一種水性工業隔熱塗料的製作方法

2023-04-26 13:51:26

專利名稱：一種水性工業隔熱塗料的製作方法
技術領域：
本發明涉及工業節能隔熱防護塗料技術領域，具體說是涉及到一種水性工業隔熱塗料。
背景技術：
當今，隨著科學技術的日新月異，在工業化生產中的節約資源、節能減排、生態環保、低碳循環經濟是世界各國經濟發展的趨勢，節能降耗、低碳排放已成為世界各國共同關注的目標。現在隨著各我國工業化進程的快速發展，工業能耗和CO2排放量已達到世界各國前列，而在節能減排技術和措施卻遠遠落後於發達國家。在我國節能行業領域中，工業節能與建築節能相比在配套技術、應用方法、政策導向、推廣力度等方面相對薄弱，一些輸熱管道、熱力設備的熱損耗非常大。雖然大都採用傳統保溫材料進行了外裝防護，但是由於傳統保溫材料的固有性能缺陷，節能效果並不理想，例如巖棉氈吸水性強，一旦吸水後則隔熱性大幅度下降，且外觀差；硬泡聚氨酯材料耐高溫性能差，當溫度> 120°c時，泡沫變軟變形、 熱老化嚴重；傳統無機保溫塗料塗層厚(2-3cm)、塗層粗糙、防水性差、施工周期長、推廣應用困難。儘快研製出一種環保性好、塗料塗層薄(2-3mm)、耐高低溫(-30-200°C )、導熱係數低(< O. 07w/m-k)、隔熱性能強、施工簡便、價格低廉的工業用水性隔熱塗料是本技術領域中當前急需研究解決的課題。

