一种耐火隔热涂料、制备方法及包含其的高压气瓶与流程

本发明涉及高压气瓶，具体而言，涉及一种耐火隔热涂料、制备方法及包含其的高压气瓶。

背景技术：

1、现有的三型高压气瓶一般都是由金属内胆(铝内胆或钢内胆)，在外部筒身和封头缠绕上纤维，最终形成的复合气瓶，缠绕层通常采用碳纤维，保护层一般为玻璃纤维。碳纤维耐热温度通常在300℃以下，而玻璃纤维耐热一般在350℃左右；然而在发生火灾时，气瓶温度会迅速升高达到800℃，仅靠纤维缠绕气瓶内胆无法经受住高温。因而会使其性能会大大降低，甚至失效，在阀门泄放过程中，气瓶发生爆炸的风险会大大升高。因此，有必要对内胆的保护层进行加工设计以满足气瓶的耐火需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐火隔热涂料、制备方法及包含其的高压气瓶，其可降低气瓶的热量传递效率，具有更好的耐火隔热效果，并可表现出较好的力学性能。

2、本发明的实施例通过以下技术方案实现：

3、一种耐火隔热涂料，按重量份数计，包括：5-10份中空玻璃微珠、40-60份改性聚酰胺树脂、1-5份成膜助剂、15-30份钛酸酯偶联剂、30-50份水；所述中空玻璃微珠通过钛酸酯偶联剂预先进行表面处理；所述改性聚酰胺树脂为端羟基聚二甲基硅氧烷改性的聚酰胺树脂。

4、其中，所述中空玻璃微珠的表面处理方法为：将中空玻璃微珠加入乙醇溶液中混匀，并控制反应温度为50-70℃，随后加入中空玻璃微珠质量0.2-0.8％的偶联剂，反应1-2h后，降至室温，抽滤后，在100-150℃下烘干1-3h，即得所述中空玻璃微珠。

5、所述改性聚酰胺树脂的制备方法为：以质量比为3-5:1称取聚酰胺树脂和端羟基聚二甲基硅氧烷混合均匀，然后加热至60-90℃预反应0.5-1h；然后加入乙二酸，继续升温至90-110℃，反应0.5-1h；最后，缓速逐滴加入异辛酸铋，继续升温至110-130℃，抽真空2h，即得到所述端羟基聚二甲基硅氧烷改性的聚酰胺树脂。

6、一种耐火隔热涂料的制备方法，包括以下步骤：将成膜助剂和水混合后，加入钛酸酯偶联剂、粘结剂，进行高速分散，然后加入经表面处理后的中空玻璃微珠，搅拌均匀后，即得所述耐火隔热涂料。

7、一种耐火隔热高压气瓶，包括内胆，以及从内至外依次设置在内胆外表面的缠绕层、上述的耐火隔热涂料层、耐火层。

8、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

9、本发明耐火隔热涂料中由于添加了表面处理的中空玻璃微珠，提升中空玻璃微珠与聚酰胺树脂的界面相容性及粘合能力，进而使中空玻璃微珠在涂料中分散得更加均匀，使得中空玻璃微珠在涂料中团聚减少，比表面积增大，进而降低热量传递效率；且可使得涂料表现出较好的力学性能；同时与通过端羟基聚二甲基硅氧烷改性的聚酰胺的树脂结合，提高了整体的结合力度，从而使得改性聚酰胺树脂在热氧条件下分解，有利于硅元素的富集形成含硅氧碳的稳定杂化碳层，阻碍气体和热量的交换，延缓基体的进一步分解；而且，si-o键与c-o键和c-c键相比具有更大的键能，需要更大的能量才能使环氧的网络结构降解，因而表现出更好的耐火隔热效果。

技术特征：

1.一种耐火隔热涂料，其特征在于，按重量份数计，包括：5-10份中空玻璃微珠、40-60份改性聚酰胺树脂、1-5份成膜助剂、15-30份钛酸酯偶联剂、30-50份水；所述中空玻璃微珠通过钛酸酯偶联剂预先进行表面处理；所述改性聚酰胺树脂为端羟基聚二甲基硅氧烷改性的聚酰胺树脂。

2.根据权利要求1所述的耐火隔热涂料，其特征在于，所述中空玻璃微珠的表面处理方法为：将中空玻璃微珠加入有机溶液中混匀，随后加入钛酸酯偶联剂，反应一段时间后，经抽滤、烘干处理后，即得所述中空玻璃微珠。

3.根据权利要求2所述的耐火隔热涂料，其特征在于，所述中空玻璃微珠的表面处理方法为：将中空玻璃微珠加入乙醇溶液中混匀，并控制反应温度为50-70℃，随后加入中空玻璃微珠质量0.2-0.8％的偶联剂，反应1-2h后，降至室温，抽滤后，在100-150℃下烘干1-3h，即得所述中空玻璃微珠。

4.根据权利要求1所述的耐火隔热涂料，其特征在于，所述改性聚酰胺树脂的制备方法为：将聚酰胺树脂和端羟基聚二甲基硅氧烷混合均匀后加入乙二酸，反应一段时间，然后缓速逐滴加入异辛酸铋，反应后即得所述改性聚酰胺树脂。

5.根据权利要求4所述的耐火隔热涂料，其特征在于，所述聚酰胺树脂、端羟基聚二甲基硅氧烷、乙二酸和异辛酸铋的质量比为100-150：30-35：1.5-2：1。

6.根据权利要求4所述的耐火隔热涂料，其特征在于，聚酰胺树脂和端羟基聚二甲基硅氧烷混合均匀后加热至60-90℃预反应0.5-1h。

7.根据权利要求4所述的耐火隔热涂料，其特征在于，加入乙二酸后继续升温至90-110℃，反应0.5-1h。

8.根据权利要求4所述的耐火隔热涂料，其特征在于，加入异辛酸铋后继续升温至110-130℃，抽真空2h。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述的耐火隔热涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将成膜助剂和水混匀后，加入钛酸酯偶联剂、改性聚酰胺树脂，进行高速分散，然后加入经表面处理后的中空玻璃微珠，搅拌均匀后，即得所述耐火隔热涂料。

10.一种耐火隔热高压气瓶，包括内胆，其特征在于，还包括从内至外依次设置于所述内胆外表面的碳纤维缠绕层、权利要求1-8任一项所述的耐火隔热涂料层以及高硅氧玻璃纤维耐火层。

技术总结本发明提供了一种耐火隔热涂料，按重量份数计，包括：5‑10份中空玻璃微珠、40‑60份改性聚酰胺树脂、1‑5份成膜助剂、15‑30份钛酸酯偶联剂、30‑50份水；所述中空玻璃微珠通过钛酸酯偶联剂预先进行表面处理；所述改性聚酰胺树脂为端羟基聚二甲基硅氧烷改性的聚酰胺树脂；其制备方法为：将成膜助剂和水混合后，加入钛酸酯偶联剂、粘结剂，进行高速分散，然后加入经表面处理后的中空玻璃微珠，搅拌均匀后即得；一种耐火隔热高压气瓶，包括内胆，以及从内至外依次设置在内胆外表面的缠绕层、上述耐火隔热涂料层、耐火层；本发明耐火隔热涂料可降低气瓶的热量传递效率，具有更好的耐火隔热效果，并可表现出较好的力学性能。技术研发人员：胡磊,郭永智,刘博,李明受保护的技术使用者：中材科技（成都）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11