5.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述的A组分中，

所述的分散剂选自金属盐类分散剂；和/或，

所述的消泡剂选自有机硅消泡剂、矿物油消泡剂、醇类聚合物消泡剂中的至少一种；和/或，

所述的成膜剂选自1,2-丙二醇、乙二醇丁醚、十二碳醇酯中的至少一种；和或，

所述的流平剂选自聚酯改性有机硅氧烷、聚醚改性有机硅氧烷、含醇有机硅氧烷、聚丙烯酸、含氟表面活性聚合物、改性纤维素中的至少一种；和/或，

所述的偶联剂选自硅烷偶联剂；和/或，

A组分中，以硅酸盐用量为100质量份来计，所述的分散剂用量为1~1.5份，所述的消泡剂用量为0.1~0.2份，所述的成膜剂用量为0.5~1.5份，所述的流平剂用量为0.5~1份，所述的偶联剂用量为0.1~0.5份，所述的水用量为5~15份。

6.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，所述的A组分中，

所述的分散剂选自十二烷基苯磺酸钠、聚羧酸钠、六偏磷酸钠中的至少一种；和/或，

所述的消泡剂选自聚硅氧烷、矿物油、聚乙二醇中的至少一种；和/或，

所述的流平剂选自聚二甲基硅烷、聚甲基苯基硅烷、羟甲基纤维素中的至少一种；和/或，

所述的偶联剂选自3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷中的至少一种。

7.根据权利要求1~6任一项所述阶梯熔融耐高温隔热防火涂料的制备方法，包括：将包含有所述A组分中包含的组分分散、研磨后得到A组分，将包含有所述B组分中包含的组分分散均匀后得到B组分，A组分和B组分混合后即得所述的阶梯熔融耐高温隔热防火涂料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，

所述的B组分需要高速分散处理。

9.一种权利要求1~6任一项所述的阶梯熔融耐高温隔热防火涂料或者由权利要求7或8所述制备方法得到的阶梯熔融耐高温隔热防火涂料的应用，具体包括以下步骤：将基材表面进行清理后，在清理好的基材表面涂抹所述的涂料，待第一次涂抹的漆膜表面干燥后，再继续涂抹所述的涂料，将涂抹好涂料的基材进行养护处理后，最终得到涂有涂膜的基材。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，

所述第一次涂抹的漆膜干燥后的干膜厚度为50~500μm；之后每次涂抹后得到的干膜厚度为100~1000μm；和/或，

最终得到涂膜的干膜厚度为1.5~2.0mm；和/或，

所述的养护处理温度为20~75℃，处理时间为24~240h。

11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，

所述第一次涂抹的漆膜干燥后的干膜厚度为100~300μm；之后每次涂抹后得到的干膜厚度为500~800μm；和/或，

最终得到涂膜的干膜厚度为1.8～1.9mm。

12.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述的涂料应用于高温管道、工业锅炉、发动机。