專利名稱：一種耐高溫隔熱涂料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及耐高溫隔熱領(lǐng)域，尤其是一種耐高溫隔熱涂料及其制造方法。 技術(shù)背景
傳統(tǒng)的保溫隔熱耐火材料提升保溫隔熱效能是以提高氣相比率，以降低常溫導(dǎo)熱 系數(shù)無限接近空氣導(dǎo)熱系數(shù)為主，高溫使用時(shí)，對(duì)流導(dǎo)致的熱交換微小到可以忽略了，傳導(dǎo) 和輻射成為主要的熱交換方式，這時(shí)無論如何提高氣相比率，對(duì)高溫導(dǎo)熱系數(shù)影響都難以 產(chǎn)生有效影響。無論什么形式的傳統(tǒng)保溫隔熱耐火材料的致命的問題是其導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度 升高而加大并逐漸喪失尺寸穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致失去保溫隔熱效能。為此，人們一直在尋求與 研究一種能大大提高保溫材料隔熱反射性能并且在溫度變化時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)變化不大的新型 材料。而在影響保溫隔熱耐火材料性能的重要因素中，耐高溫隔熱涂料的性能為較為重要 的一環(huán)。
申請(qǐng)?zhí)枮?00610000111. 8的專利申請(qǐng)文件公開了一種耐高溫隔熱涂料及其制備 方法，該涂料采用以下的組分及其配比有機(jī)硅樹脂400 500重量份、耐高溫顏料50 100重量份、填料100 200重量份、中空陶瓷微珠80 150重量份、硅藻土 30 60重量 份、鈦酸鉀晶須20 50重量份、溶劑100 150重量份、助劑5 15重量份。
但應(yīng)用現(xiàn)有的耐高溫隔熱涂料的保溫隔熱耐火材料仍然存在耐熱穩(wěn)定性不佳、受 熱易變形等問題。
高溫尺寸穩(wěn)定性是絕大多數(shù)應(yīng)用耐高溫隔熱涂料的保溫隔熱耐火材料不能很好 解決的問題，影響因素復(fù)雜，不可預(yù)料。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種產(chǎn)品隔熱 效果、強(qiáng)度能夠滿足使用要求的、耐高溫多層隔熱復(fù)合材料中使用的耐高溫隔熱涂料。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種工藝簡(jiǎn)單 易操作、產(chǎn)品隔熱效果、強(qiáng)度能夠滿足使用要求的耐高溫隔熱涂料的制造方法。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種耐高溫隔熱涂料，其不同之處在于其成品包括以下成分及重量份數(shù)含量 無機(jī)高溫耐火膠泥55-80份、SiO2氣凝膠5-7份、六鈦酸鉀晶須5-7份、片狀云母或片狀金 屬3-5份、丙酮或無水乙醇90-120份。
按以上方案，其成品包括以下成分及重量份數(shù)含量無機(jī)高溫耐火膠泥68份、SiA 氣凝膠6份、六鈦酸鉀晶須6份、片狀云母或片狀金屬4份、丙酮或無水乙醇90-120份。
按以上方案，所述片狀云母或片狀金屬的厚度在0. 5-10微米、片徑小于0. 2mm。
按以上方案，所述SW2氣凝膠為粒徑在60目-80目之間的氣凝膠顆粒。
按以上方案，所述S^2氣凝膠顆粒由粒徑在60目-80目之間的氣凝膠顆粒、粒徑 在80目-100目之間的氣凝膠顆粒、粒徑在100目-200目之間的氣凝膠顆粒組成，其重量份數(shù)含量分別為粒徑在60目-80目之間的氣凝膠顆粒4-6份，粒徑在80目-100目之間 的氣凝膠顆粒3-5份，粒徑在100目-200目之間的氣凝膠顆粒1-3份。
按以上方案，所述SiO2氣凝膠顆粒由粒徑在60目-80目的氣凝膠顆粒、粒徑在80 目-100目之間的氣凝膠顆粒、粒徑在100目-200目之間的氣凝膠顆粒組成，其重量份數(shù)含 量分別為粒徑在60目-80目之間的氣凝膠顆粒5份，粒徑在80目-100目之間的氣凝膠 顆粒3份，粒徑在100目-200目之間的氣凝膠顆粒2份。
一種耐高溫隔熱涂料的制造方法，其不同之處在于其步驟依次為
a)、首先篩選顆粒大小合適的S^2氣凝膠，將適量丙酮或者無水乙醇倒入其中并 充分?jǐn)嚢?，SiO2氣凝膠與丙酮或無水乙醇的重量份數(shù)含量為氣凝膠5-7份，丙酮或無 水乙醇90-120份；