發明內容
本發明的目的在於提供一種具有良好的環保性、塗料塗層薄、耐高低溫、導熱係數低及隔熱性能強的水性工業隔熱塗料。為了達到上述目的，本發明採用以下技術方案一種水性工業隔熱塗料，以水性有機矽樹脂和自交聯丙烯酸乳液為成膜物、以無機空心結構輕質材料為填料，在助劑的配合下，經過常規製備工藝製備成單組份塗料，其中的成分構成如下有機矽乳液30-40彈性丙烯酸乳液10-25去離子水10-25娃藻土10-20空心玻璃微珠8-15矽酸鋁纖維2-5膨脹蛭石2-5膨脹珍珠巖2-5多功能助劑AMP-95O. 1-0. 3分散劑5040O. 3-0. 6消泡劑NXZO. 1-0. 3殺菌劑LXEO. 1-0. 3防閃鏽劑SER-ADFA 179O. 3-0. 5防凍劑乙二醇O. 5-2. O成膜助劑醇脂-12O. 5-1. 2偶聯劑KH-560O. 3-0. 5以上各組分計量單位以質量分數/%計。水性工業隔熱塗料的製備工藝是將去離子水加入攪拌機中，攪拌下加入上述各種助劑、乳液、填料各種成分後，低速攪拌捏合30min，經振動篩過濾出料，塗料呈稠漿狀體。本發明配方成分中粘結樹脂的選擇為了減少輸熱管道及熱力設備的熱能消耗， 作為其保溫隔熱塗層的隔熱塗料，其主要性能應具備(I)低導熱係數(2)耐高、低溫性好；
(3)附著力強；(4)防水抗滲性佳。這就要求選擇的樹脂必須符合上述要求，可通過不同性能的樹脂混配來實現。有機矽樹脂乳液是一種高分子三維交聯化合物，其結構中每4個氧原子就有一個有機基團R取代，成為一種改性石英結構。矽樹脂由三官能矽單元組成，成為一種介於純無機和純有機之間的中間體系，其中無機成分佔80%，因此塗膜呈剛性，導熱係數較小(O. 19w/m.k)，耐高溫性好，防水抗滲性優異，附著力強，但耐低溫柔性差；而自交聯彈性丙烯酸乳液，其Tg為-35°C、MFT為0°C，塗膜具有導熱係數低(O. 06w/m. k)、彈縮性好、耐低溫性優異、防水抗滲性佳、附著力好等優點，但是耐高溫性差本發明將兩種乳液以一定比例混配複合作粘結劑，其比例為有機矽乳液丙烯酸乳液=4 6-5 5，製備出的隔熱塗料既保持了矽樹脂的突出優點，也保持了丙烯酸樹脂的長處，可獲得取長補短、優勢互補之效果。隔熱填料的選擇隔熱就是最大限度地阻止熱量傳遞。因此，阻隔性隔熱材料應具有較小的導熱係數，或由隔熱材料組成的塗層具有較高的熱阻值，要最大限度的降低熱傳導、避免熱對流、減少熱輻射來獲得性能優異的隔熱塗料產品；本發明選擇的隔熱填料以空心玻璃微珠為主，併合理搭配了其他輕質填料。空心玻璃微珠導熱係數極低、孔隙率高、且孔隙尺寸小、閉孔空心結構足夠多，使得孔隙中空氣靜止無對流，提到了塗料的隔熱性能；本發明成分中還摻配了適量的硅藻土，硅藻土是一種含SiO2的礦物，具有獨特有序的微孔結構，孔隙率達到85%以上，彈性模量高、微孔質硬、強度高、耐劃痕性強，且耐酸、防腐、不燃、分散性好，有較強的吸附性和火山灰反應活性，提高隔熱塗料的強度、耐衝擊性、 粘附性。在塗料的配方中，當粘結劑一定的條件下，隔熱填料的添加量決定了塗料的隔熱性能及物理性能，為了兼顧塗料隔熱性、耐高低溫性、附著力及防水性等綜合性能，要選定一個最佳顏基比，即在隔熱塗料乾物質中隔熱填料與樹脂乾物質的質量比，實驗證明塗料中顏基比和塗層厚度是影響塗層隔熱性的主要因素，通過實驗，本發明最終確定的最佳顏基比為6 4，而塗料塗層的最佳厚度為1-3毫米。本發明在民用集中供熱的輸熱管道上進行了應用，由於集中供熱覆蓋面積大、管道路徑長、散熱面積增大，需要供熱爐的輸出溫度大幅度提高，才能保障終端用戶的熱能需求，而常用的輸熱管道是管中管聚氨酯發泡保溫層工藝加工而成，聚氨酯發泡材料雖然具有保溫效果好、耐溫變性好、耐水防腐等優點，但是其耐高溫性差，當管內溫度大於120°C 時，聚氨酯泡沫軟化變形、熱老化加速，保溫效果變差使得使用壽命下降，而在輸熱管外壁包覆一層3mm厚的本發明隔熱塗料，乾燥後再按常規管中管聚氨酯發泡生產工藝加工成保溫管，當管內溫度為150°C時，保溫塗料塗層表面可降低43°C，當管內溫度200°C時，塗料塗層表面溫度降低45°C，這樣既可提高在高溫使用條件下的保溫節能效率，又可延長聚氨酯發泡保溫層的使用壽命。當在工業高溫染缸和高溫反應釜外壁塗覆3mm厚的本發明隔熱塗料後，經過測算，可以節能15%左右。本發明經過檢測，性能如下表 水性工業隔熱塗料的性能
權利要求
1.一種水性工業隔熱塗料，以水性有機矽樹脂和自交聯丙烯酸乳液為成膜物、以無機空心結構輕質材料為填料，在助劑的配合下，經過常規製備工藝製備成單組份塗料，其中的成分構成如下，計量單位以質量分數/%計有機矽乳液30-40彈性丙烯酸乳液10-25去離子水10-25硅藻土10-20空心玻璃微珠8-15矽酸鋁纖維2-5膨脹蛭石2-5膨脹珍珠巖2-5多功能助劑AMP-950.1-0. 3分散劑5040O. 3-0. 6消泡劑NXZO. 1-0. 3殺菌劑LXE0.1-0. 3防閃鏽劑SER-ADFA 179O. 3-0. 5防凍劑乙二醇O. 5-2. O成膜助劑醇脂-120.5-1.2偶聯劑KH-560O. 3-0. 5
2.如權利要求I所述水性工業隔熱塗料的製備方法其特徵在於將去離子水加入攪拌機中，攪拌下加入上述各種助劑、乳液、填料各種成分後，低速攪拌捏合30min，經振動篩過濾出料，塗料呈稠漿狀體。
全文摘要
本發明公開了一種水性工業隔熱塗料，以水性有機矽樹脂和自交聯丙烯酸乳液為成膜物、以無機空心結構輕質材料為填料，在助劑的配合下，經過常規單組份塗料製備工藝製備而成。本發明具有良好的環保性、塗料塗層薄、耐高低溫、導熱係數低及隔熱性能強，廣泛的用於輸熱管道、工業高溫染缸和高溫反應釜外壁的保溫隔熱保護層。
文檔編號C09D7/12GK102585698SQ20121007552
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者劉成樓, 唐國軍 申請人:北京國泰瑞華精藻矽特種材料有限公司