專利名稱：金屬用的高溫環(huán)保型節(jié)能涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂料，尤其是一種金屬用的功能涂料。
背景技術(shù)：
當今世界，由于金屬普遍使用，金屬易腐蝕尤其是高溫腐蝕的弱點愈顯嚴重。工業(yè)發(fā)達國家每年因金屬腐蝕造成的損失占國民生產(chǎn)總值的2～4％，我國占6％，2006年我國GDP產(chǎn)值是20萬億人民幣，該年6％的金屬腐蝕損失便是1.2萬億人民幣。全世界每年金屬產(chǎn)量的20～40％，這相當于一億噸以上的金屬被當年腐蝕損失掉，這是全世界共同關(guān)注的嚴重問題。究其原因，全世界對金屬的腐蝕防護只停留在常溫范圍，如油漆、電鍍、裸塑、鈍化等，能耐高溫的熱噴涂、等離子噴涂，成本高、局限性大，在生產(chǎn)現(xiàn)場大設(shè)備難推廣應(yīng)用，研究者一直追求發(fā)明常溫施工、常溫固化耐高溫的金屬防護涂層。
當今世界，能源危機嚴重，加熱耗能的設(shè)備受到節(jié)能降耗環(huán)保要求的嚴厲審查，才發(fā)現(xiàn)金屬設(shè)備另一個突出的弱點它紅外反射能力強，紅外吸收輻射能力差，這很不利于輻射加熱的效能要求，不解決這個問題，高溫工作的金屬設(shè)備(如鍋爐、水冷壁、熱交換器、省煤器、過熱器、熱管)以及生活常用的金屬鍋、金屬煲等都是低效的、浪費能源的設(shè)備。
為了解決金屬設(shè)備上述兩大缺陷，本發(fā)明人申請了發(fā)明專利——“一種金屬用的耐高溫耐磨節(jié)能涂料”(ZL01130126.0)，自2001年12月申請以來，這方面研究已有了顯著的進展，由此提出本發(fā)明申請。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種金屬用的高溫環(huán)保型節(jié)能涂料，以獲得耐高溫、環(huán)保、節(jié)能的金屬用涂料。
本發(fā)明所述的金屬用的高溫環(huán)保型節(jié)能涂料，按重量百分比包括以下組分功能填料30～40％，高溫粘結(jié)劑60～70％；所述的高溫粘結(jié)劑，按重量百分比包括以下組分
復(fù)合改性水玻璃75～85％，復(fù)合改性硅溶膠15～25％；所述涂料的制備方法是在容器中先加入預(yù)先配好的功能填料，邊攪拌邊加入預(yù)先配好的復(fù)合改性水玻璃與復(fù)合改性硅溶膠，用高速分散機高速分散至少0.5小時，檢測和調(diào)節(jié)粘度，檢測和調(diào)節(jié)pH值至10～12，靜置至少10小時，得到所述涂料；所述功能填料為粉料，按重量百分比包括以下組分SiO210～15％，TiO215～20％，增黑劑 15～25％，ZrO23～10％，SiC 15～18％，Al2O31～4％，Cr2O31～4％，Co2O31～4％，La2O31～4％，滑石粉 5～10％，鈦酸鉀晶須 5～10％，C 1～4％，Al 4～10％，Cr 1～4％，NH4Cl 0.5～2％，NaF 0.5～2％，尿素 1～4％，硼砂 1～4％；所述功能填料的制備方法是用粉料混合機把各組分混合，得到所述的功能填料；所述的復(fù)合改性水玻璃，按重量百分比包括以下組分水玻璃65～80％，10％濃度稀硫酸1～4％，50％濃度有機硅樹脂溶液2～4％，10％濃度的松香溶液1～4％，10％濃度的有機膨潤土水溶液2～4％，5％濃度的羧甲基纖維素溶液 4～8％，辛烷基酚聚氧乙烯醚1～4％，50％濃度的環(huán)氧樹脂溶液2～4％，以及50％濃度的硅烷偶聯(lián)劑溶液 2～4％；所述的復(fù)合改性水玻璃的制備方法是在高速分散機中先加入水玻璃，在高速分散操作中分別緩慢加入上述各改性組分，用高速分散機繼續(xù)分散半小時后，邊加熱邊高速分散，升溫到50℃至60℃為止，繼續(xù)高速分散半小時，自然冷卻后得到所述的復(fù)合改性水玻璃；所述的復(fù)合改性硅溶膠，按重量百分比包括以下組分納米SiO23～5％，50％濃度的硅烷偶聯(lián)劑溶液 2～6％，辛烷基酚聚氧乙烯醚3～5％，磷苯二甲酸二丁酯 2～4％，
