一种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料及其制备方法，该涂料包括有基础液和填料，其中：所述基础液包括有以下占涂料重量百分比的各组分：稀土锆酸盐纳米粉体2～36％、纳米氧化铝分散饱和液6～52％、分散剂0.1～4％、高分子改性水性助剂1～18％；所述填料包括有以下占涂料重量百分比的各组分：氧化锆和氧化铝的微米级混合粉体3～22％。本发明对无机纤维隔热保温材料的超强渗透，实现对纤维单体的修复填充、包覆与结合，形成以无机纤维隔热保温节能材料为骨架、以纳米复合陶瓷颗粒为填充、包覆与结合的立体纳米复合陶瓷保护基体，高效阻隔了高温、高浓度锂和铅气氛(离子或气体)对无机纤维隔热保温材料的渗透腐蚀。
【专利说明】
一种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种涂料，属于纳米复合陶瓷技术领域，尤其是指一种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]无机纤维隔热保温节能材料，是目前用于高温隔热保温节能材料里的一个重要分支，具有质量轻、隔热保温效率高的优点。但是，同时也存在鲜明的缺点:耐高温腐蚀性能不足、致密度(气密性)差、表面强度低不耐高温气流(火焰)冲刷、容量老化(粉末化掉灰)等等。
[0003]鉴于无机纤维隔热保温节能材料的优缺点，目前对该材料的运用，如果是只是普通保温隔热，一般都是直接使用，如果是强腐蚀(尤其高浓度锂和铅气氛同时腐蚀)、气流(火焰)冲刷的隔热保温工况，通常会在无机纤维隔热保温节能材料表面做涂层。如图1、2所示，现有技术中，由于普通涂料仅在无机纤维I表面附着形成一层涂层，涂层疏松堆积，没有形成大量稳定中间相，而且涂料颗粒没有对无机纤维I的缺损部位11进行有效填充和包覆，导致涂料颗粒与无机纤维结合疏松，整体结构疏松，存在结合强度不好、抗热震不佳(冷热后会开裂剥落)、不耐腐蚀等缺陷。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料，该涂料对无机纤维隔热保温材料的超强渗透，实现对纤维单体的修复填充、包覆与结合，形成以无机纤维隔热保温节能材料为骨架、以纳米复合陶瓷颗粒为填充、包覆与结合的立体纳米复合陶瓷保护基体，高效阻隔了高温、高浓度锂和铅气氛(离子或气体)对无机纤维隔热保温材料的渗透腐蚀。
[0005]本发明的另一目的在于提供上述适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料的制备方法。
[0006]为了实现第一个目的，本发明按照以下技术方案实现:
[0007]—种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料，其包括有基础液和填料，其中:
[0008]所述基础液包括有以下占涂料重量百分比的各组分:稀土锆酸盐纳米粉体2?36%、纳米氧化铝分散饱和液6?52%、分散剂0.1?4%、高分子改性水性助剂I?18% ;
[0009]所述填料包括有以下占涂料重量百分比的各组分:氧化锆和氧化铝的微米级混合粉体3?22 %。
[0010]进一步，所述稀土错酸盐纳米粉体的纯度高于99.5%,该纳米粉体的一次粒径D50为38?42纳米，含有氧化乾、氧化铺和氧化給。
[0011 ]进一步，所述纳米氧化铝分散饱和液的纯度高于99.9%，该分散饱和液的一次粒径D50为38?42纳米。
[0012]进一步，所述氧化锆和氧化铝的微米级混合粉体的纯度高于99.5%。
[0013]为了实现第二个目的，本发明按照以下技术方案实现:
[0014]—种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料的制备方法，其包括有以下步骤:
[0015]S1、制备稀土锆酸盐纳米粉体，通过锆铝偶联剂对粉体表面改性后备用；
[0016]S2、制备纳米氧化铝分散饱和液，恒温不间断分散熟化后备用；
[0017]S3、在S2步骤制备好的纳米氧化铝分散饱和液中加入分散剂，后逐步加入SI步骤制备好的稀土锆酸盐纳米粉体，在常温下分散、熟化、稳定，形成稳定的悬浮液浆料；
[0018]S4、在S3步骤制备好的悬浮液浆料中加入高分子改性水性助剂，恒温不间断分散熟化形成基础液；
