本发明涉及工业涂料领域，具体涉及一种纳米复合保温涂料及其制备方法。
背景技术：
在石油化工、纺织印染、冶金工业等领域的生产中会用到热流传输管道、窑炉、高温阀门、部件等设备，这些管道设备具有较高的温度，需要在进行保温隔热，减少热量损失，同时防止操作人员烫伤。目前常用的保温措施有两种，一种是采用岩棉包裹，外加铁皮的方式，这种保温方式随着时间的增加，岩棉由于重力原因会逐渐下沉，与需保温的部件脱离，失去保温效果。同时这种岩棉加铁皮的保温方式，其导热系数较高，一般都在0.1W/(m·K)以上，保温效率低，保温层很厚。铁皮的包裹受周围环境影响，安装不便，如遇检修，则需要全部拆除后重新包裹。现有的另外一种保温方式是采用硅酸铝保温涂料，目前市场上的产品多采用石棉或岩棉与珍珠岩混合，并加入一些黏接剂制成。这类保温涂料的导热系数高，在0.08-0.1W/(m·K)，保温效率低。由于此类涂料的流挂性、延展性不好，几乎无法涂抹，施工不方便，只能用手堆积上去，导致涂层不均匀。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明的一种纳米复合保温涂料及其制备方法。
技术实现要素：
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种纳米复合保温涂料，包括分散介质和分散相，所述分散介质和分散相之间的质量比为1-1.5:1；
所述分散介质按质量份计含有：耐高温纤维5-12份，表面活性剂0.5-1.5份，增稠剂0.5-1.5份，粘结剂3-9份和水70-90份；
所述分散相按质量份计含有：遮光粉10-20份，真空隔热粉45-83份，微硅粉2-10份。
较佳的，所述真空隔热粉按质量份计含有：真空陶瓷微珠30-50份，玻化微珠5-18份和气相二氧化硅10-15份。
较佳的，所述真空陶瓷微珠的粒径是1-120um，所述玻化微珠的粒径是300-600um，所述气相二氧化硅的粒径是7-40nm。
较佳的，所述遮光粉的粒径是10-400nm。。
较佳的，所述遮光粉是钛白粉和/或碳化硅粉。
较佳的，所述粘结剂包括聚丙烯酰胺、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚。
较佳的，所述耐高温纤维是碳纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维和硅酸铝纤维中的一种或几种的组合。
较佳的，所述表面活性剂是月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐和丁二酸二异辛酯磺酸钠。
较佳的，所述增稠剂是甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素和羟甲基纤维素钠中的一种或多种的混合。
一种制备纳米复合保温涂料的方法，包括以下步骤：
第一步骤：按质量组分将水、表面活性剂、增稠剂、粘结剂和耐高温纤维混合，搅拌至所述耐高温纤维分散均匀，制成浆料。
第二步骤：按质量组分将遮光粉、真空隔热粉和微硅粉混合，搅拌均匀，制成粉料。
第三步骤：将所述粉料加入到浆料中，浆料和粉料之间的质量比为1-1.5:1，搅拌均匀。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：
1，纳米复合保温涂料以真空隔热粉和对红外光波具有屏蔽作用的遮光粉作为隔热功能材料，以耐高温纤维作为增强材料，加入用以增强流动性、强化无机粉体间融合能力的功能性填料，添加具有延展性、防沉降、防挂流等功能的助剂，制备而成具有高温隔热功能，且涂抹性能优良的复合涂料。
2，真空隔热粉是空心球型颗粒，选用不同粒径的真空隔热粉进行级配，涂料涂抹后空心球型颗粒相互挤压填充，可以形成真空墙结构的隔热层，用以阻止热量的传递，空隙率小，提高隔热性能。
3，根据维恩位移定律，最大光谱辐射力的波长与温度的关系：λmT＝2.9×10-3m.K，计算出不同温度下的红外辐射的波长，确认波长范围，选择粒径与红外辐射波长相应的钛白粉或碳化硅粉，达到遮光和消光的作用，减少热量损失。
4，微硅粉本身的导热系数低，它与无机粉体具有良好的相融性，可提高涂料的可涂抹性能，使涂抹更顺滑。