磷酸三丁酯2～4％，50％濃度的有機硅樹脂溶液 3～6％，以及30％濃度的硅溶膠 70～85％；所述的復(fù)合改性硅溶膠的制備方法是用高速分散機在高速分散操作中分別緩慢加入上述各組分，加完后繼續(xù)高速分散1小時，得到所述的復(fù)合改性硅溶膠。
所述功能填料中，各組分至少為工業(yè)純300目。
所述功能填料中，增黑劑的制備方法是把典型過渡族金屬氧化物在混合機上混合均勻，然后在1200℃燒結(jié)，恒溫兩小時，隨爐冷后粉碎到300目，得到所述的增黑劑。
所述的復(fù)合改性水玻璃中，水玻璃為模數(shù)m≥3的水玻璃。
所述的復(fù)合改性硅溶膠中，納米SiO2為20～35nm范圍的SiO2。
與包括本發(fā)明人的在先發(fā)明專利(ZL01130126.0)在內(nèi)的現(xiàn)有產(chǎn)品比較，本發(fā)明所述的金屬用的高溫環(huán)保型節(jié)能涂料具有以下優(yōu)點(1)對于高溫粘結(jié)劑，用有機硅樹脂、環(huán)氧樹脂改性無機粘結(jié)劑取代了用丙稀酸、甘油和水溶性硅油改性無機粘結(jié)劑，這樣便較穩(wěn)定地克服了龜裂、氣泡現(xiàn)象的發(fā)生，致密度和強度亦有明顯提高。
(2)對于功能填料，增加了增黑劑(過渡族金屬氧化物燒結(jié)而成的粉碎物)、催化離滲劑(過渡族金屬粉末鋁、鉻、鐵和氧化銨、氧化鈉的高溫反應(yīng)物)、應(yīng)力緩沖劑(金屬粉、晶須、滑石粉的高溫組合物)、燒結(jié)助劑(氧化鋁、氧化鉻的組合物)和自修復(fù)功能(碳化硅和碳在高溫的平衡反應(yīng))，使得涂層在高溫狀態(tài)下服役愈久，反而結(jié)合愈牢，并且把金屬基體表面亦改性合金化、致密化，界面彼此滲透固溶整體化，涂層輻射能力進一步提高，節(jié)能效果更好。
(3)采用本涂料在金屬表面上干固燒結(jié)而成的堅硬薄膜，可長期工作在1000℃以上，可長期服役于1200℃，耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、黑體系數(shù)0.9以上，提高輻射加熱效率15％以上(即節(jié)能率提高到15％以上)，還可緩沖消除熱應(yīng)力、具有自修復(fù)功能。本發(fā)明所述涂料是水溶性的，無廢氣、廢水、廢物排出，無毒、無放射性污染等，因此是“環(huán)保型”涂料。
具體實施例方式
實施例一用于A3鋼板的高溫環(huán)保型節(jié)能涂料涂料100kg＝高溫粘結(jié)劑65kg+功能填料35kg1.配制高溫粘結(jié)劑65kg高溫粘結(jié)劑65kg＝復(fù)合改性水玻璃48.75kg+復(fù)合改性硅溶膠16.25kg①復(fù)合改性水玻璃48.75kg水玻璃(優(yōu)選模數(shù)m≥3) 39.00kg10％濃度的稀硫酸液 0.4875kg50％濃度的有機硅樹脂液 1.95kg10％濃度的松香液 0.4875kg10％濃度有機膨潤土液 1.95kg5％濃度羧甲基纖維素水溶液2.4375kg辛烷基酚聚氧乙烯醚 0.4875kg50％濃度環(huán)氧樹脂液 0.975kg50％濃度硅烷偶聯(lián)劑液 0.975kg在高速分散機中先加入水玻璃，在高速分散操作中分別緩慢加入上述各改性組分，用高速分散機繼續(xù)分散半小時后，邊加熱邊高速分散，升溫到50℃至60℃為止，繼續(xù)高速分散半小時，自然冷卻后得到所述的復(fù)合改性水玻璃。