[0019]S5、在S4步骤制备好的基础液中加入氧化锆和氧化铝的微米级混合粉体，常温下分散均匀，密封熟化后制成纳米复合陶瓷涂料。
[°02°]进一步，所述稀土错酸盐纳米粉体的纯度高于99.5% ,该纳米粉体的一次粒径D50为38?42纳米;所述纳米氧化铝分散饱和液的纯度高于99.9%，该分散饱和液的一次粒径D50为38?42纳米;所述氧化锆和氧化铝的微米级混合粉体的纯度高于99.5%。
[0021]进一步，所述S2步骤中，恒温温度范围为40?60°C;所述S4步骤中，恒温温度范围为 40 ?60 °C。
[0022]进一步，所述S5步骤中，转动速度为400?2500转/分钟，密封熟化48小时。
[0023]本发明与现有技术相比，其有益效果为:
[0024]本发明对无机纤维隔热保温材料的超强渗透，实现对纤维单体的修复填充、包覆与结合，形成以无机纤维隔热保温节能材料为骨架、以纳米复合陶瓷颗粒为填充、包覆与结合的立体纳米复合陶瓷保护基体，高效阻隔了高温、高浓度锂和铅气氛(离子或气体)对无机纤维隔热保温材料的渗透腐蚀;具体为:
[0025]1、使无机纤维隔热保温节能材料更好的适应高温(1300°C，具体耐温取决于无机纤维类型的实际耐温和使用工况)、高浓度锂和铅气氛(离子或气体)的同时腐蚀渗透；
[0026]2、使无机纤维隔热保温节能材料使用寿命更长，至少增加一倍以上使用寿命；
[0027]3、使无机纤维隔热保温节能材料表面强度更强，耐高温气流或火焰直接冲刷；
[0028]4、使无机纤维隔热保温节能材料表面更致密，密封性能更好，一定程度上提高了无机纤维隔热保温节能材料的隔热保温性能，同时显著降低了高浓度锂和铅气氛(离子或气体)对外部部件的腐蚀，减少了锂和铅气氛(离子或气体)对人体的危害以及环境污染。
[0029]为了能更清晰的理解本发明，以下将结合【附图说明】阐述本发明的【具体实施方式】。
【附图说明】
[0030]图1是现有技术涂料和无缺损无机纤维的结合示意图。
[0031 ]图2是现有技术涂料和有缺损无机纤维的结合示意图。
[0032]图3是本发明涂料和无缺损无机纤维的结合示意图。
[0033]图4是本发明涂料和有缺损无机纤维的结合示意图。
【具体实施方式】
[0034]本发明所述适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料，其包括有基础液和填料，其中:所述基础液包括有以下占涂料重量百分比的各组分:稀土锆酸盐纳米粉体2?36 %、纳米氧化铝分散饱和液6?52%、分散剂0.1?4%、高分子改性水性助剂I?18% ;所述填料包括有以下占涂料重量百分比的各组分:氧化锆和氧化铝的微米级混合粉体3?22%。
[0035]进一步，所述稀土错酸盐纳米粉体的纯度高于99.5%,该纳米粉体的一次粒径D50为38?42纳米，含有氧化钇、氧化铈和氧化铪；所述纳米氧化铝分散饱和液的纯度高于99.9%,该分散饱和液的一次粒径D50为38?42纳米;所述氧化锆和氧化铝的微米级混合粉体的纯度高于99.5%。
[0036]上述适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料的制备方法，其包括有以下步骤:S1、制备稀土锆酸盐纳米粉体，通过锆铝偶联剂对粉体表面改性后备用;S2、制备纳米氧化铝分散饱和液，恒温40?60°C条件下不间断分散熟化后备用；S3、在S2步骤制备好的纳米氧化铝分散饱和液中加入分散剂，后逐步加入SI步骤制备好的稀土锆酸盐纳米粉体，在常温下分散、熟化、稳定，形成稳定的悬浮液楽料;S4、在S3步骤制备好的悬浮液楽料中加入高分子改性水性助剂，恒温40?60 °C条件下不间断分散熟化形成基础液;S5、在S4步骤制备好的基础液中加入氧化锆和氧化铝的微米级混合粉体，常温下在转动速度为400?2500转/分钟条件下分散均匀，密封熟化48小时后制成纳米复合陶瓷涂料。
