專利名稱：纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種涂料，尤其涉及一種纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料及其制備方法，屬于保溫材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外耐高溫的隔熱保溫涂料很多，應(yīng)用于高溫設(shè)備(場所)的隔熱涂料一種是以有機(jī)樹脂為基料，填加無機(jī)隔熱填料制成的有機(jī)_無機(jī)復(fù)合涂料，一般耐溫范圍在 300°C以下，這類涂料質(zhì)軟、有彈性或韌性。一種是無機(jī)類涂料，可耐400°C 1300°C的高溫，這類涂料幾乎都是剛性硬質(zhì)的，幾乎沒有韌性，涂膜硬而脆，涂層機(jī)械性能差，易龜裂、 粉化、剝落。如果用于高溫的管道的保溫隔熱，尤其管道需機(jī)械聯(lián)接時，有機(jī)-無機(jī)復(fù)合涂層雖有韌性但因耐溫性能差不適合，無機(jī)涂層雖能耐高溫但因涂膜的脆性，無法承受機(jī)械強(qiáng)大的剪切力而遭到破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所在解決的問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的纖維增強(qiáng)的可長期在400 1200°C環(huán)境下使用，并具有涂層表面強(qiáng)度高、可承受強(qiáng)大的機(jī)械剪切力的隔熱保溫陶瓷涂料及其制備方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)途徑來實(shí)現(xiàn) 涂料采用以下組分及配比
成膜物質(zhì)30 50%，耐高溫填料30 40%，中空微珠10 15%，隔熱纖維2 10%，助劑及溶劑2 8%。所述的成膜物質(zhì)，具體選自環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、酚醛樹脂、無機(jī)耐高溫膠之一或兩種物質(zhì)的組合。所述的耐高溫填料為鈦白粉、硅酸鋁、膨潤土、滑石粉、高嶺土、重鈣、云母粉、氣相二氧化硅粉、氧化鋯、氧化鋅、氧化鋁、膨脹珍珠巖、蛭石粉、硅藻土中幾種物質(zhì)的組合。所述的中空陶瓷微珠為空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠之一，顆粒直徑要求在 0.01-400微米范圍內(nèi)。所述的隔熱纖維為碳纖維、玻璃纖維、氧化鋁纖維、硅酸鋁纖維、硅酸鋁纖維棉中一種或幾種物質(zhì)的組合。所述的助劑及溶劑為分散劑、消泡劑、增稠劑、多功能調(diào)節(jié)劑、偶聯(lián)劑、稀釋劑。其中分散劑為SN-DISPERSANT5027聚羧酸鈉鹽型分散劑，消泡劑為GEORGE G7硅酮類消泡齊U，增稠劑為S-936改性堿溶脹型增稠劑，多功能調(diào)節(jié)劑為AMP-5多功能助劑，偶聯(lián)劑為 Ν-β-(氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷，稀釋劑為環(huán)氧氯丙烷。以上助劑均可在市場中買到，其規(guī)格符合化工標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料的制備方法如下 (1)按比例將各種分散劑、消泡劑加入到反應(yīng)釜中混合，攪拌均勻；(2)按比例將各種耐高溫填料加入到反應(yīng)釜中，高速攪拌，同時加入偶聯(lián)劑，攪拌均勻， 制成料漿；加入多功能調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)料漿PH值為8 10 ；
(3)在料漿中加入纖維，高速攪拌和藍(lán)式研磨，使纖維在料漿中均勻分散； 加入成膜物質(zhì)，加入偶聯(lián)劑、稀釋劑或增稠劑，調(diào)整料漿至合適的粘稠度；
