CN116554746B - 环保型隔热防腐涂料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型隔热防腐涂料及其制备方法和应用。本发明采用中空隔热纤维作为填料，通过表面改性后与改性丙烯酸树脂乳液和防腐填料等混合制备涂料。该涂料可以形成一层具有隔热、防腐功能的涂层，可以有效提高被涂物体的防腐性能和隔热性能。该涂料可以广泛应用于长期高负荷运行机电设备的隔热防腐领域。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种环保型隔热防腐涂料及其制备方法和应用。
背景技术
在工业生产中，许多设备都需要在高温、腐蚀等恶劣环境下长期高负荷运行，例如砂磨机、发电机和齿轮泵等。这些设备表面的涂层往往需要具备耐高温、耐腐蚀、隔热等多种性能，以保护设备不受损坏和防止操作人员发生烫伤。同时，涂料的防腐能力也是工业生产中非常重要的一项要求，可以有效防止设备受到腐蚀而导致损坏、泄漏等问题的发生。
隔热涂料是一种新型隔热功能材料，涂覆在物体表面能有效的阻挡热量的吸收和传递，对保护物体的材料性能有重要作用，广泛应用于工程设施、特定设备、交通工具、储罐仓库、油管等，避免因温度过高产生安全隐患。
涂料作为主要污染源之一，规范行业朝环保节能化方向发展。总的来看，环保型、低挥发性有机物(VOCs)的涂料是行业未来的主要发展方向。
随着技术的不断发展和涂料市场的不断壮大，对于环保型隔热防腐涂料的研究和开发也越来越重视。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是提供一种环保型隔热防腐涂料及其制备方法和应用，由其制备的涂层具有良好的隔热性、防腐蚀性，制备工艺简单，成本低廉。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：
本发明公开了一种环保型隔热防腐涂料的制备方法，包括以下制备步骤：
(1)中空隔热纤维的制备：以重量份计数，取聚丙烯腈纤维50-60份、氯化钠10-20份浸泡在N,N-二甲基甲酰胺溶液中，并搅拌使其充分溶解，制得纺丝溶液；将纺丝溶液通过旋转纺丝机进行旋转纺丝，使其形成中空纤维，然后再将纺织好的中空纤维用水和甲醇交替洗涤，去除溶剂氯化钠；将洗涤后的中空纤维置于Al(OH)3水溶液中，进行表面处理；将表面处理后的中空纤维放入真空烧结炉中，800-1200℃烧结1-3小时，形成纤维网状的中空隔热纤维；
(2)中空隔热纤维的表面改性：以重量份计数，取2-20份表面改性剂，步骤(1)所制得的中空隔热纤维80-98份，加入水后充分搅拌，即可得到改性好的中空隔热纤维；
(3)改性丙烯酸树脂乳液的制备：以重量份计数，取丙烯酸乳液80-95份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5-10份、全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯1-4份加入到三口圆底烧瓶中，升温至70-80℃；将0.1-0.2份过氧化苯甲酰在5-10份乙二醇单丁醚中溶解，通过恒压漏斗滴加到三口圆底烧瓶中，70-80℃反应1-3小时，冷却到室温，得到改性丙烯酸树脂乳液；
(4)隔热防腐涂料的制备：以重量份计数，取步骤(3)所制得的改性丙烯酸树脂乳液30-50份、防腐填料20-30份、水20-30份，搅拌，然后加入步骤(2)所制得的改性中空隔热纤维5-10份，加水调节粘度，搅拌，得到隔热防腐涂料。
作为优选的技术方案，步骤(2)中的表面改性剂为茶多酚或单宁酸中的任意一种。
作为优选的技术方案，步骤(4)中的防腐填料为硫酸钡、绢云母、氧化锌，其重量比例为8-10:3-5:1-2。
作为优选的技术方案，步骤(4)中还加入了包括润湿分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂组成的助剂。
作为优选的技术方案，以涂料总重量计，润湿分散剂加入量占0.5-2份份，消泡剂加入量占0.1-1份，流平剂加入量占0.1-0.5份，增稠剂加入量占0.1-0.5份。
本发明还公开了上述方法制备的隔热防腐涂料。
本发明还公开了上述隔热防腐涂料在机电设备表面的应用。
本发明的有益效果在于：