b)、在步驟a)制成的混合物中加入3-5份片狀云母或3_5份片狀金屬、55_80份無 機(jī)高溫耐火膠泥、5-7份六鈦酸鉀晶須并充分?jǐn)嚢璧玫侥透邷馗魺嵬苛稀?br> 按以上方案，所述片狀云母或片狀金屬的厚度在0. 5-10微米、片徑小于0. 2mm。
按以上方案，所述SW2氣凝膠為粒徑在60目-80目之間的氣凝膠顆粒。
按以上方案，所述SW2氣凝膠顆粒由粒徑在60目-80目之間的氣凝膠顆粒、粒徑 在80目-100目之間的氣凝膠顆粒、粒徑在100目-200目之間的氣凝膠顆粒組成，其重量 份數(shù)含量分別為粒徑在60目-80目之間的氣凝膠顆粒4-6份，粒徑在80目-100目之間 的氣凝膠顆粒3-5份，粒徑在100目-200目之間的氣凝膠顆粒1-3份。
與現(xiàn)有公開技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、理論創(chuàng)新
構(gòu)建高溫隔熱結(jié)構(gòu)物理模型。通過顆粒優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使物態(tài)堆積孔容最大，用負(fù) 溫度系數(shù)材料，降低高溫導(dǎo)熱系數(shù)，用片狀隔熱功能材料，提升閉孔率，增大熱反射，限制高 溫?zé)釋?duì)流、熱輻射，提高耐熱穩(wěn)定性。
2、應(yīng)用創(chuàng)新
選用具有極低導(dǎo)熱系數(shù)的納米尺寸的疏水性SiO2氣凝膠顆粒，或?qū)Σ煌降?SiO2氣凝膠顆粒進(jìn)行粒徑復(fù)配，以確保較小的成型收縮，然后再匹配具有負(fù)的溫度系數(shù)的 六鈦酸鉀晶須和片狀隔熱填料組合作為高溫穩(wěn)定溫度系數(shù)的隔熱填料，制成具有相對(duì)穩(wěn)定 的溫度系數(shù)效應(yīng)的適用于1000°c的耐高溫隔熱涂料。該耐高溫隔熱涂料具有穩(wěn)定的溫度系 數(shù)特征，即材料的導(dǎo)熱系數(shù)在0 1000°C范圍內(nèi)隨溫度升降而僅僅發(fā)生微小變化，這種耐 高溫隔熱涂料也可作為隔熱功能涂料，用于大多數(shù)有高溫隔熱需求的隔熱涂層。
3、技術(shù)創(chuàng)新
應(yīng)用本發(fā)明耐高溫隔熱涂料制備的保溫隔熱耐火材料產(chǎn)品其高溫尺寸穩(wěn)定性良 好。例如采用耐溫纖維材料陶瓷纖維紙、陶瓷纖維高溫連續(xù)布、石英纖維網(wǎng)增強(qiáng)穩(wěn)定溫度系 數(shù)膠泥，通過斷續(xù)低壓熱壓工藝成型后，按最高長(zhǎng)期使用溫度的0. 8 0. 9倍溫度數(shù)值范圍 下進(jìn)行退火處理，以確保制品在高溫使用時(shí)不發(fā)生形變。本項(xiàng)目產(chǎn)品1100°C連續(xù)使用4個(gè) 月，外形尺寸基本沒有變化。退火處理既保證了整體的機(jī)械性能，特別是實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品高溫尺 寸穩(wěn)定性，退火工藝的采用是本項(xiàng)目產(chǎn)品成功的關(guān)鍵。
退火處理促進(jìn)了材料中在此溫度下可以結(jié)晶的組分的結(jié)晶化，最大限度地增加了 成品材料的高溫尺寸穩(wěn)定性，完成片狀隔熱填料封閉材料中因膠泥固化形成的開孔氣體通道，提升閉孔率，最大限度增加材料的堆積孔容，增加熱反射效能，降低高溫導(dǎo)熱系數(shù)。并由 于退火處理進(jìn)一步除去可揮發(fā)的有機(jī)成分，從而避免高溫使用時(shí)產(chǎn)生有毒熱煙氣。
經(jīng)測(cè)試機(jī)構(gòu)測(cè)試產(chǎn)品的導(dǎo)熱系數(shù)在200°C、400°C、600°C、800°C、1000°C都能穩(wěn)定 控制在0. lff/m-K以下，雖然不同溫度下有一定變化，但是基本實(shí)現(xiàn)了高溫隔熱復(fù)合材料穩(wěn) 定溫度系數(shù)，國(guó)外產(chǎn)品的常溫導(dǎo)熱系數(shù)在0. 17 0. 38ff/m · K之間。
將剪裁好的石英纖維網(wǎng)鋪在模具板上涂敷本發(fā)明耐高溫隔熱涂料，再交替層疊鋪 設(shè)陶瓷纖維紙、陶瓷高溫連續(xù)纖維布，纖維層與層之間涂敷耐高溫隔熱涂料，最上一層鋪陶 瓷高溫連續(xù)纖維布從而制得多層復(fù)合材料隔熱構(gòu)件；將制造好的多層復(fù)合材料隔熱構(gòu)件放 入模腔，進(jìn)行加熱干燥固化，然后進(jìn)行退火處理，最后脫模得到耐高溫多層隔熱復(fù)合材料成 品。