②復(fù)合改性硅溶膠液16.25kg納米SiO2(優(yōu)選為20～35nm范圍的SiO2) 0.49kg50％濃度有機硅樹脂溶液0.32kg辛烷基酚聚氧乙烯醚0.49kg磷苯二甲酸二丁脂 0.32kg磷酸三丁脂0.32kg50％濃度硅烷偶聯(lián)劑液 0.49kg30％濃度硅溶膠13.81kg用高速分散機在高速分散操作中分別緩慢加入上述各組分，加完后繼續(xù)高速分散1小時，得到所述的復(fù)合改性硅溶膠。
2.配制功能填料35kg(優(yōu)選為至少工業(yè)純300目)


全部粉料在粉體混合機中混合均勻。
增黑劑的制備方法是把典型過渡族金屬氧化物在混合機上混合均勻，然后在1200℃燒結(jié)，恒溫兩小時，隨爐冷后粉碎到300目，得到所述的增黑劑。
3.配制A3鋼板高溫節(jié)能涂料100kg在容器中，先放進配制好的功能填料35kg，邊攪拌邊加入復(fù)合改性水玻璃48.75kg，使用高速分散機邊分散邊加入復(fù)合改性硅溶膠16.25kg，在高速分散機分散工作至少0.5小時后，檢測和調(diào)節(jié)粘度，檢測和調(diào)節(jié)pH值，靜置至少10小時，便是所制的100kg金屬高溫節(jié)能涂料。
實施例二用于不銹鋼的的高溫環(huán)保型節(jié)能涂料涂料100kg＝高溫粘結(jié)劑70kg+功能填料30kg1.配制高溫粘結(jié)劑70kg高溫粘結(jié)劑70kg＝復(fù)合改性水玻璃56kg+復(fù)合改性硅溶膠14kg①配制復(fù)合改性水玻璃56kg水玻璃(優(yōu)選模數(shù)m≥3) 36.40kg10％濃度的稀硫酸液2.24kg50％濃度的有機硅樹脂液2.24kg10％濃度的松香液 2.24kg10％濃度有機膨潤土液 1.68kg5％濃度羧甲基纖維素水溶液 4.48kg辛烷基酚聚氧乙烯醚2.24kg50％濃度環(huán)氧樹脂液2.24kg50％濃度硅烷偶聯(lián)劑液 2.24kg在高速分散機中先加入水玻璃，在高速分散操作中分別緩慢加入上述各改性組分，用高速分散機繼續(xù)分散半小時后，邊加熱邊高速分散，升溫到50℃至60℃為止，繼續(xù)高速分散半小時，自然冷卻后得到所述的復(fù)合改性水玻璃。
②復(fù)合改性硅溶膠液14kg納米SiO2(優(yōu)選為20～35nm范圍的SiO2) 0.70kg50％濃度硅烷偶聯(lián)劑溶液0.84kg辛烷基酚聚氧乙烯醚0.70kg磷苯二甲酸二丁醇 0.56kg磷酸三丁脂0.56kg50％濃度有機硅樹脂溶液0.84kg30％濃度的硅溶膠 9.80kg用高速分散機在高速分散操作中分別緩慢加入上述各組分，加完后繼續(xù)高速分散1小時，得到所述的復(fù)合改性硅溶膠。
2.配制功能填料30kg(優(yōu)選為至少工業(yè)純300目)

全部粉料在粉體混合機中混合均勻。
增黑劑的制備方法是把典型過渡族金屬氧化物在混合機上混合均勻，然后在1200℃燒結(jié)，恒溫兩小時，隨爐冷后粉碎到300目，得到所述的增黑劑。
3.制金屬高溫節(jié)能涂料100kg在容器中，先放進配制好的功能填料30kg，邊攪拌邊加入復(fù)合改性水玻璃56kg，使用高速分散機邊分散邊加入復(fù)合改性硅溶膠14kg，在高速分散機分散工作至少0.5小時后，檢測和調(diào)節(jié)粘度，檢測和調(diào)節(jié)pH值，靜置至少10小時，便是所制的100kg金屬高溫節(jié)能涂料。
實施例三用于鍋爐鋼的的高溫環(huán)保型節(jié)能涂料涂料100kg＝高溫粘結(jié)劑60kg+功能填料40kg