(4)加入中空微珠，低速攪拌，混合均勻，制得纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料，采用隔熱纖維作為增強(qiáng)物質(zhì)，當(dāng)涂料在混合時一部分纖維呈分散狀態(tài)對涂層起增強(qiáng)作用，另一部分形成團(tuán)狀，由于纖維本身導(dǎo)熱系數(shù)低，所以當(dāng)熱流遇到團(tuán)狀的纖維時，在涂層中會出現(xiàn)分流，使熱流在涂層中的傳遞路徑就長并就復(fù)雜，導(dǎo)致涂層的傳熱性能下降，可以有效地阻隔熱的傳導(dǎo)。涂層的導(dǎo)熱系數(shù)為 0. 0057W/M. K。2、本發(fā)明采用獨(dú)特的成膜物質(zhì)，使涂料的結(jié)合力可達(dá)2500牛頓以上，而且一次成型厚度可達(dá)4 6mm，且涂層表面強(qiáng)度高，可承受強(qiáng)大的機(jī)械剪切力。3、本發(fā)明以中空微珠作為隔熱填料，由于空心微珠具有中空體輕、熱容量低，導(dǎo)熱系數(shù)小，能夠強(qiáng)烈地反射光波，可在涂層內(nèi)形成真空腔體群；金紅石型鈦白粉也具有對可見光所有波長強(qiáng)烈的散射作用；而云母粉和滑石粉可形成層狀的物質(zhì)，同時選用了硅酸鋁及高嶺土作為填充料，可夾在空心微珠的間隙中。這些填料在300°C以上形成涂層時，涂層發(fā)生物理、化學(xué)變化，形成很多微小的蜂窩結(jié)構(gòu)，蜂窩內(nèi)處于真空或半真空狀態(tài)，阻擋熱分子的流動，從而構(gòu)成了理想的熱屏障層。本發(fā)明纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料應(yīng)用范圍廣泛，可用于熱力輸送管道的保溫、冶金用各種高溫爐體、高溫閥門，石油采油的熱蒸汽注汽管、化工行業(yè)的高溫液體傳輸管道等。尤其適用于需抵抗強(qiáng)大機(jī)械剪切力與抗沖擊力的場所。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
1、按下述重量比稱取各原料
環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂35%，氧化鋯10%，鈦白粉10%，重鈣10%，硅酸鋁5%，膨潤土 4%，消泡劑與分散劑1%，偶聯(lián)劑2%，中空玻璃微珠10%，陶瓷纖維10%，稀釋劑或增稠劑3%。2、采用以上配比制備纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料的方法如下
將消泡劑與分散劑按比例加入反應(yīng)釜中混合，攪拌均勻；依次加入氧化鋯、鈦白粉、重鈣、硅酸鋁、膨潤土，加入偶聯(lián)劑，攪拌均勻，制成料漿，調(diào)整料漿PH值為8 10。在料漿中加入陶瓷纖維，進(jìn)行高速攪拌與藍(lán)式研磨，使陶瓷纖維在料漿中均勻分散；加入環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂的混合物，加入稀釋劑或增稠劑，調(diào)整料漿至合適的粘稠度；加入中空玻璃微珠， 低速攪拌，混合均勻，制得纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料。實(shí)施例2
1、按下述重量比稱取各原料
有機(jī)硅樹脂與無機(jī)高溫膠40%，硅酸鋁8%，滑石粉8%，氧化鋁4%，膨脹珍珠巖2%，氧化鋅 6%、硅藻土 5. 5%，中空玻璃微珠8%，玻璃纖維15%，分散劑與消泡劑1. 5%，偶聯(lián)劑2%。2、采用以上配比制備纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料的方法如下將消泡劑與分散劑按比例加入反應(yīng)釜中混合，攪拌均勻；依次加入硅酸鋁、滑石粉、氧化鋁、膨脹珍珠巖、氧化鋅、硅藻土，加入偶聯(lián)劑，攪拌均勻，制成料漿；在料漿中加入玻璃纖維，進(jìn)行高速攪拌與藍(lán)式研磨，使玻璃纖維在料漿中均勻分散；加入有機(jī)硅樹脂與無機(jī)高溫膠的混合物，加入稀釋劑或增稠劑，調(diào)整料漿至合適的粘稠度；加入中空玻璃微珠，低速攪拌，混合均勻，制得纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料。實(shí)施例3
1、按下述重量比稱取各原料
無機(jī)高溫膠35%，氧化鋯5%，鈦白粉10%，硅酸鋁10%，云母粉10%，膨潤土 4%，氧化鋁6%， 中空陶瓷微珠10%，碳纖維5%，消泡劑3%，偶聯(lián)劑2%。2、采用以上配比制備纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料的方法如下