以下表1為耐高溫多層隔熱復(fù)合材料成品在各溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)
權(quán)利要求
1.一種耐高溫隔熱涂料，其特征在于其成品包括以下成分及重量份數(shù)含量無機(jī)高 溫耐火膠泥55-80份、SiO2氣凝膠5-7份、六鈦酸鉀晶須5-7份、片狀云母或片狀金屬3_5 份、丙酮或無水乙醇90-120份。
2.如權(quán)利要求1所述的耐高溫隔熱涂料，其特征在于其成品包括以下成分及重量份 數(shù)含量無機(jī)高溫耐火膠泥68份、SW2氣凝膠6份、六鈦酸鉀晶須6份、片狀云母或片狀金 屬4份、丙酮或無水乙醇90-120份。
3.如權(quán)利要求1或2所述的耐高溫隔熱涂料，其特征在于所述片狀云母或片狀金屬 的厚度在0. 5-10微米、片徑小于0. 2mm。
4.如權(quán)利要求1或2所述的耐高溫隔熱涂料，其特征在于所述S^2氣凝膠為粒徑在 60目-80目之間的氣凝膠顆粒。
5.如權(quán)利要求1或2所述的耐高溫隔熱涂料，其特征在于所述SiO2氣凝膠顆粒由粒 徑在60目-80目之間的氣凝膠顆粒、粒徑在80目-100目之間的氣凝膠顆粒、粒徑在100 目-200目之間的氣凝膠顆粒組成，其重量份數(shù)含量分別為粒徑在60目-80目之間的氣凝 膠顆粒4-6份，粒徑在80目-100目之間的氣凝膠顆粒3-5份，粒徑在100目-200目之間 的氣凝膠顆粒1-3份。
6.如權(quán)利要求5所述的耐高溫隔熱涂料，其特征在于所述S^2氣凝膠顆粒由粒徑在 60目-80目的氣凝膠顆粒、粒徑在80目-100目之間的氣凝膠顆粒、粒徑在100目-200目 之間的氣凝膠顆粒組成，其重量份數(shù)含量分別為粒徑在60目-80目之間的氣凝膠顆粒5 份，粒徑在80目-100目之間的氣凝膠顆粒3份，粒徑在100目-200目之間的氣凝膠顆粒 2份。
7.一種耐高溫隔熱涂料的制造方法，其特征在于其步驟依次為a)、首先篩選顆粒大小合適的S^2氣凝膠，將適量丙酮或者無水乙醇倒入其中并充分 攪拌，SiO2氣凝膠與丙酮或無水乙醇的重量份數(shù)含量為氣凝膠5-7份，丙酮或無水乙 醇 90-120 份；b)、在步驟a)制成的混合物中加入3-5份片狀云母或3-5份片狀金屬、55-80份無機(jī)高 溫耐火膠泥、5-7份六鈦酸鉀晶須并充分?jǐn)嚢璧玫侥透邷馗魺嵬苛稀?br> 8.如權(quán)利要求7所述耐高溫隔熱涂料的制造方法，其特征在于所述片狀云母或片狀 金屬的厚度在0. 5-10微米、片徑小于0. 2mm。
9.如權(quán)利要求7所述耐高溫隔熱涂料的制造方法，其特征在于所述SiO2氣凝膠為粒 徑在60目-80目之間的氣凝膠顆粒。
10.如權(quán)利要求7所述耐高溫隔熱涂料的制造方法，其特征在于所述SiO2氣凝膠顆粒 由粒徑在60目-80目之間的氣凝膠顆粒、粒徑在80目-100目之間的氣凝膠顆粒、粒徑在 100目-200目之間的氣凝膠顆粒組成，其重量份數(shù)含量分別為粒徑在60目-80目之間的 氣凝膠顆粒4-6份，粒徑在80目-100目之間的氣凝膠顆粒3-5份，粒徑在100目-200目 之間的氣凝膠顆粒1-3份。
全文摘要
本發(fā)明涉及耐高溫隔熱領(lǐng)域，尤其是一種耐高溫隔熱涂料及其制造方法，其涂料成品包括以下成分及重量份數(shù)含量無機(jī)高溫耐火膠泥55-80份、SiO2氣凝膠5-7份、六鈦酸鉀晶須5-7份、片狀云母或片狀金屬3-5份、丙酮或無水乙醇90-120份；其制造方法的步驟依次為a)首先篩選顆粒大小合適的SiO2氣凝膠，將適量丙酮或者無水乙醇倒入其中并充分?jǐn)嚢?，SiO2氣凝膠與丙酮或無水乙醇的重量份數(shù)含量為SiO2氣凝膠5-7份，丙酮或無水乙醇90-120份；b)在步驟a)制成的混合物中加入3-5份片狀云母或3-5份片狀金屬、55-80份無機(jī)高溫耐火膠泥、5-7份六鈦酸鉀晶須并充分?jǐn)嚢璧玫侥透邷馗魺嵬苛?。本發(fā)明制造方法簡(jiǎn)單易操作，應(yīng)用本產(chǎn)品的耐高溫隔熱材料隔熱效果較好、強(qiáng)度高，在應(yīng)用上有廣泛的前景。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102030540SQ200910272279
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者李柏松, 王宇光 申請(qǐng)人:武漢阜成科技有限公司