工业隔热涂料及其制备方法、应用与流程

1.本发明涉及隔热涂料的技术领域，尤其是涉及一种工业隔热涂料及其制备方法、应用。


背景技术：

2.工业生产上的保温措施如果依靠厚度大的保温块材，那么就会占据大量的空间，极大地提高生产成本，因此，具有隔热保温功能的工业涂料就应运而生，其使用于储罐、管道以及导管等设备上时，不仅具有出色的隔热保温效果，而且方便简捷、不占据大量空间，生产成本低。
3.然而，传统的具有隔热保温功能的工业涂料所形成的隔热保温涂层往往不具备伸缩弹性，当反应釜冷热切换时，就会容易导致保温涂层的脆裂，影响使用效果；而且，工业反应釜中的化学反应有些需要在高温下进行，因此反应釜的温度往往在200℃以上，这就造成了大部分有机保温材料的分解，失去保温作用。
4.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明的目的之一在于提供一种工业隔热涂料，喷涂或刷涂在反应釜内外壁后可以有效隔绝热量外溢，具有出色的隔热保温功能。
6.本发明的目的之二在于提供一种工业隔热涂料的制备方法，工艺简单且高效。
7.本发明的目的之三在于提供一种工业隔热涂料的应用，能够起到出色的隔热保温功能，具有突出的应用效果。
8.为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
9.第一方面，一种工业隔热涂料，按总质量份数100份计，主要由以下组分制备而成：
10.高发射率填料10-20份、掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料25-40份以及无机成膜物质20-30份，余量为水。
11.进一步的，所述高发射率填料包括碳化硅和铝酸镧中的至少一种。
12.进一步的，所述掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料的制备方法包括以下步骤：
13.掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶分散后得到所述掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料；
14.优选地，所述分散的温度为40-60℃，优选为50℃；
15.优选地，所述分散的时间为3-5h，优选为4h。
16.进一步的，所述掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶的粒度为40-60nm。
17.进一步的，所述掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶的制备方法包括以下步骤：
18.二硅化钼与仲丁醇铝复配为前驱体后进行水解，得到掺杂二硅化钼氧化铝湿凝胶，再老化和干燥，得到所述掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶。
19.进一步的，所述二硅化钼与仲丁醇铝的摩尔比为(1-2)：(1-2)；
20.优选地，所述水解的催化剂包括浓硝酸。
21.进一步的，所述无机成膜物质包括硅溶胶。
22.进一步的，所述工业隔热涂料的制备组分中还包括助剂0-5份；
23.优选地，所述助剂包括成膜助剂。
24.第二方面，一种上述任一项所述的工业隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：
25.各组分按比例混合后得到所述工业隔热涂料。
26.第三方面，一种上述任一项所述的工业隔热涂料在隔热保温中的应用。
27.与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
28.本发明提供的工业隔热涂料，按总质量份数100份计，主要由以下组分制备而成：高发射率填料10-20份、掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料25-40份以及无机成膜物质20-30份，余量为水；其中，掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料中的二硅化钼具有较好的辐射性能，氧化铝具有较好的反射性，因此掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料能够有效提高涂料的隔热保温性能；同时，高发射率填料能够使涂料具有较佳的发射率，满足gb/t2680-2021中的发射率要求；因此，本发明的工业隔热涂料通过各组分及其质量配比的协同配合，具有较佳的隔热保温作用，将其喷涂或刷涂在反应釜内外壁后能够有效隔绝热量外溢，从而起到较佳的隔热保温的效果。
29.本发明提供的工业隔热涂料的制备方法，工艺简单且高效。
30.本发明提供的工业隔热涂料的应用，能够起到出色的隔热保温功能，具有突出的应用效果。
具体实施方式
31.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.根据本发明的第一个方面，提供了一种工业隔热涂料，按总质量份数100份计，主要由以下组分制备而成：
33.高发射率填料10-20份、掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料25-40份以及无机成膜物质20-30份，余量为水。
