專利名稱：工業(yè)隔熱保溫涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保溫涂料，具體涉及一種用于工業(yè)設(shè)備表面的水性、單組分隔熱 保溫涂料及其制備方法，屬于工業(yè)節(jié)能保溫材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的隔熱保溫材料有兩大類。一類為纖維類的傳統(tǒng)保溫材料， 如硅酸鋁纖維、巖棉、玻璃棉、陶瓷纖維等，它們的不足之處是施工時須用輔助材料包、纏、 裹或加固，保溫層較厚，接縫多，使用壽命短，施工時還需停產(chǎn)。另一類是無機(jī)保溫涂料，它 們的不足之處是需要高溫固化，不能采用快速噴涂施工工藝，施工周期長，抗壓強(qiáng)度低，涂 層脆性大，與基材附著性差，重金屬等有害物質(zhì)及揮發(fā)物(VOC)含量高，使用壽命短等，不 能滿足現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)環(huán)保、節(jié)能降耗的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為滿足現(xiàn)有工業(yè)設(shè)備的隔熱保溫需求，特別是針對表面溫度在 200°C以下、外形不規(guī)則、空間狹小、運(yùn)行環(huán)境濕度大的工業(yè)設(shè)備，提供一種可進(jìn)行快速隔熱 保溫施工的工業(yè)隔熱保溫涂料。該涂料為單組份、水溶性(環(huán)保無毒)，可常溫固化也可帶 溫固化，表面能形成致密的保護(hù)層，可以應(yīng)用在濕度較大的場所。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括如下技術(shù)方案一種工業(yè)隔熱保溫涂料，其包括水性聚合物粘合劑、10 50微米陶瓷中空微球、 10 50微米有機(jī)中空微球、片狀顏填料、鋸齒狀顏填料和助劑。如上所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其中，該水性聚合物粘合劑可選自苯丙無皂乳液 聚合物、純丙無皂乳液聚合物、硅丙無皂乳液聚合物、有機(jī)硅改性丙烯酸乳液聚合物和水性 環(huán)氧聚合物中的一種或多種。如上所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其中，該陶瓷中空微球的孔隙度優(yōu)選為85%以上， 其包括外徑為40 50微米的陶瓷中空微球和外徑為10 25微米的陶瓷中空微球，兩種 微球的比例為1 2 1。如上所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其中，該有機(jī)中空微球的孔隙度為85%以上，其包 括外徑為35 50微米的有機(jī)中空微球和外徑為10 25微米的有機(jī)中空微球，兩種微球 的比例為2 4 1。如上所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其中，該有機(jī)中空微球優(yōu)選為丙烯酸樹脂中空微 球。如上所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其中，該片狀顏填料優(yōu)選為片狀氧化鋅和/或片 狀氧化鋁。如上所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其中，該鋸齒狀顏填料優(yōu)選為粒徑為50 701 μ m 的蛭石粉和/或粒徑為50 70 μ m的膨脹珍珠巖粉。如上所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其中，該助劑可包括增稠劑、消泡劑、無機(jī)顏填料分散劑、有機(jī)顏填料分散劑、防霉殺菌劑、潤濕劑、PH值調(diào)節(jié)劑和硅烷偶聯(lián)劑中的一種或多 種。如上所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其中，該工業(yè)隔熱保溫涂料還可包括阻燃劑，該阻 燃劑選自氧化鎂、氧化鋯、氧化鈣和三氧化二鋁中的一種或多種。如上所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其中，該工業(yè)隔熱保溫涂料可包括水性聚合物粘合劑40 55重量份，10 50微米陶瓷中空微球0 35重量份，10 50微米有機(jī)中空微球0 25重量份，片狀顏填料2 3重量份，鋸齒狀顏填料4 5重量份，阻燃劑0 7重量份，助劑1 6重量份；其中，陶瓷中空微球和有機(jī)中空微球的總量不小于20重量份。如上所述的工業(yè)隔熱保溫涂料的制備方法，其包括如下步驟A.