一種耐高溫隔熱保溫塗料及其製備方法與流程

2023-11-07 04:44:32 2

本發明涉及耐高溫隔熱節能防護塗料技術領域，具體涉及一種耐高溫隔熱保溫塗料及其製備方法。

背景技術：

在建築業、機械工業或電子工業等領域，為了美觀常需使用塗料來對基材進行表面處理，或是對所使用的材料賦予某種特性，以特殊塗料形成具有特殊性質的被覆塗層。塗料的基本組成包含染料、耐熱樹脂、溶劑及助劑。

由於環境溫度持續上升及能源損耗問題，隔熱節能己成為一個令人關注的社會問題，隔熱塗料的發展具備高潛力的市場前景。隔熱塗料是加入具有高反射率的填充物，使其形成的塗層具有高反射率，通過降低物體的表面溫度減少熱傳遞，從而降低內部溫度產生隔熱作用。但目前市面多為耐中、高溫塗料但缺乏好的隔熱特性，或是低溫的隔熱塗料，缺乏好的高溫隔熱塗料。一般來說，高溫塗料與基材金屬的高溫熱膨脹係數不能相差太大，會因而影響其附著性，且高分子材料高於400℃很容易產生裂解。

現有技術中，傳統的隔熱保溫材料如巖棉氈、無機保溫砂漿、聚苯泡沫板、發泡聚氨酯等使用的較為廣泛，但是這些傳統的保溫材料的使用必須要達到一定厚度才能有較好的保溫性能，在施工中比較費時費力，施工質量決定著其防水性差，對於戶外還存在著陽光照射容易出現保溫層開裂、滲水，直接影響金屬表面的防腐性能。而使用有機高分子發泡材料做保溫層，其耐燃性較差，存在一定的火災隱患。所以近年來國內外都在研製新型保溫材料來替代傳統的保溫材料。其中，以空心微珠為主要填料開發輕質、薄層、高溫隔熱的納米塗料成為該領域的研究熱點。雖然陸續推出了一些這類保溫材料的製備方法，但是都不是很成熟，還處在研究階段，距離大規模推廣應用還有一定的差距。儘快研製出一種耐高溫、隔熱效果好，附著性能好，抗老化的耐高溫隔熱塗料當前的重要任務。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種耐高溫、隔熱效果好，附著性能好，抗老化的耐高溫隔熱保溫塗料及其製備方法。

為了解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案：

一種耐高溫隔熱保溫塗料，包括如下重量配比的組分：丙烯酸乳液60-80份、有機矽樹脂30-40份、熱固性樹脂20-30份、天然沸石粉10-30份、礦渣棉10-20份、滑石粉5-15份、漂珠3-8份、聚乙烯醇5-10份、羧甲基纖維素2-8份、納米二氧化鈦5-10份、超細空心微珠8-15份、矽酸鋁纖維3-8份和助劑4-10份；

所述助劑包括如下配比的組分：減水劑2-6份、偶聯劑0.5-1.5份、穩泡劑0.2-0.8份和憎水劑0.1-0.5份。

優選的，所述丙烯酸乳液70份、有機矽樹脂35份、熱固性樹脂25份、天然沸石粉20份、礦渣棉15份、滑石粉10份、漂珠5.5份、聚乙烯醇7份、羧甲基纖維素5份、納米二氧化鈦7份、超細空心微珠12份、矽酸鋁纖維5.5份和助劑7份；

所述助劑包括如下配比的組分：減水劑4份、偶聯劑1份、穩泡劑0.5份和憎水劑0.3份。

優選的，熱固性樹脂為水性酚醛樹脂或環氧樹脂。

優選的，所述礦渣棉採用纖維長度為20-50mm長纖維礦渣棉，所述長纖維礦渣棉包括如下重量配比的組分：二氧化矽10-20份、三氧化二鋁8-15份、三氧化二鐵3-10份、氧化鈣2-8份和氧化鎂1-5份。

優選的，所述超細空心微珠的粒徑為100-200μm。

優選的，所述減水劑為木質素磺酸鎂、萘磺酸鹽甲醛縮合物、甲基多萘磺酸鈉中的一種或幾種，所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑和矽烷偶聯劑按照3-5:1的混合物，所述穩泡劑為硬脂酸鋇、月桂酸鋇、亞磷酸三苯酯中的任意一種，所述憎水劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋁或甲基矽酸鈉。

