CN114395323A - 一种耐高温防火隔热涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐高温防火隔热涂料，包括：甲基苯基硅树脂10～30重量份；硅酸钠10～40重量份；硅溶胶10～25重量份；润湿剂1～2重量份；消泡剂0.05～0.1重量份；隔热填料13～30重量份。与现有技术相比，本发明采用甲基苯基硅树脂与硅酸钠和硅溶胶混合在一起作为粘结剂，甲基苯基硅树脂在高温下附着力很好，但是能够燃烧，而硅酸钠作为无极粘合剂具有很好的防火性能，同时硅溶胶的加入能够明显提高粘结剂与基材的附着力；再者加入隔热填料可进一步提高涂料的保温性、耐候性及耐高温性能，使得该涂料用于高温设备表面不仅能够保温隔热，还具有防火的性能。

Description

一种耐高温防火隔热涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种耐高温防火隔热涂料及其制备方法。
背景技术
随着我国现代工业的不断发展，特别是在冶金、石化、能源、新材料及军工等行业，高温设备及配套设施的应用越来越多，然而金属材料在高温环境中易与空气中的氧气发生氧化反应，产生锈蚀现象，从而使金属材料逐渐失去强度而导致结构性缺失，成为各种事故的隐患。因此，高温设备表面一般都需要涂装耐高温涂料进行保护，以防止金属材料氧化腐蚀，延长高温设备的使用寿命。
常见的涂料在高温条件下容易发生热降解和碳化，使得涂层遭到破坏，不能对基材起到保护作用，而耐高温涂料能够保持在高温条件下不脆裂、不与基材剥离、不鼓泡的同时保持一定的理化和机械性能，使得物件能够在高温下免受化学腐蚀、热氧化腐蚀等不良状况的影响。
目前，耐高温涂料主要可分为无机耐高温涂料和有机耐高温涂料两大类。无机耐高温涂料主要由无机组分组成，由于具有环保、成本低、硬度高、寿命长、抗热性能优异等优点，而受到人们的关注；有机耐高温涂料主要由有机涂料、改性环氧树脂涂料、酚醛树脂涂料、聚氨酯涂料等几类，其中有机硅树脂因其独特的组份和分子中含有硅碳键结构，使得有机硅树脂很好的融合了有机物和无机物特性于一身，在涂料领域得到广泛的应用。高温设备的涂装保护多数采用有机硅类耐高温涂料，但其附着力较差。
再者，高温设备的保温也一直是工业生产急需解决的一大难题。市场上现有的保温产品，均缺乏良好的附着力，且在高温条件下很难做到阻燃防火的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种兼具防火和保温的特性、且不易脱落的耐高温防火隔热涂料及其制备方法。
本发明提供了一种耐高温防火隔热涂料，包括：
Figure BDA0003512809340000021
优选的，所述隔热填料包括陶瓷微珠、玻璃微珠与金红石型钛白粉。
优选的，所述陶瓷微珠、玻璃微珠与金红石型钛白粉的质量比为(5～10)：(5～15)：(3～5)。
优选的，所述陶瓷微珠、玻璃微珠与金红石型钛白粉的质量比为(5～8)：(10～15)：(3.5～4)。
优选的，所述陶瓷微珠的粒径为10～30μm；所述玻璃微珠的粒径为50～100μm。
优选的，所述润湿剂选自烷基聚醚类润湿剂；
所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
优选的，包括：
Figure BDA0003512809340000022
本发明还提供了一种上述的耐高温防火隔热涂料的制备方法，包括：
将硅溶胶与硅酸钠混合后，加入甲基苯基硅树脂，然后加入润湿剂和消泡剂，搅拌混匀后，加入隔热填料，得到耐高温防火隔热涂料。
本发明还提供了上述耐高温防火隔热涂料在600℃以下的设备保温中的应用。
