CN115851006A - 一种热障新型高温隔热保温涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热障新型高温隔热保温涂料及其制备方法，其成分及其重量份数如下：陶瓷纤维50‑80份，硅酸锂/硅酸钠水合物30‑50份，高岭土5‑10份，丙烯酸树脂5‑10份，偶联剂0.2‑0.8份，空心玻璃微珠25‑35份，增稠剂1‑2份。本发明的热障新型高温隔热保温涂料耐温范围广，涂层更致密，具备更低导热系数，可高效阻止接触热传导和屏蔽红外线的热辐射，降低热损耗，降低能源成本，提升设备使用寿命。同时，涂层还具备防水、耐明火、防腐、绝缘、耐磨、附着力优、自然固化等优异性能。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种热障新型高温隔热保温涂料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着经济社会的快速发展，环境保护和低碳经济也越来越受到重视，节能降耗，降本增效，绿色低碳转型成为企业健康可持续发展的必由之路。然而，传统的隔热保温涂料以提高气相孔隙率，降低导热系数和传导系数为主，隔热功能单一，易开裂，不能单层厚涂，附着力差，寿命段，耐温受限，吸湿性高，防腐性能差，隔热效果和涂装施工不尽如意。
为进一步改善传统隔热保温涂料存在的缺陷，助推企业实现高质量高效率的节能降耗，同时在延长设备使用寿命、保证生产工艺、创造工人安全适宜的工作环境等方面提供有效支撑，我公司经过长期研究实践，发明了本热障新型高温隔热保温涂料。
发明内容
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案在于，提供一种热障新型高温隔热保温涂料及其制备方法。
一种热障新型高温隔热保温涂料，其成分及其重量份数如下：
陶瓷纤维50-80份；
硅酸锂/硅酸钠水合物30-50份；
高岭土5-10份；
丙烯酸树脂5-10份；
偶联剂0.2-0.8份；
空心玻璃微珠25-35份；
增稠剂1-2份。
所述的陶瓷纤维，主要成分为氧化铝、氧化镁、莫来石的一种或几种的纤维。
所述的硅酸纳/硅酸锂水合物制备方法，其步骤如下：
先将总重量70%的硅酸钠、5%的硅酸锂混合搅拌，转速：500-700r/min，分散搅拌时长20-30分钟，再加入25%的等离子水，继续持续搅拌30分钟，所得溶液为硅酸钠/硅酸钾水合物。
所述高岭土为煅烧高岭土。
所述的丙烯酸树脂为水性丙烯酸树脂。
所述偶联剂为硅烷偶联剂。
所述的空心陶瓷微珠为氧化铝陶瓷微珠。
所述的增稠剂为水性碱溶胀增稠剂
一种如上所述的热障新型高温隔热保温涂料的制备方法，步骤如下：
先将硅酸钠/硅酸钾水合物按照上述比例搅拌均匀，转速700r/min，持续搅拌时间20分钟以上，搅拌均匀后，再按上述比例加入偶联剂，持续700-1200r/min，持续搅拌20分钟，充分搅拌均匀后，再按上述比例加入定量陶瓷纤维、煅烧高岭土、水性丙烯酸乳液，并提高搅拌分散片转数至2000r/min以上，继续搅拌30分钟以上，充分搅拌均匀后降低分散片转数至200r/min以下，再加入定量的空心玻璃微珠，继续搅拌30分钟以上，搅拌均匀后让空心玻璃微珠充分悬浮在涂料中，并被充分润湿，接着再加入定量的增稠剂，充分搅拌20分钟以上，即制得热障新型高温隔热保温涂料。
本发明的优点和积极效果