1.配制高溫粘結(jié)劑60kg高溫粘結(jié)劑60kg＝復(fù)合改性水玻璃51kg+復(fù)合改性硅溶膠9kg①配制復(fù)合改性水玻璃51kg水玻璃(優(yōu)選模數(shù)m≥3) 35.70kg10％濃度的稀硫酸液2.04kg50％濃度的有機硅樹脂液1.02kg10％濃度的松香液 2.04kg10％濃度有機膨潤土液 1.02kg5％濃度羧甲基纖維素水溶液 3.06kg辛烷基酚聚氧乙烯醚2.04kg50％濃度環(huán)氧樹脂液2.04kg50％濃度硅烷偶聯(lián)劑液 2.04kg在高速分散機中先加入水玻璃，在高速分散操作中分別緩慢加入上述各改性組分，用高速分散機繼續(xù)分散半小時后，邊加熱邊高速分散，升溫到50℃至60℃為止，繼續(xù)高速分散半小時，自然冷卻后得到所述的復(fù)合改性水玻璃。
②復(fù)合改性硅溶膠液9kg納米SiO2(優(yōu)選為20～35nm范圍的SiO2) 0.36kg50％濃度硅烷偶聯(lián)劑溶液0.27kg辛烷基酚聚氧乙烯醚0.36kg磷苯二甲酸二丁醇 0.27kg磷酸三丁脂0.27kg50％濃度有機硅樹脂溶液0.45kg30％濃度的硅溶膠 7.02kg用高速分散機在高速分散操作中分別緩慢加入上述各組分，加完后繼續(xù)高速分散1小時，得到所述的復(fù)合改性硅溶膠。
2.配制功能填料40kg(優(yōu)選為至少工業(yè)純300目)


全部粉料在粉體混合機中混合均勻。
增黑劑的制備方法是把典型過渡族金屬氧化物在混合機上混合均勻，然后在1200℃燒結(jié)，恒溫兩小時，隨爐冷后粉碎到300目，得到所述的增黑劑。
3.制金屬高溫節(jié)能涂料100kg在容器中，先放進配制好的功能填料40kg，邊攪拌邊加入復(fù)合改性水玻璃51kg，使用高速分散機邊分散邊加入復(fù)合改性硅溶膠9kg，在高速分散機分散工作至少0.5小時后，檢測和調(diào)節(jié)粘度，檢測和調(diào)節(jié)pH值，靜置至少10小時，便是所制的100kg金屬高溫節(jié)能涂料。
實施例四性能實驗1、將本發(fā)明所述的高溫環(huán)保型節(jié)能涂料樣品A與用丙烯酸、甘油和水溶性硅油改性無機粘結(jié)劑涂料樣品B進行對比檢測，發(fā)現(xiàn)A的硬度比B高，高約100Hv；在樣品A上滴水，水不滲進涂層，而在樣品B上滴水，水即滲干，可見樣品A的致密度高于樣品B。
2、將本發(fā)明所述的高溫環(huán)保型節(jié)能涂料樣品A與在先專利ZL01130126.0所述涂料樣品C進行對比檢測，樣品A有催化離滲劑，易產(chǎn)生正離子Al3+、Cr3+，滲進金屬基體，高溫時間越長，界面交叉互滲、結(jié)合更牢，并使金屬界面得到調(diào)質(zhì)、改性、致密合金化的效果。
3、將本發(fā)明所述的高溫環(huán)保型節(jié)能涂料樣品A與在先專利ZL01130126.0所述涂料樣品C進行對比檢測，取一個鋁煲，裝300ml水，用電爐加熱，電度表量度耗電、用秒表計算升溫時間鋁煲無涂料測試30℃～100℃，耗電0.13度，耗時472秒；煲底涂涂料樣品C30℃～100℃，耗電0.11度，耗時410秒，節(jié)電15％，節(jié)時13％；煲底涂涂料樣品A30℃～100℃，耗電0.095度，耗時354秒，節(jié)電26％，節(jié)時25％。
可見，本發(fā)明所述的高溫環(huán)保型節(jié)能涂料的涂層輻射吸收能力更強，節(jié)能效果更顯著。
權(quán)利要求
1.金屬用的高溫環(huán)保型節(jié)能涂料，其特征在于，按重量百分比包括以下組分功能填料30～40％，高溫粘結(jié)劑60～70％；所述的高溫粘結(jié)劑，按重量百分比包括以下組分復(fù)合改性水玻璃75～85％，復(fù)合改性硅溶膠15～25％；所述涂料的制備方法是在容器中先加入預(yù)先配好的功能填料，邊攪拌邊加入預(yù)先配好的復(fù)合改性水玻璃與復(fù)合改性硅溶膠，用高速分散機高速分散至少0.5小時，檢測和調(diào)節(jié)粘度，檢測和調(diào)節(jié)pH值至10～12，靜置至少10小時，得到所述涂料；所述功能填料為粉料，按重量百分比包括以下組分SiO210～15％，TiO215～20％，增黑劑15～25％，ZrO23～10％，SiC 