本发明提供了一种耐高温防火隔热涂料，包括：甲基苯基硅树脂10～30重量份；硅酸钠10～40重量份；硅溶胶10～25重量份；润湿剂1～2重量份；消泡剂0.05～0.1重量份；隔热填料13～30重量份。与现有技术相比，本发明采用甲基苯基硅树脂与硅酸钠和硅溶胶混合在一起作为粘结剂，甲基苯基硅树脂在高温下附着力很好，但是能够燃烧，而硅酸钠作为无极粘合剂具有很好的防火性能，同时硅溶胶的加入能够明显提高粘结剂与基材的附着力；再者加入隔热填料可进一步提高涂料的保温性、耐候性及耐高温性能，使得该涂料用于高温设备表面不仅能够保温隔热，还具有防火的性能。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的耐高温防火隔热涂料涂覆后厚度及温度差测试图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种耐高温防火隔热涂料，包括：
Figure BDA0003512809340000031
其中，本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
本发明提供的耐高温防火隔热涂料以甲基苯基硅树脂、硅酸钠与硅溶胶为粘结剂；所述甲基苯基硅树脂在耐高温防火隔热涂料中的含量优选为15～25重量份，更优选为15～20重量份；所述硅酸钠在耐高温防火隔热涂料中的含量优选为20～40重量份，更优选为25～40重量份，再优选为30～40重量份；所述硅溶胶在耐高温防火隔热涂料中的含量优选为15～25重量份；在本发明提供的实施例中，所述硅溶胶在耐高温防火隔热涂料中的含量具体为15重量份、20重量份或25重量份。
本发明提供的耐高温防火隔热涂料中添加有润湿剂；所述润湿剂优选为烷基聚醚类润湿剂，更优选为科莱恩Emulsogen_EPA1963；所述润湿剂在耐高温防火隔热涂料中的含量优选为1～1.5重量份。
本发明提供的耐高温防火隔热涂料中添加有消泡剂；所述消泡剂优选为有机硅消泡剂；所述消泡剂在耐高温防火隔热涂料中的含量优选为优选为0.05重量份。
本发明提供的耐高温防火隔热涂料中添加有隔热填料以提高涂料的保温性能；所述隔热填料优选包括陶瓷微珠、玻璃微珠与金红石型钛白粉；所述陶瓷微珠的粒径优选为10～30μm；所述玻璃微珠的粒径优选为50～100μm；陶瓷微珠和玻璃微珠作为导热系数极低的轻质物质具有良好的保温隔热效果，将不同粒径的两种隔热填料按照一定比例混合，可得到比单一效果更好的保温效果；同时金红石型钛白粉耐候性和耐高温性能较好，可进一步提高涂料的保温隔热性能；所述陶瓷微珠、玻璃微珠与金红石型钛白粉的质量比优选为(5～10)：(5～15)：(3～5)，更优选为(5～8)：(10～15)：(3.5～4)，再优选为(5～6)：(12～15)：(3.8～4)，最优选为5：15：3.95；所述隔热填料在耐高温防火隔热涂料中的含量优选为15～25重量份，更优选为20～25重量份，再优选为20～23.95重量份。
本发明采用甲基苯基硅树脂与硅酸钠和硅溶胶混合在一起作为粘结剂，甲基苯基硅树脂在高温下附着力很好，但是能够燃烧，而硅酸钠作为无极粘合剂具有很好的防火性能，同时硅溶胶的加入能够明显提高粘结剂与基材的附着力；再者加入隔热填料可进一步提高涂料的保温性、耐候性及耐高温性能，使得该涂料用于高温设备表面不仅能够保温隔热，还具有防火的性能。
本发明还提供了一种上述耐高温防火隔热涂料的制备方法，包括：将硅溶胶与硅酸钠混合后，加入甲基苯基硅树脂，然后加入润湿剂和消泡剂，搅拌混匀后，加入隔热填料，得到耐高温防火隔热涂料。
其中，所述硅溶胶、硅酸钠、甲基苯基硅树脂、润湿剂、消泡剂与隔热填料的含量与种类均同上所述，在此不再赘述。
本发明还提供了一种上述耐高温防火隔热涂料在600℃以下的设备保温中的应用。