1. 本发明的热障新型高温隔热保温涂料耐温范围广，适用-60℃-1850℃工况，涂层更致密，具备更低导热系数，23℃时导热系数为0.03W/m.K，可高效阻隔热传导和屏蔽红外线的热辐射，降低热损耗，另一面，热障阻止热能在涂层内部的接触热传导，有效阻止热能传导，达到出色的保温、保冷和隔热性能。同时，涂层还具备耐高温，耐火，耐水、防腐、绝缘、耐磨、施工方便、自然固化等优异性能。该涂料应用于工业生产中的热能设备、储能设备、高温管道、原油储罐、加热炉体、印染等工艺设备上，可发挥高效的隔热保温和保冷性能，实现高质量节能降耗，并可起到保护底材的作用，有效延长设备使用寿命、保证生产工艺以及安全生产、保障人身安全等方面均具备重要意义。
2. 本发明所采用的硅酸钠/硅酸锂水合物，具备复合硅酸盐的多功能特性，自然干燥成膜，也可加热固化成膜，与基体附着力出色，导热系数低，以水为溶解绿色健康，无毒零VOC；与上述填料成膜形成饱和的空间热能屏蔽层，提供出色的热屏障，降低与冷媒间的温差降低热辐射，同时阻止热能接触传导，提供出色隔热保温与节能。同时，耐高温，耐明火，不惧高温氧原子氧化，表面硬度出色，耐腐蚀，耐水且不可逆，延长底材寿命，降低维护成本和能源成本等。
3. 本发明所采用的陶瓷纤维为氧化铝或莫来石短粒径纤维，粒径8μm，熔点.1750-1850℃，导热系数：0.06-0.15W/m.k；8μm的超短纤维，可为涂层带来出色的分散性和抗拉性能，同时在涂层厚涂时避免出现开裂；同时赋予涂层低热导，增强隔热保温，和热障性，且容重轻，减少涂层比重，耐高温，耐磨出色。
4. 本发明所采用空心陶瓷微珠为氧化铝陶瓷微珠，抗压强度10Mpa，可为高速分散和高压喷涂提供基础条件，粒径：25-60μm，不同粒径的微珠，微观下可弥补大粒径之间的空间，组成更均匀的空心陶瓷微珠热屏蔽层，为涂层提供更出色的热障隔热保温性。熔点：2050℃，导热系数低，耐高温出色，耐高温适用范围广，可覆盖大部分工业生产温度。
5. 本发明所采用的丙烯酸树脂为水性丙烯酸树脂，无毒环保，可为涂层提供粘结性，柔韧性，降低涂层固化后的脆性，微观下，高温后碳化反应生成结构网状体，增强涂层的热屏蔽性，有助提升涂层的保温和隔热性。
6. 本发明所采用的经过煅烧加工后的高岭土，呈现六边形晶体结构，折射率高，有助于提高涂层的对比率，其扁平性质可在涂料的流动性与流平性之间提供良好的平衡，扁平粒子也倾向于漆膜表面平行排列，可有效阻止水分的渗透，且容重较小，减轻设备承重。
具体实施方式
以下将结合实施例，对本发明做进一步说明。下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
实施例1
一种热障新型高温隔热保温涂料，其组成组分及其重量份数如下：
陶瓷纤维 60份；
硅酸锂/硅酸钠水合物 40份；
高岭土 8份；
丙烯酸树脂 8份；
偶联剂 0.5份；
空心玻璃微珠 30份；
增稠剂 1.5份。
一种如上所述的热障新型高温隔热保温涂料的制备方法，步骤如下：
先将硅酸钠/硅酸钾水合物按照上述比例搅拌均匀，转速700r/min，持续搅拌时间20分钟以上，搅拌均匀后，再按上述比例加入偶联剂，持续700-1200r/min，持续搅拌20分钟，充分搅拌均匀后，再按上述比例加入定量陶瓷纤维、煅烧高岭土、水性丙烯酸乳液，并提高搅拌分散片转数至2000r/min以上，继续搅拌30分钟以上，充分搅拌均匀后降低分散片转数至200r/min以下，再加入定量的空心玻璃微珠，继续搅拌30分钟以上，搅拌均匀后让空心玻璃微珠充分悬浮在涂料中，并被充分润湿，接着再加入定量的增稠剂，充分搅拌20分钟以上，即制得热障新型高温隔热保温涂料。
本发明热障新型高温隔热保温涂料的性能测试：
将本发明的涂料采用喷涂的方法，均匀涂覆在经过喷砂等预处理的硬质合金板的一面，待涂层完全干燥固化后，测试涂层各项指标，如下表所示：
表一
| 关键指标 | 涂料性质 | 导热系数 | 热阻值 | 耐温范围 |
| 测试得值 | 单组分 水性 | 0.03W/m.K 23℃ | 28m<sup>2</sup>.K.W-1 | ≤1850℃ |