15～18％，Al2O31～4％，Cr2O31～4％，Co2O31～4％，La2O31～4％，滑石粉5～10％，鈦酸鉀晶須5～10％，C1～4％，Al 4～10％，Cr 1～4％，NH4Cl 0.5～2％，NaF 0.5～2％，尿素1～4％，硼砂1～4％；所述功能填料的制備方法是用粉料混合機把各組分混合，得到所述的功能填料；所述的復(fù)合改性水玻璃，按重量百分比包括以下組分水玻璃65～80％，10％濃度稀硫酸1～4％，50％濃度有機硅樹脂溶液2～4％，10％濃度的松香溶液1～4％，10％濃度的有機膨潤土水溶液2～4％，5％濃度的羧甲基纖維素溶液 4～8％，辛烷基酚聚氧乙烯醚1～4％，50％濃度的環(huán)氧樹脂溶液2～4％，以及50％濃度的硅烷偶聯(lián)劑溶液 2～4％；所述的復(fù)合改性水玻璃的制備方法是在高速分散機中先加入水玻璃，在高速分散操作中分別緩慢加入上述各改性組分，用高速分散機繼續(xù)分散半小時后，邊加熱邊高速分散，升溫到50℃至60℃為止，繼續(xù)高速分散半小時，自然冷卻后得到所述的復(fù)合改性水玻璃；所述的復(fù)合改性硅溶膠，按重量百分比包括以下組分納米SiO23～5％，50％濃度的硅烷偶聯(lián)劑溶液2～6％，辛烷基酚聚氧乙烯醚 3～5％，磷苯二甲酸二丁酯2～4％，磷酸三丁酯 2～4％，50％濃度的有機硅樹脂溶液3～6％，以及30％濃度的硅溶膠70～85％；所述的復(fù)合改性硅溶膠的制備方法是用高速分散機在高速分散操作中分別緩慢加入上述各組分，加完后繼續(xù)高速分散1小時，得到所述的復(fù)合改性硅溶膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于所述功能填料中，各組分至少為工業(yè)純300目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于所述功能填料中，增黑劑的制備方法是把典型過渡族金屬氧化物在混合機上混合均勻，然后在1200℃燒結(jié)，恒溫兩小時，隨爐冷后粉碎到300目，得到所述的增黑劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于所述的復(fù)合改性水玻璃中，水玻璃為模數(shù)m≥3的水玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料，其特征在于所述的復(fù)合改性硅溶膠中，納米SiO2為20～35nm范圍的SiO2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬用的功能涂料。本發(fā)明所述的金屬用的高溫環(huán)保型節(jié)能涂料，按重量百分比包括以下組分功能填料30～40％，高溫粘結(jié)劑60～70％；所述的高溫粘結(jié)劑，按重量百分比包括以下組分復(fù)合改性水玻璃75～85％，復(fù)合改性硅溶膠15～25％；所述涂料的制備方法是在容器中先加入預(yù)先配好的功能填料，邊攪拌邊加入預(yù)先配好的復(fù)合改性水玻璃與復(fù)合改性硅溶膠，用高速分散機高速分散至少0.5小時，檢測和調(diào)節(jié)粘度，檢測和調(diào)節(jié)pH值至10～12，靜置至少10小時，得到所述涂料。所述涂料克服了龜裂、氣泡現(xiàn)象的發(fā)生，致密度和強度有明顯提高，節(jié)能效果更好，且是環(huán)保型涂料。
文檔編號C09D193/04GK101058696SQ20071002803
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者曾慶衿 申請人:曾慶衿