本发明还提供了一种上述耐高温防火隔热涂料的使用方法，包括：将上述的耐高温防火隔热涂料与水混合后喷涂在高温设备表面；所述耐高温防火隔热涂料与水的体积比优选为100：(5～20)，更优选为100：(8～15)，再优选为100：(8～12)，最优选为100：10；所述高温设备表面的温度优选低于400℃；所述喷涂时单层的厚度优选小于500μm，待完全干燥后，再继续喷涂直至喷涂至需要的厚度。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种耐高温防火隔热涂料及其制备方法进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售；实施例中所用的甲基苯基硅树脂为湖北卓轩扬国际贸易有限公司的甲基苯基硅树脂；硅溶胶中二氧化硅的含量为20％；润湿剂烷基聚醚为科莱恩Emulsogen_EPA1963，消泡剂为索尔维RHODOLINE DF 682；陶瓷微珠的粒径为10～30μm；玻璃微珠的粒径为50～100μm。
实施例1
先在烧杯中加入定量硅溶胶和硅酸钠，接着边搅拌边加入定量的甲基苯基硅树脂，然后加入润湿剂和消泡剂，搅拌均匀后，依次加入陶瓷微珠、玻璃微珠和金红石型钛白粉。完全搅拌均匀后即可得到耐高温防火隔热涂料。
配方为：甲基苯基硅树脂20％，硅酸钠40％，硅溶胶15％，润湿剂烷基聚醚1％，消泡剂0.05％，陶瓷微珠5％，玻璃微珠15％，金红石型钛白粉3.95％。
实施例2
制备方法与实施例1相同，不同之处在于配方为：甲基苯基硅树脂15％，硅酸钠40％，硅溶胶20％，润湿剂烷基聚醚1％，消泡剂0.05％，陶瓷微珠5％，玻璃微珠15％，金红石型钛白粉3.95％。
实施例3
制备方法与实施例1相同，不同之处在于配方为：甲基苯基硅树脂20％，硅酸钠30％，硅溶胶25％，润湿剂烷基聚醚1％，消泡剂0.05％，陶瓷微珠5％，玻璃微珠15％，金红石型钛白粉3.95％。
使用方法：
将实施例1制作好的耐高温防火隔热涂料加入涂料体积的十分之一的去离子水，保证涂料能够喷涂。在高温设备表面(温度低于400℃)喷涂，单层喷涂厚度小于500微米，等到完全干燥后，再喷涂第二层，依次喷涂至预算的厚度。完全干燥后测得涂层与基材(不锈钢)的附着力为0.8MPa。由图1可知，喷涂4mm厚的涂料，表面温度从原来的366℃降到219℃。用火焰喷枪对涂层进行燃烧测试，发现涂层能够离火自熄。

Claims (9)

1.一种耐高温防火隔热涂料，其特征在于，包括：
Figure FDA0003512809330000011
2.根据权利要求1所述的耐高温防火隔热涂料，其特征在于，所述隔热填料包括陶瓷微珠、玻璃微珠与金红石型钛白粉。
3.根据权利要求2所述的耐高温防火隔热涂料，其特征在于，所述陶瓷微珠、玻璃微珠与金红石型钛白粉的质量比为(5～10)：(5～15)：(3～5)。
4.根据权利要求2所述的耐高温防火隔热涂料，其特征在于，所述陶瓷微珠、玻璃微珠与金红石型钛白粉的质量比为(5～8)：(10～15)：(3.5～4)。
5.根据权利要求2所述的耐高温防火隔热涂料，其特征在于，所述陶瓷微珠的粒径为10～30μm；所述玻璃微珠的粒径为50～100μm。
6.根据权利要求1所述的耐高温防火隔热涂料，其特征在于，所述润湿剂选自烷基聚醚类润湿剂；
所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
7.根据权利要求1所述的耐高温防火隔热涂料，其特征在于，包括：
Figure FDA0003512809330000012
8.一种权利要求1所述的耐高温防火隔热涂料的制备方法，其特征在于，包括：
将硅溶胶与硅酸钠混合后，加入甲基苯基硅树脂，然后加入润湿剂和消泡剂，搅拌混匀后，加入隔热填料，得到耐高温防火隔热涂料。
9.权利要求1～7任一项所述的耐高温防火隔热涂料或权利要求8所述制备方法制备的耐高温防火隔热涂料在600℃以下的设备保温中的应用。
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