本发明以水为溶剂，采用中空隔热纤维作为填料，通过表面改性后与改性丙烯酸树脂乳液和防腐填料等混合制备环保型隔热防腐涂料。该涂料可以形成一层具有隔热、防腐功能的涂层，可以有效提高被涂物体的防腐性能和隔热性能。该涂料可以广泛应用于长期高负荷运行机电设备的隔热防腐领域。此外，本发明所采用的制备工艺简单，成本低廉，易于大规模生产，具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的优选实施例进行详细的描述。所描述的实施例仅为本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，本发明的范围不应被解释为限于下面描述的实施例。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它实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)中空隔热纤维的制备：以重量份计数，取聚丙烯腈纤维50份、氯化钠10份浸泡在N,N-二甲基甲酰胺溶液中，并搅拌使其充分溶解，制得纺丝溶液；将纺丝溶液通过旋转纺丝机进行旋转纺丝，使其形成中空纤维，然后再将纺织好的中空纤维用水和甲醇交替洗涤，去除溶剂氯化钠；将洗涤后的中空纤维置于Al(OH)3水溶液中，进行表面处理；将表面处理后的中空纤维放入真空烧结炉中，1000℃烧结1小时，形成纤维网状的中空隔热纤维；
(2)中空隔热纤维的表面改性：以重量份计数，取5份茶多酚作为表面改性剂，步骤(1)所制得的中空隔热纤维95份，加入水后充分搅拌，即可得到改性好的中空隔热纤维；
(3)改性丙烯酸树脂乳液的制备：以重量份计数，取丙烯酸乳液86份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5份、全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯4份加入到三口圆底烧瓶中，升温至80℃；将0.2份过氧化苯甲酰在4.8份乙二醇单丁醚中溶解，通过恒压漏斗滴加到三口圆底烧瓶中，80℃反应1小时，冷却到室温，得到改性丙烯酸树脂乳液；
(4)隔热防腐涂料的制备：以重量份计数，取步骤(3)所制得的改性丙烯酸树脂乳液40份、防腐填料22份、水30份，防腐填料为硫酸钡、绢云母、氧化锌，其重量比例为9:4:1；搅拌，再加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂组成的助剂，以涂料总重量计，润湿分散剂加入量占2份，消泡剂加入量占0.5份，流平剂加入量占0.2份，增稠剂加入量占0.5份；然后加入步骤(2)所制得的改性中空隔热纤维5份，加水调节粘度，搅拌，得到环保型隔热防腐涂料。
实施例2
(1)中空隔热纤维的制备：以重量份计数，取聚丙烯腈纤维50份、氯化钠10份浸泡在N,N-二甲基甲酰胺溶液中，并搅拌使其充分溶解，制得纺丝溶液；将纺丝溶液通过旋转纺丝机进行旋转纺丝，使其形成中空纤维，然后再将纺织好的中空纤维用水和甲醇交替洗涤，去除溶剂氯化钠；将洗涤后的中空纤维置于Al(OH)3水溶液中，进行表面处理；将表面处理后的中空纤维放入真空烧结炉中，1000℃烧结1小时，形成纤维网状的中空隔热纤维；
(2)中空隔热纤维的表面改性：以重量份计数，取5份茶多酚作为表面改性剂，步骤(1)所制得的中空隔热纤维95份，加入水后充分搅拌，即可得到改性好的中空隔热纤维；
(3)改性丙烯酸树脂乳液的制备：以重量份计数，取丙烯酸乳液86份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5份、全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯4份加入到三口圆底烧瓶中，升温至80℃；将0.2份过氧化苯甲酰在4.8份乙二醇单丁醚中溶解，通过恒压漏斗滴加到三口圆底烧瓶中，80℃反应1小时，冷却到室温，得到改性丙烯酸树脂乳液；
(4)隔热防腐涂料的制备：以重量份计数，取步骤(3)所制得的改性丙烯酸树脂乳液40份、防腐填料22份、水27份，防腐填料为硫酸钡、绢云母、氧化锌，其重量比例为9:4:1；搅拌，再加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂组成的助剂，以涂料总重量计，润湿分散剂加入量占0.5份，消泡剂加入量占2份，流平剂加入量占0.2份，增稠剂加入量占0.5份；然后加入步骤(2)所制得的改性中空隔热纤维8份，加水调节粘度，搅拌，得到环保型隔热防腐涂料。
实施例3
(1)中空隔热纤维的制备：以重量份计数，取聚丙烯腈纤维50份、氯化钠10份浸泡在N,N-二甲基甲酰胺溶液中，并搅拌使其充分溶解，制得纺丝溶液；将纺丝溶液通过旋转纺丝机进行旋转纺丝，使其形成中空纤维，然后再将纺织好的中空纤维用水和甲醇交替洗涤，去除溶剂氯化钠；将洗涤后的中空纤维置于Al(OH)3水溶液中，进行表面处理；将表面处理后的中空纤维放入真空烧结炉中，1000℃烧结1小时，形成纤维网状的中空隔热纤维；