[0037]如图3和4所示，本专利的无机纳米复合陶瓷涂料，是通过高纯度的耐高温稀土锆酸盐纳米粉体与纳米氧化铝分散饱和液配合部分强渗透助剂、分散剂，最后加入微米级高纯的氧化锆和氧化铝粉体分散稳定生产而成。通过其特有的纳米材料特性，普通涂布(刷涂、辊涂、喷涂)在无机纤维2隔热保温节能材料表面，纳米复合陶瓷颗粒渐进式的渗透到无机纤维2制品内部(2mm深度左右为佳)，同时有效渗透到无机纤维隔热保温节能材料的单根无机纤维2的损伤和缺陷部位21进行修复填充，并在无机纤维2单体表面均匀包覆一层纳米复合陶瓷，在纤维单体间通过纳米复合陶瓷结合成立体的保护体，同时在无机纤维隔热保温节能材料表面也会形成一层坚实的纳米复合陶瓷涂层，该涂层与渗透到无机纤维隔热保温节能材料内部的纳米复合陶瓷形成一体，构建起以无机纤维隔热保温节能材料为骨架以纳米复合陶瓷颗粒填充与包覆的立体纳米复合陶瓷纤维保护体，并与无机纤维隔热保温材料表面的纳米复合陶瓷涂层形成全面保护，进而达到高温(1300°C，具体耐温取决于无机纤维类型的实际耐温和使用工况)下双重立体阻隔高浓度锂和铅气氛(离子或气体)对无机纤维隔热保温材料的腐蚀与渗透。
[0038]本发明并不局限于上述【具体实施方式】，如果对本发明的各种改动和变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
【主权项】
1.一种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料，其特征在于:包括有基础液和填料，其中: 所述基础液包括有以下占涂料重量百分比的各组分:稀土锆酸盐纳米粉体2?36%、纳米氧化铝分散饱和液6?52%、分散剂0.1?4%、高分子改性水性助剂I?18% ; 所述填料包括有以下占涂料重量百分比的各组分:氧化锆和氧化铝的微米级混合粉体3?22% ο2.根据权利要求1所述一种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料，其特征在于:所述稀土错酸盐纳米粉体的纯度高于99.5%，该纳米粉体的一次粒径D50为38?42纳米，含有氧化?乙、氧化铺和氧化給。3.根据权利要求1所述一种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料，其特征在于:所述纳米氧化铝分散饱和液的纯度高于99.9%，该分散饱和液的一次粒径D50为38?42纳米。4.根据权利要求1所述一种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料，其特征在于:所述氧化锆和氧化铝的微米级混合粉体的纯度高于99.5%。5.如权利要求1所述一种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料的制备方法，其特征在于包括有以下步骤: 51、制备稀土锆酸盐纳米粉体，通过锆铝偶联剂对粉体表面改性后备用； 52、制备纳米氧化铝分散饱和液，恒温不间断分散熟化后备用； 53、在S2步骤制备好的纳米氧化铝分散饱和液中加入分散剂，后逐步加入SI步骤制备好的稀土锆酸盐纳米粉体，在常温下分散、熟化、稳定，形成稳定的悬浮液浆料； 54、在S3步骤制备好的悬浮液浆料中加入高分子改性水性助剂，恒温不间断分散熟化形成基础液； 55、在S4步骤制备好的基础液中加入氧化锆和氧化铝的微米级混合粉体，常温下分散均匀，密封熟化后制成纳米复合陶瓷涂料。6.根据权利要求5所述一种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料的制备方法，其特征在于:所述稀土错酸盐纳米粉体的纯度高于99.5%，该纳米粉体的一次粒径D50为38?42纳米;所述纳米氧化铝分散饱和液的纯度高于99.9%,该分散饱和液的一次粒径D50为38?42纳米;所述氧化锆和氧化铝的微米级混合粉体的纯度高于99.5%。7.根据权利要求5或6所述一种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料的制备方法，其特征在于:所述S2步骤中，恒温温度范围为40?60°C ;所述S4步骤中，恒温温度范围为40?60Γ。8.根据权利要求7所述一种适用于无机纤维的纳米复合陶瓷涂料的制备方法，其特征在于:所述S5步骤中，转动速度为400?2500转/分钟，密封熟化48小时。
【文档编号】D06M11/45GK105862390SQ201610223913
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】薛国旺, 黄振隆, 阳序运
【申请人】广州亦纳新材料科技有限公司