一种耐温隔热材料及其应用的制作方法

本发明属于隔热材料，涉及一种耐温隔热材料及其应用；尤其材料固化后具有卓越的阻燃，隔热和耐高温的能力，此材料耐温可达1300℃。

背景技术：

1、目前市面上自膨胀的隔热材料，如膨胀微球，一般都是在热塑性聚合物里封入液态烷烃气体组成。这些膨胀微球中间空心，平均直径范围从10到100μm。当加热膨胀微球时，壳内的气体压力增加并且热塑性聚合物外壳软化，从而使膨胀微球体积显著增加。当冷却时，膨胀微球聚合物外壳再次变硬，使得聚合物体局固定。完全膨胀后，膨胀微球直径和体积都会发生变化，例如直径从20um增大到40μm，体积即增加23＝8倍。常见的膨胀温度范围从100到220℃。所以此膨胀微球加入到涂层材料中后，加热会使得涂层材料膨胀，形成充满无数个气泡的中控聚合物材料。这种固-气-固交替材料的导热系数低，隔热效果好。

2、但是由于此种膨胀微球内部充斥的都是有机烷烃气体，遇到高温(如1300℃)就会出现燃烧坍塌，所以其无法用于高温条件下的隔热。

技术实现思路

1、针对现有涂层产品不能满足要求，本发明的目的在于提供一种耐温隔热材料及其应用；将该材料涂敷于需要保护的基材之上，固化生成膨胀的中空耐温隔热材料。另外，该材料可以长时间耐受1300℃高温，隔热效果好。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、本发明涉及一种耐温隔热材料，以占材料总重的重量百分比含量计，所述材料包括如下组分：

4、

5、

6、其它有机溶剂补齐至100％。

7、作为本发明一个实施方案，所述3-(叠氮基丙基)硅烷可以是3-(叠氮基丙基)三乙氧基硅烷，3-(叠氮基丙基)三甲氧基硅烷或者两者的混合物。其可以在醋酸钯(pd(o2ac)2)和dmap的联合催化下，与含羧基的树脂于150℃或以上温度发生反应，生成更大分子量的含胺基的树脂，并释放出二氧化碳和氮气；过程示意如下：

8、

9、上述产气的反应比固化成膜的反应慢，即在已经成膜后，气体才逐渐产生，产生的二氧化碳和氮气在材料内部形成大小不一的气孔，这样形成固-气-固这样的内部结构，从而达到降低材料导热系数和隔热的效果。此外，这两种气体不燃也有阻燃的特性。以质量的百分比计，其占总重的比例为1-10％。优选3-(叠氮基丙基)硅烷占总重的比例为2-5％。

10、本发明的体系中，含有羧基官能团的柔性有机硅树脂，在150℃时，其所含硅氧基逐渐自交联反应或者与3-(叠氮基丙基)硅烷所含硅氧基团反应固化成膜，粘度变大，把产生的二氧化碳和氮气锁在材料内部。其羧基的摩尔当量与3-(叠氮基丙基)三乙氧基硅烷的叠氮基摩尔当量比为2:1-1.1:1。摩尔比太高会有大量羧基残留，羧基残留太多会导致材料本身耐水性变差。摩尔比太低，会导致3-(叠氮基丙基)三乙氧基硅烷的叠氮有残留，其具有一定的危险性。

11、作为本发明一个实施方案，所述含有羧基官能团的柔性硅树脂为端羧基封端柔性硅树脂；具体为具有羧基官能团封端的柔性有机硅耐热树脂。羧基官能团封端，即羧基在柔性树脂两边，对柔韧性下降影响比较小。

12、作为本发明一个实施方案，所述醋酸钯(pd(o2ac)2)为催化剂，其占3-(叠氮基丙基)硅烷的质量比为1-5％。催化剂含量太低，会影响反应速度导致产生气体不足。催化剂含量太高会导致气体产生速度太快，材料本身还没有固化成膜，气体已经产完，最终其它逃出材料。

13、作为本发明一个实施方案，所无机填料选用固体无机填料，其d50粒径为1nm-100μm。其粒径没有特别要求，但是一定要是耐高温(1300℃)的无机填料，即1300℃高温稳定的固体无机填料。如二氧化硅，高岭土，硅土等，其主要用来降低成本，可加可不加。

