專利名稱：一種納米陶瓷耐高溫保溫涂料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料，尤其涉及一種納米陶瓷耐高溫保溫涂料及其制備方法，屬于保溫材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的保溫材料，多為多孔性松散材料，如巖棉、玻璃棉、珍珠巖、聚氨酯發(fā)泡、輕質(zhì)碳酸鈣等，這些材料使受熱運(yùn)動(dòng)的分子運(yùn)動(dòng)受阻，起到保溫作用。然而熱量的傳遞，除了固體傳熱外，還有輻射傳熱，輻射傳熱不受介質(zhì)的影響，界面也不起作用。溫度越高，輻射越強(qiáng)。因此高溫(200～600℃)輸熱管道的保溫只考慮固體傳熱是不夠的。
國家規(guī)定保溫工程保溫后的溫度小于50℃，廠家往往要求保溫后溫度達(dá)到45℃以內(nèi)，傳統(tǒng)保溫材料保溫功能不全，要達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)做的很厚，管內(nèi)溫度200～600℃時(shí)，厚度12cm～25cm，用材料多，浪費(fèi)資金，造成施工困難。
傳統(tǒng)保溫材料、吸水率很高，超過200％，大量吸潮或吸水，加上高溫，部分材料粉化，也有的碳化，由于水導(dǎo)熱，保溫材料失效。為了解決防水，傳統(tǒng)的作法是在保溫材料外面再套一根鋼管，稱為“鋼套鋼”，譬如，Φ720的輸熱管道內(nèi)溫350℃，保溫后溫度40℃，保溫材料厚度20cm，外套鋼管直徑1.12m，由此帶來的最直接的后果是造價(jià)大幅度上升，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高昂，重量加大/重，造成施工困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的納米陶瓷耐高溫保溫涂料。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)途徑來實(shí)現(xiàn)的一種納米陶瓷耐高溫保溫涂料，由以下重量份的原料組成成膜物質(zhì)10-35份、填料50-75份、陶瓷微球8-50份、改性納米材料3-12份；優(yōu)選為，各原料的重量份是成膜物質(zhì)13份、填料75份、陶瓷微球10份、改性納米材料5.2份。
其中，所述的成膜物質(zhì)選自聚乙烯醇、偏硅酸鈉、聚丙烯酰胺、苯酚甲醛、三聚磷酸鈉或間苯二酚甲醛中的任一種或幾種的組合。
所述的填料選自海泡石、硅灰石、珍珠巖、氧化鋅、玻璃微球、陶瓷微球、玻璃磷片、硅酸鋁棉或石膏粉中的任一種或幾種的組合。
所述的改性納米材料由以下方法制備而成按以下重量比例稱取原料助劑1-5份；納米材料95-99份；室溫下將助劑加水?dāng)嚢柽_(dá)到完全溶解，加入納米材料，其中助劑與納米材料的重量比例為1-5∶95-99(優(yōu)選為3∶97)；高速攪拌25-35分鐘(優(yōu)選為30分鐘)，靜止1小時(shí)以上，然后脫水干燥，磨成細(xì)粉備用；所述的助劑優(yōu)選為LC804、D3007、A2000、伯醇、硬脂酸鋅或硬脂酸鈉，更優(yōu)選為D3007；所述的納米材料優(yōu)選為納米二氧化硅、納米三氧化二鋁、納米三氧化二鐵、納米二氧化鈦、納米三氧化二銻、納米氧化鋯、納米碳化硅、納米氮化硅、納米氧化鈣或納米氧化鋅，更優(yōu)選為納米氧化鋅；所述的高速優(yōu)選為1200rpm-3000rpm，更優(yōu)選為2000rpm。
本發(fā)明中所用到的原料都可從普通化工商店購買得到，規(guī)格符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種制備上述的納米陶瓷耐高溫保溫涂料的方法。