5，表面活性剂具有分散性，增稠剂具有一定的粘度，两者的联合作用，使耐高温纤维得到良好的分散。
6，聚丙烯酰胺,用于粘结粉体颗粒。羟丙基甲基纤维素溶于水中，具有高粘的特性，同时还能够提高涂抹性，延长可操作时间，其还具有保水性，使涂料不会由于干燥太快而表面开裂，增强涂层硬化后的强度。淀粉醚能够快速增稠，用于提高材料自身抗下垂的能力，提高涂料的抗挂流能力。
7，涂料选用水作为溶剂，施工更加方便，减少VOC排放，更加安全环保。
具体实施方式
以下对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例1
本实施例纳米复合保温涂料，包括分散介质和分散相，分散介质和分散相之间的质量比为1-1.5:1。
分散介质按质量份计含有：耐高温纤维5-12份，表面活性剂0.5-1.5份，增稠剂0.5-1.5份，粘结剂3-9份和水70-90份。其中粘结剂包括聚丙烯酰胺、羟丙基甲基纤维素和淀粉醚。耐高温纤维是碳纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维和硅酸铝纤维中的一种或几种的组合。表面活性剂是月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐和/或丁二酸二异辛酯磺酸钠。增稠剂是甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素和羟甲基纤维素钠中的一种或多种的混合。
分散相按质量份计含有：粒径10-400nm的遮光粉10-20份，粒径1-120um的真空陶瓷微珠30-50份，粒径300-600um的玻化微珠5-18份，粒径7-40nm的气相二氧化硅10-15份，微硅粉2-10份。
分散介质中表面活性剂具有分散性，增稠剂具有一定的粘度，两者的联合作用，使耐高温纤维得到良好的分散。聚丙烯酰胺,用于粘结粉体颗粒。羟丙基甲基纤维素溶于水中，具有高粘的特性，同时还能够提高涂抹性，延长可操作时间，其还具有保水性，使涂料不会由于干燥太快而表面开裂，增强涂层硬化后的强度。淀粉醚能够快速增稠，用于提高材料自身抗下垂的能力，提高涂料的抗挂流能力。
分散相中真空隔热粉是空心球型颗粒，选用不同粒径的真空隔热粉进行级配，涂料涂抹后空心球型颗粒相互挤压填充，可以形成真空墙结构的隔热层，用以阻止热量的传递，空隙率小，提高隔热性能。遮光粉的粒径根据维恩位移定律计算得到，能够阻隔红外辐射，起到保温的作用。
本实施例的纳米复合保温涂料制备方法如下：
第一步骤：浆料制备，取70-90份的水，加入0.5-1.5份增稠剂溶解；加入5-12份耐高温纤维浸泡20min，然后搅拌30min；再加入0.5-1.5份表面活性剂搅拌20min，直到耐高温纤维在溶液中完全均匀地分散；加入3-9份粘结剂搅拌溶解。
第二步骤：粉料制备，将10-20份遮光粉、30-50份真空陶瓷微珠、5-18份玻化微珠、10-15份气相二氧化硅、2-10份微硅粉混合，加入到粉体混合机中，低速分散均匀。
第三步骤：按质量比浆料：粉料＝1.0-1.5：1将粉料加入到浆料中，低速搅拌，边搅拌边加入粉料，直到分散均匀。
实施例2
本实施例与上述事实例不同之处在于，本实施例纳米复合保温涂料，包括分散介质和分散相，分散介质和分散相之间的质量比为1:1。
分散介质按质量份计含有：碳纤维5份，月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐0.4份，丁二酸二异辛酯磺酸钠0.1份，甲基纤维素0.5份，聚丙烯酰胺0.5份，羟丙基甲基纤维素2份，淀粉醚0.5份，水70份。
分散相按质量份计含有：钛白粉10份，真空陶瓷微珠30份，玻化微珠5份，气相二氧化硅10份，微硅粉2份。
本实施例的纳米复合保温涂料制备方法如下：
第一步骤：浆料制备，取70份的水，加入0.5份甲基纤维素、0.4份月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐和0.1份丁二酸二异辛酯磺酸钠搅拌20min溶解；加入5份碳纤维浸泡20min，然后搅拌30min；直到纤维在溶液中完全均匀地分散；加入0.5份聚丙烯酰胺、2份羟丙基甲基纤维素和0.5份淀粉醚搅拌溶解。