一種耐高溫隔熱保溫塗料的製備方法，包括以下步驟：

（1）按照重量份數稱取各原料；

（2）將天然沸石粉、礦渣棉、滑石粉、漂珠、納米二氧化鈦、超細空心微珠、矽酸鋁纖維加入多級磨盤機中，進行分散混合，得到混合物a；

（3）向混合物a中加入丙烯酸乳液、有機矽樹脂、熱固性樹脂、聚乙烯醇混合均勻，加熱至250-350℃，反應40-60min，得到混合物b；

（4）再向混合物中加入助劑，攪拌均勻後靜置2-4h，得到耐高溫隔熱保溫塗料。

優選的，所述步驟（2）中的多級磨盤機轉速為400-600r/min。

優選的，所述步驟（4）中攪拌均勻條件：以300-400r/min攪拌20-30min。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：本發明的耐高溫隔熱保溫塗料具有耐高溫、隔熱保溫效果好、附著性能好、抗老化性能好等特點，具體情況如下：

（1）本發明的耐高溫隔熱保溫塗料，以丙烯酸乳液、有機矽樹脂、熱固性樹脂為膠粘劑，提高了本發明塗料附著力、耐高溫性能，並通過添加天然沸石粉、礦渣棉、滑石粉、漂珠、納米二氧化鈦、超細空心微珠，能夠產生較好的協同作用，使得本發明的塗料具有優異的耐水性、耐沾汙性、耐久性和隔熱保溫性能，並通過加入羧甲基纖維素和矽酸鋁纖維，增加塗料韌性，防治由於環境溫差劇烈變化產生開裂、脫落等現象；

（2）本發明的耐高溫隔熱保溫塗料、製備工藝簡單，適於工業化生產，實用性強；

（3）本發明耐高溫隔熱保溫塗料導熱係數在0.05-0.07w/（m.k），具有很好的隔熱保溫效果，且防火性能好，可達到a級標準，從而具有較好的耐火性，同時具有抗高低溫衝擊，耐腐蝕、耐候性好等特點。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。

實施例1

一種耐高溫隔熱保溫塗料，包括如下重量配比的組分：丙烯酸乳液70份、有機矽樹脂35份、熱固性樹脂25份、天然沸石粉20份、礦渣棉15份、滑石粉10份、漂珠5.5份、聚乙烯醇7份、羧甲基纖維素5份、納米二氧化鈦7份、超細空心微珠12份、矽酸鋁纖維5.5份和助劑7份；

所述助劑包括如下配比的組分：減水劑4份、偶聯劑1份、穩泡劑0.5份和憎水劑0.3份。

其中，熱固性樹脂為水性酚醛樹脂或環氧樹脂。

其中，所述礦渣棉採用纖維長度為35mm長纖維礦渣棉，所述長纖維礦渣棉包括如下重量配比的組分：二氧化矽15份、三氧化二鋁12份、三氧化二鐵6份、氧化鈣5份和氧化鎂3份。

其中，所述超細空心微珠的粒徑為150μm。

其中，所述減水劑為木質素磺酸鎂、萘磺酸鹽甲醛縮合物、甲基多萘磺酸鈉中的一種或幾種，所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑和矽烷偶聯劑按照4:1的混合物，所述穩泡劑為硬脂酸鋇、月桂酸鋇、亞磷酸三苯酯中的任意一種，所述憎水劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋁或甲基矽酸鈉。

一種耐高溫隔熱保溫塗料的製備方法，包括以下步驟：

（1）按照重量份數稱取各原料；

（2）將天然沸石粉、礦渣棉、滑石粉、漂珠、納米二氧化鈦、超細空心微珠、矽酸鋁纖維加入多級磨盤機中，進行分散混合，得到混合物a；

（3）向混合物a中加入丙烯酸乳液、有機矽樹脂、熱固性樹脂、聚乙烯醇混合均勻，加熱至300℃，反應50min，得到混合物b；

（4）再向混合物中加入助劑，攪拌均勻後靜置3h，得到耐高溫隔熱保溫塗料。

其中，所述步驟（2）中的多級磨盤機轉速為500r/min。

其中，所述步驟（4）中攪拌均勻條件：以350r/min攪拌25min。

實施例2

一種耐高溫隔熱保溫塗料，包括如下重量配比的組分：丙烯酸乳液60份、有機矽樹脂30份、熱固性樹脂20份、天然沸石粉10份、礦渣棉10份、滑石粉5份、漂珠3份、聚乙烯醇5份、羧甲基纖維素2份、納米二氧化鈦5份、超細空心微珠8份、矽酸鋁纖維3份和助劑4份；