本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是通過以下技術(shù)途徑來實(shí)現(xiàn)的一種制備納米陶瓷耐高溫保溫涂料的方法，包括以下步驟1、按下述重量份稱取各原料成膜物質(zhì)10-35份、填料50-75份、陶瓷微球8-50份、改性納米材料3-12份；2、將成膜物質(zhì)、填料、改性納米材料加入攪拌機(jī)中1200-3000rpm轉(zhuǎn)速下攪拌30分鐘；3、加入陶瓷微球，600-800rpm攪拌至均勻，即得。
本發(fā)明納米陶瓷耐高溫保溫涂料具有隔固體傳熱和反射輻射熱的功能。當(dāng)溫度達(dá)到300℃以上時(shí)，涂層發(fā)生物理、化學(xué)變化，產(chǎn)生碳化層和硅層，因?yàn)槿毖?，碳化層，硅層是由很多小的微型蜂窩組成，大泡套中泡，中泡套小泡，小泡中有微型泡，蜂窩內(nèi)處于真空和半真空狀態(tài)，阻擋熱分子的流動(dòng)，構(gòu)成很好的隔熱層，達(dá)到保溫效果。微型蜂窩壁，非常堅(jiān)硬，實(shí)際是陶瓷玻璃化產(chǎn)物，它構(gòu)成紅外輻射帶，把輻射熱反射回去，從而達(dá)到保溫的目的。本發(fā)明納米陶瓷耐高溫保溫涂料考慮了防固體傳熱和輻射傳熱，保溫效果大幅度提高，耐高溫達(dá)1000℃。以熱力輸送管道為例。管內(nèi)溫度200～600℃，傳統(tǒng)保溫材料的厚度12cm～25cm，本發(fā)明只用4cm～8cm達(dá)到了同樣的保溫效果，既節(jié)省了原材料(節(jié)省資金50％左右)，又方便了施工。
本發(fā)明納米陶瓷耐高溫保溫涂料應(yīng)用非常廣泛，例如可應(yīng)用于熱力輸送管道的保溫，冶金用各種高溫爐及高溫輸氣管道、生活用各種鍋爐的保溫，電子、化工的高溫爐、高溫反應(yīng)爐及其管道等需要保溫的地方，都可應(yīng)用本發(fā)明保溫涂料。
本發(fā)明納米陶瓷耐高溫保溫涂料的使用方法將本發(fā)明納米陶瓷耐高溫保溫涂料與水按照1比1.5-2.0的重量比例混合均勻后，靜置20-30分鐘，均勻涂敷于需要保溫的材料或設(shè)備的外壁或內(nèi)壁，也可預(yù)制成型材或采用機(jī)械化涂敷，涂敷的厚度可為2cm-12cm。
具體實(shí)施例方式
以下通過實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明，應(yīng)該理解的是，這些實(shí)施例僅用于例證的目的，決不限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例11、按下述重量配比稱取各原料原材料配比(單位kg)1、聚丙烯酰胺 42、五水偏硅酸鈉 83、硅酸鋁棉 154、珍珠巖 405、三聚磷酸鈉 16、硅灰石 207、陶瓷微球 108、納米氧化鋅 59、D3007 0.22、室溫(25℃)將D3007加水?dāng)嚢柽_(dá)到完全溶解，加入納米氧化鋅，2000rpm攪拌35分鐘，靜止1小時(shí)，然后脫水干燥，研磨成細(xì)粉(至于細(xì)粉的粒度是多大，這不對(duì)本發(fā)明的實(shí)施構(gòu)成影響)，得改性納米氧化鋅備用；
3、改性納米氧化鋅、聚丙烯酰胺、五水偏硅酸鈉、硅酸鋁棉、珍珠巖、三聚磷酸鈉和硅灰石加入攪拌機(jī)中2000rpm攪拌35分鐘；4、加入陶瓷微球，600rpm攪拌至均勻，包裝。
實(shí)施例21、按下述重量配比稱取各原料原材料 配比(單位kg)1、聚丙烯酰胺 42、五水硅酸鈉 83、硅酸鋁棉154、海泡石 205、珍珠巖 106、三聚磷酸鈉 17、空心陶瓷微球408、納米氧化鋅 59、D3007 0.22、室溫(20℃)將D3007加水?dāng)嚢柽_(dá)到完全溶解，加入納米氧化鋅，2500rpm攪拌40分鐘，靜止2小時(shí)，然后脫水干燥，研磨成粉末，得改性納米氧化鋅備用；3、改性納米氧化鋅、聚丙烯酰胺、五水偏硅酸鈉、硅酸鋁棉、珍珠巖、三聚磷酸鈉和硅灰石加入攪拌機(jī)中2500rpm攪拌30分鐘；4、加入陶瓷微球，800rpm攪拌至均勻，包裝。