第二步骤：粉料制备，将10份钛白粉、30份真空陶瓷微珠、5份玻化微珠、10份气相二氧化硅、2份微硅粉混合，加入到粉体混合机中，低速分散均匀。
第三步骤：按质量比浆料：粉料＝1：1将粉料加入到浆料中，低速搅拌，边搅拌边加入粉料，直到分散均匀。
实施例3
本实施例与上述事实例不同之处在于，本实施例纳米复合保温涂料，包括分散介质和分散相，分散介质和分散相之间的质量比为1.5:1。
分散介质按质量份计含有：硅酸铝纤维12，月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐1份，丁二酸二异辛酯磺酸钠0.5份，羟乙基纤维素1.5份，聚丙烯酰胺2份，羟丙基甲基纤维素6份，淀粉醚1份，水90份。
分散相按质量份计含有：碳化硅粉20份，真空陶瓷微珠50份，玻化微珠18份，气相二氧化硅15份，微硅粉10份。
本实施例的纳米复合保温涂料制备方法如下：
第一步骤：浆料制备，取90份的水，加入6份羟丙基甲基纤维素、1份月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐和0.5份丁二酸二异辛酯磺酸钠搅拌20min溶解；加入12份硅酸铝纤维浸泡20min，然后搅拌30min；直到纤维在溶液中完全均匀地分散；加入2份聚丙烯酰胺、6份羟丙基甲基纤维素和1份淀粉醚搅拌溶解。
第二步骤：粉料制备，将20份碳化硅粉、50份真空陶瓷微珠、18份玻化微珠、15份气相二氧化硅、5份微硅粉混合，加入到粉体混合机中，低速分散均匀。
第三步骤：按质量比浆料：粉料＝1.5：1将粉料加入到浆料中，低速搅拌，边搅拌边加入粉料，直到分散均匀。
实施例4
本实施例与上述事实例不同之处在于，本实施例纳米复合保温涂料，包括分散介质和分散相，分散介质和分散相之间的质量比为1.1:1。
分散介质按质量份计含有：氧化铝纤维7份，月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐0.9份，丁二酸二异辛酯磺酸钠0.2份，羟甲基纤维素1份，聚丙烯酰胺0.7份，羟丙基甲基纤维素2.5份，淀粉醚0.8份，水80份。
分散相按质量份计含有：钛白粉13份，真空陶瓷微珠36份，玻化微珠6份，气相二氧化硅14份，微硅粉8份。
本实施例的纳米复合保温涂料制备方法如下：
第一步骤：浆料制备，将水、表面活性剂、增稠剂和耐高温纤维按上述质量份混合搅拌，直到纤维在溶液中完全均匀地分散；加入粘结剂搅拌溶解。
第二步骤：粉料制备，将分散相按上述质量份加入到粉体混合机中，低速分散均匀。
第三步骤：按质量比浆料：粉料＝1.1：1将粉料加入到浆料中，低速搅拌，边搅拌边加入粉料，直到分散均匀。
实施例5
本实施例与上述事实例不同之处在于，本实施例纳米复合保温涂料，包括分散介质和分散相，分散介质和分散相之间的质量比为1.2:1。
分散介质按质量份计含有：玻璃纤维9份，月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐0.7份，丁二酸二异辛酯磺酸钠0.3份，羟甲基纤维素钠1.2份，聚丙烯酰胺1.8份，羟丙基甲基纤维素3份，淀粉醚0.9份，水72份。
分散相按质量份计含有：钛白粉16份，真空陶瓷微珠38份，玻化微珠7份，气相二氧化硅13份，微硅粉7份。
本实施例的纳米复合保温涂料制备方法如下：
第一步骤：浆料制备，将水、表面活性剂、增稠剂和耐高温纤维按上述质量份混合搅拌，直到纤维在溶液中完全均匀地分散；加入粘结剂搅拌溶解。
第二步骤：粉料制备，将分散相按上述质量份加入到粉体混合机中，低速分散均匀。
第三步骤：按质量比浆料：粉料＝1.2：1将粉料加入到浆料中，低速搅拌，边搅拌边加入粉料，直到分散均匀。
实施例6
本实施例与上述事实例不同之处在于，本实施例纳米复合保温涂料，包括分散介质和分散相，分散介质和分散相之间的质量比为1.3:1。
分散介质按质量份计含有：硅酸铝纤维8份，碳纤维4份，月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐0.5份，丁二酸二异辛酯磺酸钠0.4份，甲基纤维素1份，羟丙基甲基纤维素0.5份，聚丙烯酰胺0.9份，羟乙基纤维素3.5份，淀粉醚0.7份，水74份。