將消泡劑與分散劑按比例加入反應(yīng)釜中混合，攪拌均勻；依次加入氧化鋯、鈦白粉、硅酸鋁、云母粉、膨潤土、氧化鋁，加入偶聯(lián)劑，攪拌均勻，制成料漿；在料漿中加入碳纖維，進(jìn)行高速攪拌與藍(lán)式研磨，使碳纖維在料漿中均勻分散；加入無機(jī)高溫膠與稀釋劑或增稠劑， 調(diào)整料漿至合適的粘稠度；加入中空陶瓷微珠，低速攪拌，混合均勻，制得纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料。3、對本發(fā)明的實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3進(jìn)行耐高溫的隔熱性能測試。測試方法采用國際SY/T5324-94的測試方法。將涂料均勻地涂覆于高溫管道的外壁，涂覆厚度為 6_，管道內(nèi)部溫度為350°C。本發(fā)明涂料耐高溫隔熱保溫測試結(jié)果
實(shí)施例1:保溫6mm后高溫管道外壁的溫度56°C，導(dǎo)熱系數(shù)0.00572。實(shí)施例2:保溫6mm后高溫管道外壁的溫度58 °C，導(dǎo)熱系數(shù)0. 00573。實(shí)施例3:保溫6mm后高溫管道外壁的溫度57 °C，導(dǎo)熱系數(shù)0. 00572。
權(quán)利要求
1.纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料，其特征在于，原料由如下重量百分比組成成膜物質(zhì)30 50%，耐高溫填料30 40%，中空微珠10 15%，隔熱纖維2 5%，助劑及溶劑8 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料，其特征在于，所述的耐高溫填料選自云母粉、鈦白粉、硅酸鋁、膨潤土、滑石粉、高嶺土、重鈣、氣相二氧化硅粉、硅藻土、蛭石粉、膨脹珍珠巖、氧化鋯、氧化鋅、氧化鋁中的一種或幾種的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫涂料，其特征在于所述的中空微珠選自空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠，是顆粒直徑0. 01-400微米的中空圓形微球。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫涂料，其特征在于所述的隔熱纖維為碳纖維、玻璃纖維、氧化鋁纖維、硅酸鋁纖維、硅酸鋁纖維棉中的一種或幾種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫涂料，其特征在于所述的助劑及溶齊U為分散劑、消泡劑、偶聯(lián)劑、多功能調(diào)節(jié)劑、稀釋劑、增稠劑中的一種或幾種的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫涂料，其特征在于所述的步驟如下按比例將各種分散劑、消泡劑加入到反應(yīng)釜中混合，攪拌均勻；(1)按比例將各種耐高溫填料加入到反應(yīng)釜中，高速攪拌，同時加入偶聯(lián)劑，攪拌均勻， 制成料漿；加入多功能調(diào)節(jié)劑，調(diào)節(jié)料漿PH值為8 10 ；(2)在料漿中加入纖維，高速攪拌和藍(lán)式研磨，使纖維在料漿中均勻分散；(3)加入成膜物質(zhì)，加入偶聯(lián)劑、稀釋劑或增稠劑，調(diào)整料漿至合適的粘稠度；(4)加入中空微珠，低速攪拌，混合均勻，制得纖維增強(qiáng)耐高溫隔熱保溫陶瓷涂料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種耐高溫隔熱保溫涂料及其制備方法，該涂料由以下重量百分比的原料制成成膜物質(zhì)30～50%，耐高溫填料30～40%，中空微珠10～15%，隔熱纖維2～5%，助劑及溶劑2～8%。本發(fā)明的涂料兼具有機(jī)涂料的韌性和無機(jī)涂料的剛性及硬度，涂層附著力好，可長期在400℃～1200℃高溫下使用，耐化學(xué)試劑、耐酸堿性、耐油性。涂膜表面強(qiáng)度高，當(dāng)高溫管道的需機(jī)械聯(lián)接時，涂膜可承受強(qiáng)大的剪切力而不被破壞。該涂料保溫性能優(yōu)異，在350℃的管道外涂覆4-6mm厚的本發(fā)明涂料，管道表面溫度可降至100℃以下。可廣泛應(yīng)用高溫蒸汽管道、冶金高溫爐、高溫閥門、高溫容器的內(nèi)外表面等設(shè)備的耐熱保護(hù)。
文檔編號C09D161/06GK102464933SQ20101054777
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者魏麗 申請人:沈陽理工大學(xué)