試驗(yàn)例1 本發(fā)明涂料耐高溫測(cè)試1.供試材料本發(fā)明實(shí)施例1和2所制備的涂料。
2.測(cè)試方法將供試材料與水按照1比1.5的重量比例混合均勻后，靜置20-30分鐘，均勻涂敷于熱力管道的外壁，涂敷的厚度為8cm。
3.經(jīng)北京建材研究院測(cè)試中心檢測(cè)，測(cè)試的結(jié)果見表1。
表1 本發(fā)明涂料耐高溫保溫測(cè)試結(jié)果


權(quán)利要求
1.一種納米陶瓷耐高溫保溫涂料，由以下重量份的原料組成成膜物質(zhì)10-35份、填料50-75份、陶瓷微球8-50份和改性納米材料3-12份。
2.按照權(quán)利要求1的納米陶瓷耐高溫保溫涂料，其特征是各原料的重量份是成膜物質(zhì)13份、填料75份、陶瓷微球10份、改性納米材料5.2份。
3.按照權(quán)利要求1的納米陶瓷耐高溫保溫涂料，其特征是所述的成膜物質(zhì)選自聚乙烯醇、偏硅酸鈉、聚丙烯酰胺、苯酚甲醛、三聚磷酸鈉或間苯二酚甲醛中的一種或幾種的組合。
4.按照權(quán)利要求1的納米陶瓷耐高溫保溫涂料，其特征是所述的填料選自海泡石、硅灰石、珍珠巖、氧化鋅、玻璃微球、陶瓷微球、玻璃磷片、硅酸鋁棉或石膏粉中的一種或幾種的組合。
5.按照權(quán)利要求1的納米陶瓷耐高溫保溫涂料，其特征是所述的改性納米材料按照以下方法制備而成常溫下將助劑加水?dāng)嚢柽_(dá)到完全溶解，加入納米材料，其中助劑與納米材料的重量比例為1-5∶95-99；1200-3000rpm攪拌25-35分鐘，靜置1小時(shí)以上，然后脫水干燥，研磨成細(xì)粉備用；其中所述的助劑選自LC804、D3007、A2000、伯醇、硬脂酸鋅或硬脂酸鈉。
6.按照權(quán)利要求5的納米陶瓷耐高溫保溫涂料，其特征是所述的納米材料選自納米二氧化硅、納米三氧化二鋁、納米三氧化二鐵、納米二氧化鈦、納米三氧化二銻、納米氧化鋯、納米碳化硅、納米氮化硅、納米氧化鈣或納米氧化鋅。
7.按照權(quán)利要求6的納米陶瓷耐高溫保溫涂料，其特征是所述的納米材料是納米氧化鋅。
8.按照權(quán)利要求5的納米陶瓷耐高溫保溫涂料，其特征是助劑與納米材料的重量比例為3∶97；所述的助劑是D3007。
9.一種制備權(quán)利要求1納米陶瓷耐高溫保溫涂料的方法，步驟如下(1)、將成膜物質(zhì)、填料、改性納米材料加入攪拌機(jī)中1200-3000rpm轉(zhuǎn)速下攪拌30分鐘以上；(2)、加入陶瓷微球，600-800rpm攪拌至均勻，即得。
10.權(quán)利要求1納米陶瓷耐高溫保溫涂料的應(yīng)用，包括將權(quán)利要求1涂料與水按照1比1.5-2.0的重量比例混合均勻后，靜置20-30分鐘，均勻涂敷于需要保溫的材料或設(shè)備的外壁或內(nèi)壁，涂敷的厚度為2cm-12cm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新的納米陶瓷耐高溫保溫涂料以及該涂料的制備方法和用途。本發(fā)明涂料由以下重量份的原料組成成膜物質(zhì)10－35份、填料50－75份、陶瓷微球8－50份和改性納米材料3－12份。本發(fā)明納米陶瓷耐高溫保溫涂料兼顧了防固體傳熱和輻射傳熱，保溫效果大幅度提高，耐高溫達(dá)1000℃。
文檔編號(hào)C09D133/26GK1935912SQ200610113748
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者孫啟明, 于洪智, 曹開玉 申請(qǐng)人:孫啟明