(2)中空隔热纤维的表面改性：以重量份计数，取5份茶多酚作为表面改性剂，步骤(1)所制得的中空隔热纤维95份，加入水后充分搅拌，即可得到改性好的中空隔热纤维；
(3)改性丙烯酸树脂乳液的制备：以重量份计数，取丙烯酸乳液86份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5份、全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯4份加入到三口圆底烧瓶中，升温至80℃；将0.2份过氧化苯甲酰在4.8份乙二醇单丁醚中溶解，通过恒压漏斗滴加到三口圆底烧瓶中，80℃反应1小时，冷却到室温，得到改性丙烯酸树脂乳液；
(4)隔热防腐涂料的制备：以重量份计数，取步骤(3)所制得的改性丙烯酸树脂乳液40份、防腐填料22份、水25份，防腐填料为硫酸钡、绢云母、氧化锌，其重量比例为9:4:1；搅拌，再加入润湿分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂组成的助剂，以涂料总重量计，润湿分散剂加入量占2份，消泡剂加入量占0.5份，流平剂加入量占0.2份，增稠剂加入量占0.5份；然后加入步骤(2)所制得的改性中空隔热纤维10份，加水调节粘度，搅拌，得到环保型隔热防腐涂料。
分别采用实施例1-3的涂料制备涂层，并对涂层进行防腐和隔热测试，结果如下表所示：
上述涂层的防腐和隔热测试结果表明，实施例1-3的涂料制备的涂层具有良好的防腐和隔热性能。
上述实施例仅用以说明本发明优选实施方式，而非对本发明的构思和保护范围进行限定，凡在本申请的构思和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种环保型隔热防腐涂料的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：
(1)中空隔热纤维的制备：以重量份计数，取聚丙烯腈纤维50-60份、氯化钠10-20份浸泡在N,N-二甲基甲酰胺溶液中，并搅拌使其充分溶解，制得纺丝溶液；将纺丝溶液通过旋转纺丝机进行旋转纺丝，使其形成中空纤维，然后再将纺织好的中空纤维用水和甲醇交替洗涤，去除溶剂氯化钠；将洗涤后的中空纤维置于Al(OH)3水溶液中，进行表面处理；将表面处理后的中空纤维放入真空烧结炉中，800-1200℃烧结1-3小时，形成纤维网状的中空隔热纤维；
(2)中空隔热纤维的表面改性：以重量份计数，取2-20份表面改性剂，步骤(1)所制得的中空隔热纤维80-98份，加入水后充分搅拌，即可得到改性好的中空隔热纤维；
(3)改性丙烯酸树脂乳液的制备：以重量份计数，取丙烯酸乳液80-95份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯5-10份、全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯1-4份加入到三口圆底烧瓶中，升温至70-80℃；将0.1-0.2份过氧化苯甲酰在5-10份乙二醇单丁醚中溶解，通过恒压漏斗滴加到三口圆底烧瓶中，70-80℃反应1-3小时，冷却到室温，得到改性丙烯酸树脂乳液；
(4)隔热防腐涂料的制备：以重量份计数，取步骤(3)所制得的改性丙烯酸树脂乳液30-50份、防腐填料20-30份、水20-30份，搅拌，然后加入步骤(2)所制得的改性中空隔热纤维5-10份，加水调节粘度，搅拌，得到隔热防腐涂料；
步骤(2)中的表面改性剂为茶多酚或单宁酸中的任意一种。
2.如权利要求1所述的环保型隔热防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中的防腐填料为硫酸钡、绢云母、氧化锌，其重量比例为8-10:3-5:1-2。
3.如权利要求1所述的环保型隔热防腐涂料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中还加入了包括润湿分散剂、消泡剂、流平剂、增稠剂组成的助剂。
4.如权利要求3所述的环保型隔热防腐涂料的制备方法，其特征在于：以涂料总重量计，润湿分散剂加入量占0.5-2份，消泡剂加入量占0.1-1份，流平剂加入量占0.1-0.5份，增稠剂加入量占0.1-0.5份。
5.权利要求1-4任一项所述的方法制备的隔热防腐涂料。
6.权利要求5所述的隔热防腐涂料在机电设备表面的应用。
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