34.其中，高发射率填料典型但非限制性的质量份数例如为10份、12份、14份、16份、18份、20份；掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料典型但非限制性的质量份数例如为25份、30份、35份、40份；无机成膜物质典型但非限制性的质量份数例如为20份、22份、24份、26份、28份、30份。
35.在本发明中，掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料中的二硅化钼具有较好的辐射性能，氧化铝具有较好的反射性，因此掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料能够有效提高涂料的隔热保温性能；同时，高发射率填料能够使涂料具有较佳的发射率，满足gb/t2680-2021中的发射率要求；因此，本发明的工业隔热涂料通过各组分及其质量配比的协同配合，具有较佳的隔热保温作用，将其喷涂或刷涂在反应釜内外壁后能够有效隔绝热量外溢，从而起到较佳的隔热保温的效果。
36.在本发明中，高发射率填料不作特别的限定，本领域中常见的具有相应效果的填
料均可，例如可以为碳化硅和铝酸镧(laalo3)中的至少一种，但不限于此，能够使涂料具有较佳的发射率，满足gb/t2680-2021中的发射率要求。
37.在一种优选的实施方式中，本发明的掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料的制备方法包括以下步骤：
38.掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶分散后得到掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料；
39.其中，分散的温度可以为40-60℃，例如可以为40℃、50℃、60℃，但不限于此，可优选为50℃；分散的时间可以为3-5h，例如可以为3h、4h、5h，但不限于此，可优选为4h。
40.本发明的掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料的制备方法及其工艺参数有利于得到性能较佳的浆料产品，而且成功率高，从而保证工业隔热涂料较佳的保温隔热效果。
41.在一种优选的实施方式中，掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶的粒度为40-60nm，其典型但非限制性的粒度例如为40nm、45nm、50nm、55nm、60nm。
42.在掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料中，氧化铝在5-13微米波段中具有较好的反射性，二硅化钼在5-13微米波段中具有较好的辐射性能，两者配合后能够使涂料的隔热保温性能得到进一步地提升。
43.在一种优选的实施方式中，掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶的制备方法包括以下步骤：
44.二硅化钼与仲丁醇铝复配为前驱体后进行水解，得到掺杂二硅化钼氧化铝湿凝胶，再老化和干燥，得到掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶；
45.其中，二硅化钼与仲丁醇铝的摩尔比可以为(1-2)：(1-2)，例如可以为2：1、1：1、1：2，但不限于此；水解的催化剂包括但不限于浓硝酸，其质量分数可以为68％，但不限于此。
46.本发明的掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶的制备方法及其工艺参数有利于得到性能较佳的气凝胶产品，而且成功率高，更有利于保证其浆料产品的性能，从而保证工业隔热涂料较佳的保温隔热效果。
47.一种掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料的典型的制备方法，包括以下步骤：
48.(a)掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶的制备：
49.二硅化钼水溶液超声分散均匀后，加入仲丁醇铝复配为前驱体(仲丁醇铝与二硅化钼的摩尔比为1：1)，之后以浓硝酸(质量分数为68％)为催化剂，水解后得到掺杂二硅化钼氧化铝湿凝胶，再老化，之后高压釜进行超临界干燥，得到掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶，研磨至粒径为80-120nm，得到气凝胶粉体；
50.(b)掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料的制备：
51.步骤(a)得到的气凝胶粉体作为原材料，加入分散润湿剂，在密闭反应釜中，以磁力搅拌，在50℃下分散约4小时，得到稠状的掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料。
52.在一种优选的实施方式中，本发明的无机成膜物质包括但不限于硅溶胶，有利于提高工业隔热涂料的成膜性能。
53.在一种优选的实施方式中，本发明的工业隔热涂料的制备组分中还包括助剂0-5份；其中，助剂包括但不限于成膜助剂，有利于保证工业隔热涂料的成膜性能。
54.根据本发明的第二个方面，提供了一种上述任一项所述的工业隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：