| 关键指标 | 涂层厚度 | 涂层硬度 | 柔韧性 | 抗折强度 |
| 测试得值 | 2-12mm | 7H | ≤1mm | ≤8MPa |
Claims (7)
1.一种热障新型高温隔热保温涂料及其制备方法，其特征在于，其成分及其重量份数如下：
陶瓷纤维50-80份；
硅酸锂/硅酸钠水合物30-50份；
高岭土5-10份；
丙烯酸树脂5-10份；
偶联剂0.2-0.8份；
空心玻璃微珠25-35份；
增稠剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种热障新型高温隔热保温涂料及其制备方法，其特征在于，所述陶瓷纤维，主要成分为氧化铝、氧化镁和二氧化硅，粒径8μm，熔点1750-1850℃，导热系数0.06-0.15W/m.k。
3.根据权利要求1所述的一种热障新型高温隔热保温涂料及其制备方法，其特征在于，所述硅酸锂/硅酸钠水合物，模数为3.5及以上，PH值11。
4.根据权利要求1所述的一种热障新型高温隔热保温涂料及其制备方法，其特征在于，所述高岭土，为煅烧高岭土，主要成分为氧化铝和二氧化硅，目数1250目，熔点1780℃。
5.根据权利要求1所述的一种热障新型高温隔热保温涂料及其制备方法，其特征在于，所述空心陶瓷微珠，为氧化铝陶瓷微孔，粒径25-65μm，熔点2050℃。
6.根据权利要求1所述的一种热障新型高温隔热保温涂料及其制备方法，其特征在于，所述的硅酸纳/硅酸锂水合物制备方法，其步骤如下：
先将总重量70%的硅酸钠、5%的硅酸锂混合搅拌，转速：500-700r/min，分散搅拌时长20-30分钟，再加入25%的等离子水，继续持续搅拌30分钟，所得溶液为硅酸钠/硅酸钾水合物。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种热障新型高温隔热保温涂料及其制备方法，其特征在于，制备方法的步骤如下：
先将硅酸钠/硅酸钾水合物按照上述比例搅拌均匀，转速700r/min，持续搅拌时间20分钟以上，搅拌均匀后，再按上述比例加入偶联剂，持续700-1200r/min，持续搅拌20分钟，充分搅拌均匀后，再按上述比例加入定量陶瓷纤维、煅烧高岭土、水性丙烯酸乳液，并提高搅拌分散片转数至2000r/min以上，继续搅拌30分钟以上，充分搅拌均匀后降低分散片转数至200r/min以下，再加入定量的空心玻璃微珠，继续搅拌30分钟以上，搅拌均匀后让空心玻璃微珠充分悬浮在涂料中，并被充分润湿，接着再加入定量的增稠剂，充分搅拌20分钟以上，即制得热障新型高温隔热保温涂料。
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|---|---|---|---|---|
| CN104797660A (zh) * | 2012-11-16 | 2015-07-22 | 金熙坤 | 无机涂料组合物及利用该组合物形成涂膜的方法 |
| CN108795134A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-13 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种无溶剂防火涂料 |
| CN113088145A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-09 | 上海安翼新材料发展合伙企业(有限合伙) | 一种改性高温纤维树脂基防火涂料及其制备方法 |
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