一种液态陶瓷隔热涂料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及隔热涂料，尤其涉及一种液态陶瓷隔热涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、二十世纪七十年代初，美国涂料专家利用物质在真空状态下，其分子振动热传导和对流传导两种方式完全消失的特性，采用nasa航天器隔热材料技术，将粒径在6-10um的球形空心陶瓷微泡填悬于惰性乳胶基料(水性)中，得到一种高性能，高品质的绝热材料-陶瓷微泡隔热保温涂料。自此，采用空心微粒作为填料以制备性能优良的保温涂料成为特殊机能涂料研究的热点。这种特殊机能涂料在建筑构件表面薄薄的涂刷一层，就可有效地增强建筑的隔热保温效果，不仅在采暖季节可使室温提高3-5℃，夏天可使室内降低同样甚至更低的温度。由于这种涂料本身特殊的由极微小的空心陶瓷微泡和与其相适应的环保乳液组成的水性涂料体系，使得该涂料不仅能有效地绝热，而且还有着优良的防水、防潮、防腐蚀、防紫外线老化、耐酸碱、耐盐雾等性能，材料无有害物质成分，其固化物含量高，延展性、附着性好，施工简便，使用寿命长。它与墙体、金属、木制品等基底有较强的附着力，直接在基体表面涂抹即可达到隔热保温目的。由于涂料的特殊成分和涂层内部结构特点，所以涂层内蓄积的热量很少，形成相当高的绝热效果，大大地降低建筑能耗。

2、在制备隔热涂料时，人们常追求低导热系数、低热阻等涂料，如玻璃棉类涂料、陶瓷类涂料等，但是导热系数越低，在一些高温应用环境中，由于热无法向外传递，长时间运行过程中，热量会积累在涂层内部，导致其发生裂解，而影响其应用；也会因长时间外部热量无法传递进到内部，使得内部保持较冷的环境中，如在房间中的应用，使人会有阴森森的感觉，若内部为较为潮湿的环境，内部还会容易霉变。因此，在实际应用中，需要根据建筑物的实际需求和情况，综合考虑涂层的厚度和导热系数，选择最适合的材料。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明目的之一在于提供一种液态陶瓷隔热涂料，其导热系数、热阻等参数适中，隔热效果较好。

2、本发明目的之二在于提供一种上述液态陶瓷隔热涂料的制备方法，其制备步骤简单，易于推广。

3、本发明目的之三在于提供一种上述液态陶瓷隔热涂料的应用，将其应用在厂房建筑的表面保温隔热、设备表面保温隔热中，如各类工业厂房、化工企业、制冷企业、建筑隔热等厂房建筑、风力设施、工业设备、消防设备设施、军事设备、电力设备、石油石化管道、船舶设施、物流设施等设备。

4、本发明目的之一采用如下技术方案实现：

5、一种液态陶瓷隔热涂料，由如下重量份的组分组成：

6、陶瓷粉15份-30份，微晶玻璃粉2份-8份，有机玻璃粉1份-10份，粘合剂20份-40份，固化剂20份-40份，成膜助剂1份-5份，分散剂1份-5份，消泡剂1份-5份；

7、其中，陶瓷粉是由质量比1：(0.5-0.8)的重质碳酸钙、磷酸钙组成。

8、即，本发明通过以陶瓷粉、微晶玻璃粉和有机玻璃粉为主要成分，再配合粘合剂及成膜助剂、分散剂、消泡剂等助剂的作用，导热系数、热阻等参数适中，隔热效果较好。

9、其中，陶瓷粉中的重质碳酸钙是由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成，具有化学纯度高、惰性大、不易化学反应、热稳定性好、分散性好等优点。重质碳酸钙的形状为不规则，其颗粒大小差异较大，而且颗粒有一定的棱角，表面粗糙，粒径分布较宽，粒径较大，平均粒径一般为1～10μm，其导热系数在0.127-0.170w/(m·k)之间。

10、磷酸钙的晶体结构为三方晶系，晶体结构比较密实，晶体较小，其平均粒径为0.5-15μm，导热系数在0.25～0.32w/(m·k)左右，其配合重质碳酸钙，使体系涂层中能够形成微隔层，以提高体系的隔热性能，同时它们的导热系数适中，不会偏低，也不会偏高。