14、作为本发明一个实施方案，所述无机填料的用量为0.1-50％。可以为1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％等。

15、作为本发明一个实施方案，所述4-二甲氨基吡啶，为工业纯度以上即可，其也为催化剂，配合醋酸钯共同催化下式所示反应。其占3-(叠氮基丙基)硅烷的质量比为1-5％。

16、

17、作为本发明一个实施方案，所述阻燃剂，为液体或者固体阻燃剂，没有具体限制。由于材料本身具有不可燃特性，所以阻燃剂可以不添加，或者添加加强材料的阻燃性。添加阻燃剂时，选择其用量为0.1-5％。

18、作为本发明一个实施方案，所述其他助剂，为分散剂、消泡剂、润湿流平剂、流变助剂中的一种或多种组合。

19、作为本发明一个实施方案，所述其他助剂的用量为0.1-10％。

20、作为本发明一个实施方案，所述高沸点醇类溶剂可以是聚乙二醇、聚丙二醇、二丙二醇中的一种或多种组合。

21、作为本发明一个实施方案，所述其它有机溶剂包括酯类、酮类、烷烃溶剂、芳香族溶剂中的一种或多种组合。

22、本发明还涉及一种耐温隔热新材料在制备中的应用，其通过喷涂、浸涂或刷涂于需要保护的基材之上，形成涂层材料。

23、作为本发明一个实施方案，所述喷涂、浸涂或刷涂后，通过150-200℃干燥10-30分钟完全固化成膜。

24、作为本发明的一个实施方案，所述基材包括钢铁、不锈钢、铝和电镀基材。

25、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

26、1)具有现有产品不具备的耐高温性能，这使得其可以用于高温隔热领域。

27、2)具有现有产品不具备的阻燃性，这使得其可以用于有明火的隔热。

技术特征：

1.一种耐温隔热材料，其特征在于，以占材料总重的重量百分比含量计，所述材料包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的耐温隔热材料，其特征在于，所述3-(叠氮基丙基)硅烷为3-(叠氮基丙基)三乙氧基硅烷、3-(叠氮基丙基)三甲氧基硅烷中至少一种。

3.根据权利要求1所述的耐温隔热材料，其特征在于，所述含有羧基官能团的柔性硅树脂为端羧基封端柔性硅树脂。

4.根据权利要求1所述的耐温隔热材料，其特征在于，所述醋酸钯的用量占3-(叠氮基丙基)硅烷的质量比为1-5％。

5.根据权利要求1所述的耐温隔热材料，其特征在于，所述无机填料选用固体无机填料，其d50粒径为1nm-100μm。

6.根据权利要求1所述的耐温隔热材料，其特征在于，所述4-二甲氨基吡啶的用量占3-(叠氮基丙基)硅烷的质量比为1-5％。

7.根据权利要求1所述的耐温隔热材料，其特征在于，所述阻燃剂为液体或者固体阻燃剂。

8.根据权利要求1所述的耐温隔热材料，其特征在于，所述其他助剂为分散剂、消泡剂、润湿流平剂、流变助剂中的一种或多种组合；所述其它有机溶剂包括酯类、酮类、烷烃溶剂、芳香族溶剂中的一种或多种组合。

9.根据权利要求1所述的耐温隔热材料，其特征在于，所述高沸点醇类溶剂为聚乙二醇、聚丙二醇、二丙二醇中的一种或多种组合。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的耐温隔热材料在制备中的应用，其特征在于，其通过喷涂、浸涂或刷涂于需要隔热保护的基材之上，通过150-200℃的热固化成膜。

技术总结本发明公开了一种耐温隔热材料及其应用；所述耐温隔热材料包括如下重量百分比含量计的各组分：3‑(叠氮基丙基)硅烷1‑10％、含有羧基官能团的柔性硅树脂1‑50％，醋酸钯1‑10％、无机填料0‑50％，4‑二甲氨基吡啶0.01‑0.5％，阻燃剂0‑5％,其它助剂0‑10％，高沸点醇类溶剂5‑30％，其它有机溶剂补齐至100％；应用时，喷涂于金属基材上。本发明公开了一种耐温隔热材料的制备方法。此材料可通过热固化成膜，具有卓越的隔热性能和耐高温性能。技术研发人员：姚下银,郭留伟,徐陈,袁阔,张明华受保护的技术使用者：上海库曜新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11