分散相按质量份计含有：钛白粉20份，真空陶瓷微珠42份，玻化微珠10份，气相二氧化硅12份，微硅粉9份。
本实施例的纳米复合保温涂料制备方法如下：
第一步骤：浆料制备，将水、表面活性剂、增稠剂和耐高温纤维按上述质量份混合搅拌，直到纤维在溶液中完全均匀地分散；加入粘结剂搅拌溶解。
第二步骤：粉料制备，将分散相按上述质量份加入到粉体混合机中，低速分散均匀。
第三步骤：按质量比浆料：粉料＝1.3：1将粉料加入到浆料中，低速搅拌，边搅拌边加入粉料，直到分散均匀。
实施例7
本实施例与上述事实例不同之处在于，本实施例纳米复合保温涂料，包括分散介质和分散相，分散介质和分散相之间的质量比为1.4:1。
分散介质按质量份计含有：氧化铝纤维2份，玻璃纤维3份，月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐0.8份，丁二酸二异辛酯磺酸钠0.5份，羟甲基纤维素0.8份，聚丙烯酰胺1.6份，羟丙基甲基纤维素4份，淀粉醚0.6份，水76份。
分散相按质量份计含有：碳化硅粉14份，真空陶瓷微珠48份，玻化微珠15份，气相二氧化硅11份，微硅粉4份。
本实施例的纳米复合保温涂料制备方法如下：
第一步骤：浆料制备，将水、表面活性剂、增稠剂和耐高温纤维按上述质量份混合搅拌，直到纤维在溶液中完全均匀地分散；加入粘结剂搅拌溶解。
第二步骤：粉料制备，将分散相按上述质量份加入到粉体混合机中，低速分散均匀。
第三步骤：按质量比浆料：粉料＝1.4：1将粉料加入到浆料中，低速搅拌，边搅拌边加入粉料，直到分散均匀。
实施例8
本实施例与上述事实例不同之处在于，本实施例纳米复合保温涂料，包括分散介质和分散相，分散介质和分散相之间的质量比为1.5:1。
分散介质按质量份计含有：硅酸铝纤维5份，氧化铝纤维6份，月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐0.6份，丁二酸二异辛酯磺酸钠0.4份，甲基纤维素0.4份，羟甲基纤维素钠0.1份，聚丙烯酰胺1.1份，羟丙基甲基纤维素4.5份，淀粉醚0.5份，水78份。
分散相按质量份计含有：碳化硅粉18份，真空陶瓷微珠31份，玻化微珠13份，气相二氧化硅13份，微硅粉3份。
本实施例的纳米复合保温涂料制备方法如下：
第一步骤：浆料制备，将水、表面活性剂、增稠剂和耐高温纤维按上述质量份混合搅拌，直到纤维在溶液中完全均匀地分散；加入粘结剂搅拌溶解。
第二步骤：粉料制备，将分散相按上述质量份加入到粉体混合机中，低速分散均匀。
第三步骤：按质量比浆料：粉料＝1.5：1将粉料加入到浆料中，低速搅拌，边搅拌边加入粉料，直到分散均匀。
实施例9
本实施例与上述事实例不同之处在于，本实施例纳米复合保温涂料，包括分散介质和分散相，分散介质和分散相之间的质量比为1.4:1。
分散介质按质量份计含有：玻璃纤维2份，硅酸铝纤维7份，月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐0.8份，丁二酸二异辛酯磺酸钠0.2份，甲基纤维素0.6份，聚丙烯酰胺1.4份，羟丙基甲基纤维素5份，淀粉醚1份，水88份。
分散相按质量份计含有：碳化硅粉10份，真空陶瓷微珠35份，玻化微珠17份，气相二氧化硅14份，微硅粉5份。
本实施例的纳米复合保温涂料制备方法如下：
第一步骤：浆料制备，将水、表面活性剂、增稠剂和耐高温纤维按上述质量份混合搅拌，直到纤维在溶液中完全均匀地分散；加入粘结剂搅拌溶解。
第二步骤：粉料制备，将分散相按上述质量份加入到粉体混合机中，低速分散均匀。
第三步骤：按质量比浆料：粉料＝1.4：1将粉料加入到浆料中，低速搅拌，边搅拌边加入粉料，直到分散均匀。
实施例10
本实施例与上述事实例不同之处在于，本实施例纳米复合保温涂料，包括分散介质和分散相，分散介质和分散相之间的质量比为1.3:1。
分散介质按质量份计含有：碳纤维10份，玻璃纤维1份，月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐0.5份，丁二酸二异辛酯磺酸钠0.6份，羟甲基纤维素0.6份，羟甲基纤维素钠0.6份，聚丙烯酰胺1.5份，羟丙基甲基纤维素5.5份，淀粉醚0.7份，水86份。