11、进一步地，陶瓷粉是由质量比1：(0.6-0.7)的重质碳酸钙、磷酸钙组成，如1：0.6、1：0.65、1：0.7。

12、进一步地，微晶玻璃为将微晶陶瓷玻璃包裹于聚碳酸酯中所形成的复合产物。具体的操作步骤为：将微晶陶瓷玻璃粉均匀融于熔融状态的聚碳酸酯中，再通过造粒机，造粒而成。其中，微晶陶瓷玻璃与聚碳酸酯的质量比为1：(1.3-1.8)。通过将微晶陶瓷玻璃包裹于聚碳酸酯中，使体系在低温时，对体系的导热系数、热阻等影响不大，当体系在高温时，由于聚碳酸酯的包裹稍微发生软化，而打开包裹其内的微晶陶瓷玻璃，使体系中各层之间的微晶陶瓷玻璃可产生作用，增加体系中的导热系数，使热阻稍微降低，达到不同的使用效果。

13、微晶陶瓷玻璃的性能指标为：密度2.53-2.55g/cm3；热膨胀系数0-10x10-7/℃(500℃)；长期800℃强度不降低；连续1000℃温差热冲击不破裂；抗折强度200mpa。

14、微晶陶瓷玻璃又称玻璃陶瓷或结晶化玻璃，是把加有晶核剂(或不加晶核剂)的特定组成的玻璃在一定条件下进行热处理，使原有单一的玻璃相形成了由微晶相和玻璃相均匀分布的复合材料。

15、进一步地，微晶陶瓷玻璃采购于厦门市益唯特玻璃有限公司的微晶陶瓷玻璃。聚碳酸酯购于阿拉丁，cas编号:25037-45-0。

16、进一步地，粘合剂为有机硅改性环氧树脂。

17、进一步地，有机硅改性环氧树脂的制备步骤为：

18、将环氧树脂的环己酮溶液与活性有机硅的二甲苯溶液加入三口烧瓶中，加入催化剂三乙酰丙酮铝，升温至回流温度，反应完成后，减压蒸出溶剂，即得有机硅改性环氧树脂。其中，环氧树脂与活性有机硅的质量比为1：(1.5-3)。环氧树脂为epikote1007和/或epikote1004。活性有机硅为kh550、kh560、kh570、kh792、dl602等硅烷偶联剂。

19、进一步地，有机玻璃粉购于浩正新材料科技(东莞)有限公司，牌号为cg-137。

20、进一步地，固化剂为偏苯三酐-咪唑酯固化剂和/或二苯酮四甲酸酐固化剂；成膜助剂为醇酯十二、乙二醇二醋酸酯、二丙二醇丁醚中的一种或两种以上；分散剂为山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚环氧乙烷烷基醚、烷基二胺中的一种或两种以上，消泡剂为有机硅消泡剂。

21、本发明目的之二采用如下技术方案实现：

22、一种液态陶瓷隔热涂料的制备方法，包括如下制备步骤：

23、s1：依次将陶瓷粉、微晶玻璃粉、有机玻璃粉分别放入球磨机中，以15转/分-25转/分进行球磨20min-30min，并每5分钟增加5转，直到球磨完成，得到混合粉末；

24、s2：将成膜助剂、分散剂加入到粘合剂中，搅拌均匀，然后再在不断搅拌下加入混合粉末，搅拌均匀，再加入固化剂和消泡剂，再搅拌均匀，即得。

25、本发明目的之三采用如下技术方案实现：

26、一种应用，将上述液态陶瓷隔热涂料涂覆在厂房建筑的表面保温隔热、设备表面保温隔热中。

27、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

28、本发明的液态陶瓷隔热涂料通过以陶瓷粉、微晶玻璃粉和有机玻璃粉为主要成分，再配合粘合剂及成膜助剂、分散剂、消泡剂等助剂的作用，导热系数、热阻等参数适中，隔热效果较好，其在300℃时，导热系数为0.276-0.307w/m.k，热阻为0.0325-0.0348m2k/w，在500℃时，导热系数为0.366-0.408w/m.k，热阻为0.0204-0.0272m2k/w。