55.各组分按比例混合后得到工业隔热涂料。
56.本发明提供的工业隔热涂料的制备方法，工艺简单且高效。
57.根据本发明的第三个方面，提供了一种上述任一项所述的工业隔热涂料在隔热保温中的应用。
58.本发明提供的工业隔热涂料的应用，能够起到出色的隔热保温功能，具有突出的应用效果。
59.下面通过实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明，实施例中的材料为根据现有方法制备而得，或直接从市场上购得。
60.实施例1-5
61.实施例1-5提供一种工业隔热涂料，各组分及其质量配比见表1。
62.其中，碳化硅和铝酸镧(laalo3)作为高发射率填料均购买自西安方科新材料科技有限公司，碳化硅(cas：409-21-2)的规格为500纳米，铝酸镧(laalo3，cas：71496-78-1)的规格为35微米；
63.硅溶胶作为无机成膜物质，购买自临沂市科翰硅制品有限公司，牌号为khzcm-30；
64.助剂为醇酯十二成膜助剂(购自伊斯曼化工)和分散剂1124(购自陶氏公司dow)；
65.掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料是通过以下方法制备得到的，包括：
66.(a)掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶的制备：
67.二硅化钼水溶液(购自厦门中钨在线科技有限公司)超声分散均匀后，加入仲丁醇铝(分析纯)复配为前驱体(仲丁醇铝与二硅化钼的摩尔比为1：1)，之后以浓硝酸(质量分数为68％)为催化剂，水解后得到掺杂二硅化钼氧化铝湿凝胶，再老化，之后高压釜进行酒精超临界干燥，得到掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶，研磨至粒径为80-120nm，得到气凝胶粉体；
68.(b)掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料的制备：
69.步骤(a)得到的气凝胶粉体作为原材料，加入分散润湿剂anti-terra-u(byk)，在密闭反应釜中，通过磁力搅拌方式，在50℃下分散4小时，得到稠状的掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料。
70.表1
[0071][0072]
对比例1
[0073]
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中未添加碳化硅和铝酸镧(laalo3)，且添加了钛白粉20份，其余均与实施例1相同，得到工业隔热涂料。
[0074]
对比例2
[0075]
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中未添加掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料，且添加了钛白粉20份和碳酸钙10份，其余均与实施例1相同，得到工业隔热涂料。
[0076]
对比例3
[0077]
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中以氧化铝气凝胶浆料等量替换掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料，其余均与实施例1相同，得到工业隔热涂料；
[0078]
其中，氧化铝气凝胶浆料的制备方法包括以下步骤：
[0079]
铝灰渣水洗除杂、干燥筛分后获得粗铝粉料；将粗铝粉料用稀盐酸酸浸，加热搅拌一段时间后进行固液分离得到粗alcl3溶液；然后在粗alcl3溶液中加入naoh溶液并调节ph值，过滤获得naalo2滤液；用稀盐酸调控naalo2滤液的ph值，获得氢氧化铝胶体；将氢氧化铝胶体与nahco3发泡剂混合，经焙烧获得氧化铝气凝胶浆料。
[0080]
对比例4
[0081]
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料的添加量为20份，水的添加量为30份，其余均与实施例1相同，得到工业隔热涂料。
[0082]
对比例5
[0083]
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中掺杂二硅化钼氧化铝气凝胶浆料的添加量为45份，水的添加量为5份，其余均与实施例1相同，得到工业隔热涂料。
[0084]
对比例6
[0085]
本对比例与实施例1的区别在于，本对比例中以乳液(巴德富：rs-899)等量替换硅溶胶(khzcm-30)，其余均与实施例1相同，得到工业隔热涂料。
[0086]
试验例
[0087]
实施例1-5和对比例1-6提供的工业隔热涂料，测试其发射率；
[0088]
发射率的测试方法为gb/t 2680-2021；
[0089]
实施例1-5和对比例1-6提供的工业隔热涂料制备成漆膜后，测试其导热系数和燃烧等级；
[0090]
导热系数的测试方法为gb/t10295-2008；
[0091]
燃烧等级的测试方法为gb 8624-2012；
[0092]
结果见表1。
[0093]
表1
[0094][0095]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。