所述助劑包括如下配比的組分：減水劑2份、偶聯劑0.5份、穩泡劑0.2份和憎水劑0.1份。

其中，熱固性樹脂為水性酚醛樹脂或環氧樹脂。

其中，所述礦渣棉採用纖維長度為20mm長纖維礦渣棉，所述長纖維礦渣棉包括如下重量配比的組分：二氧化矽10份、三氧化二鋁8份、三氧化二鐵3份、氧化鈣2份和氧化鎂1份。

其中，所述超細空心微珠的粒徑為100μm。

其中，所述減水劑為木質素磺酸鎂、萘磺酸鹽甲醛縮合物、甲基多萘磺酸鈉中的一種或幾種，所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑和矽烷偶聯劑按照3:1的混合物，所述穩泡劑為硬脂酸鋇、月桂酸鋇、亞磷酸三苯酯中的任意一種，所述憎水劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋁或甲基矽酸鈉。

一種耐高溫隔熱保溫塗料的製備方法，包括以下步驟：

（1）按照重量份數稱取各原料；

（2）將天然沸石粉、礦渣棉、滑石粉、漂珠、納米二氧化鈦、超細空心微珠、矽酸鋁纖維加入多級磨盤機中，進行分散混合，得到混合物a；

（3）向混合物a中加入丙烯酸乳液、有機矽樹脂、熱固性樹脂、聚乙烯醇混合均勻，加熱至250℃，反應40min，得到混合物b；

（4）再向混合物中加入助劑，攪拌均勻後靜置2h，得到耐高溫隔熱保溫塗料。

其中，所述步驟（2）中的多級磨盤機轉速為400r/min。

其中，所述步驟（4）中攪拌均勻條件：以300r/min攪拌20min。

實施例3

一種耐高溫隔熱保溫塗料，包括如下重量配比的組分：丙烯酸乳液80份、有機矽樹脂40份、熱固性樹脂30份、天然沸石粉30份、礦渣棉20份、滑石粉15份、漂珠8份、聚乙烯醇10份、羧甲基纖維素8份、納米二氧化鈦10份、超細空心微珠15份、矽酸鋁纖維8份和助劑10份；

所述助劑包括如下配比的組分：減水劑6份、偶聯劑1.5份、穩泡劑0.8份和憎水劑0.5份。

其中，熱固性樹脂為水性酚醛樹脂或環氧樹脂。

其中，所述礦渣棉採用纖維長度為50mm長纖維礦渣棉，所述長纖維礦渣棉包括如下重量配比的組分：二氧化矽20份、三氧化二鋁15份、三氧化二鐵10份、氧化鈣8份和氧化鎂5份。

其中，所述超細空心微珠的粒徑為200μm。

其中，所述減水劑為木質素磺酸鎂、萘磺酸鹽甲醛縮合物、甲基多萘磺酸鈉中的一種或幾種，所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑和矽烷偶聯劑按照5:1的混合物，所述穩泡劑為硬脂酸鋇、月桂酸鋇、亞磷酸三苯酯中的任意一種，所述憎水劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋁或甲基矽酸鈉。

一種耐高溫隔熱保溫塗料的製備方法，包括以下步驟：

（1）按照重量份數稱取各原料；

（2）將天然沸石粉、礦渣棉、滑石粉、漂珠、納米二氧化鈦、超細空心微珠、矽酸鋁纖維加入多級磨盤機中，進行分散混合，得到混合物a；

（3）向混合物a中加入丙烯酸乳液、有機矽樹脂、熱固性樹脂、聚乙烯醇混合均勻，加熱至350℃，反應60min，得到混合物b；

（4）再向混合物中加入助劑，攪拌均勻後靜置4h，得到耐高溫隔熱保溫塗料。

其中，所述步驟（2）中的多級磨盤機轉速為600r/min。

其中，所述步驟（4）中攪拌均勻條件：以400r/min攪拌30min。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本發明思路下的技術方案均屬於本發明的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。