分散相按质量份计含有：碳化硅粉6份，钛白粉7份，真空陶瓷微珠45份，玻化微珠8份，气相二氧化硅15份，微硅粉2份。
本实施例的纳米复合保温涂料制备方法如下：
第一步骤：浆料制备，将水、表面活性剂、增稠剂和耐高温纤维按上述质量份混合搅拌，直到纤维在溶液中完全均匀地分散；加入粘结剂搅拌溶解。
第二步骤：粉料制备，将分散相按上述质量份加入到粉体混合机中，低速分散均匀。
第三步骤：按质量比浆料：粉料＝1.3：1将粉料加入到浆料中，低速搅拌，边搅拌边加入粉料，直到分散均匀。
实施例11
本实施例与上述事实例不同之处在于，本实施例纳米复合保温涂料，包括分散介质和分散相，分散介质和分散相之间的质量比为1.2:1。
分散介质按质量份计含有：氧化铝纤维5份，碳纤维3份，月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐0.4份，丁二酸二异辛酯磺酸钠0.1份，羟乙基纤维素0.3份，羟甲基纤维素钠0.7份，聚丙烯酰胺0.8份，羟丙基甲基纤维素3.6份，淀粉醚0.9份，水84份。
分散相按质量份计含有：碳化硅粉9份，钛白粉8份，真空陶瓷微珠39份，玻化微珠9份，气相二氧化硅11份，微硅粉6份。
本实施例的纳米复合保温涂料制备方法如下：
第一步骤：浆料制备，将水、表面活性剂、增稠剂和耐高温纤维按上述质量份混合搅拌，直到纤维在溶液中完全均匀地分散；加入粘结剂搅拌溶解。
第二步骤：粉料制备，将分散相按上述质量份加入到粉体混合机中，低速分散均匀。
第三步骤：按质量比浆料：粉料＝1.2：1将粉料加入到浆料中，低速搅拌，边搅拌边加入粉料，直到分散均匀。
实施例12
本实施例与上述事实例不同之处在于，本实施例纳米复合保温涂料，包括分散介质和分散相，分散介质和分散相之间的质量比为1.1:1。
分散介质按质量份计含有：硅酸铝纤维6份，月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐0.7份，丁二酸二异辛酯磺酸钠0.5份，甲基纤维素1.2份，羟甲基纤维素0.2份，聚丙烯酰胺1.7份，羟丙基甲基纤维素4.2份，淀粉醚0.6份，水82份。
分散相按质量份计含有：碳化硅粉5份，钛白粉10份，真空陶瓷微珠46份，玻化微珠10份，气相二氧化硅10份，微硅粉8份。
本实施例的纳米复合保温涂料制备方法如下：
第一步骤：浆料制备，将水、表面活性剂、增稠剂和耐高温纤维按上述质量份混合搅拌，直到纤维在溶液中完全均匀地分散；加入粘结剂搅拌溶解。
第二步骤：粉料制备，将分散相按上述质量份加入到粉体混合机中，低速分散均匀。
第三步骤：按质量比浆料：粉料＝1.1：1将粉料加入到浆料中，低速搅拌，边搅拌边加入粉料，直到分散均匀。
实施例13
本实施例与上述事实例不同之处在于，本实施例纳米复合保温涂料，包括分散介质和分散相，分散介质和分散相之间的质量比为1:1。
分散介质按质量份计含有：硅酸铝纤维11份，月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单脂二钠盐0.6份，丁二酸二异辛酯磺酸钠0.3份，羟甲基纤维素0.8份，羟乙基纤维素1.3份，羟甲基纤维素5.3份，聚丙烯酰胺0.8份，羟丙基甲基纤维素4.2份，淀粉醚0.6份，水90份。
分散相按质量份计含有：碳化硅粉3份，钛白粉15份，真空陶瓷微珠44份，玻化微珠16份，气相二氧化硅12份，微硅粉10份。
本实施例的纳米复合保温涂料制备方法如下：
第一步骤：浆料制备，将水、表面活性剂、增稠剂和耐高温纤维按上述质量份混合搅拌，直到纤维在溶液中完全均匀地分散；加入粘结剂搅拌溶解。
第二步骤：粉料制备，将分散相按上述质量份加入到粉体混合机中，低速分散均匀。
第三步骤：按质量比浆料：粉料＝1：1将粉料加入到浆料中，低速搅拌，边搅拌边加入粉料，直到分散均匀。
实验例
将本发明纳米复合保温涂料涂抹在基材上，将基材升温到100-700℃，测试不同厚度涂层的表面温度，以下为实验结果：
实验证明涂层外温度远低于基材温度，随涂层厚度增加，涂层外温度降低，本发明纳米复合保温涂料能够有效隔热保温。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。