根據(jù)配方的比例將10 15重量份的去離子水注入到預(yù)混合分散罐內(nèi)，啟動攪 拌機(jī)，控制轉(zhuǎn)速在150-200轉(zhuǎn)/分鐘之間，加入1/2總加入量的無機(jī)顏填料分散劑、1/2總加 入量的潤濕劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢?；B.當(dāng)配方中包含阻燃劑和/或其它顏填料時，通過加入槽真空進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)行吸 入，其中，其它顏填料選自鈦白粉、高嶺土和滑石粉中的一種或多種；將1/3總加入量的消 泡劑通過助劑加入槽滴加入分散罐內(nèi)、調(diào)結(jié)變頻器調(diào)高攪拌轉(zhuǎn)速至1000 1200轉(zhuǎn)/分鐘， 進(jìn)行充分的分散；C.再將蛭石粉和珍珠巖粉體加入到該分散罐內(nèi)，將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為650 900轉(zhuǎn)/分 鐘，分散時間為15-20分鐘；在此期間滴加1/3總加入量的消泡劑；D.將水性聚合物粘合劑及步驟C分散后的漿料注入至調(diào)漆罐內(nèi)，用框式或漿式攪 拌槳進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速控制在300-600轉(zhuǎn)/分鐘，采用真空進(jìn)料系統(tǒng)吸入片狀顏填料，攪拌約 20分鐘，并在其間滴加1/3總加入量的消泡劑；轉(zhuǎn)速控制在50-100轉(zhuǎn)/分鐘，隨后真空進(jìn) 料系統(tǒng)吸入陶瓷中空微球和有機(jī)中空微球，隨后攪拌1.5-2小時，攪拌期間加入其它助劑 和余下的無機(jī)顏填料分散劑、潤濕劑，控制PH值為9-11 ；E.將涂料通過> 80目的過濾器進(jìn)行過濾后輸送至灌裝機(jī)進(jìn)行灌裝。本發(fā)明的有益效果在于(1)該工業(yè)隔熱保溫涂料采用的水性聚合物粘接劑環(huán)保、無毒、低V0C，適用于工 業(yè)企業(yè)的室內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備，并滿足連續(xù)生產(chǎn)情況下涂料常溫固化及帶溫固化的現(xiàn)場需求。(2)涂料中利用中空微球的孔隙空間達(dá)到減少熱傳導(dǎo)的目的。為滿足單位體積涂 層內(nèi)具有更多的封閉微孔，本發(fā)明采用直徑不同的無機(jī)、有機(jī)中空微球，從而使大直徑中空 微球的排列空隙由小直徑中空微球填充。為適應(yīng)工業(yè)設(shè)備的溫度變化(時常升溫、時常降 溫、高低溫交替)，本發(fā)明在使用無機(jī)陶瓷中空微球的同時摻雜有機(jī)中空微球，以提高涂料 抗壓、抗沖擊、耐溫度變化特性。(3)涂料中含有片狀氧化鋅或片狀氧化鋁顏填料，可以使涂層形成致密外表面，防 止因水分和水蒸氣進(jìn)入涂層內(nèi)部而降低該涂層的隔熱保溫性能，適合經(jīng)常使用高壓水清洗的設(shè)備及濕度大等比較惡劣的環(huán)境。(4)涂料中含有諸如超細(xì)蛭石粉和超細(xì)膨脹珍珠巖粉體的鋸齒狀顏填料，有利于 涂層與工業(yè)設(shè)備的不銹鋼及金屬結(jié)構(gòu)表面結(jié)合，提高涂層附著性能，在工業(yè)設(shè)備正常運(yùn)行 期間不會造成涂層脫落，使用壽命可達(dá)到10年，與一般工業(yè)設(shè)備固定資產(chǎn)折舊周期相當(dāng)。(5)本發(fā)明的隔熱保溫涂料可以應(yīng)用于表面溫度在-51°C至260°C的各種工業(yè)設(shè) 備的隔熱保溫，涂層厚度為3 10mm，能夠使設(shè)備表面降低溫度達(dá)80°C。應(yīng)用實(shí)踐表明，本 發(fā)明的隔熱保溫涂料能提高設(shè)備的升溫速度，從而提高了能源利用率；降低高溫設(shè)備表面 溫度，改善車間環(huán)境溫度，杜絕了人員灼傷事故的發(fā)生，保護(hù)人員安全；可以采用快速的施 工方法及工藝，無需工業(yè)設(shè)備停產(chǎn)施工；同時，涂層表面耐擦洗，外表美觀。
圖1為本發(fā)明涂層結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的工業(yè)隔熱保溫涂料包括水性聚合物粘合劑、10 50微米陶瓷中空微球、 10 50微米有機(jī)中空微球、片狀顏填料、鋸齒狀顏填料和助劑。其中，水性聚合物粘接劑是為滿足工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備一般是在室內(nèi)而且設(shè)備不 能停產(chǎn)或很少停產(chǎn)的連續(xù)生產(chǎn)線需要常溫固化及帶溫固化的現(xiàn)場需求，優(yōu)選水性環(huán)保、無 毒、低VOC的粘接劑體系，例如苯丙無皂乳液聚合物、純丙無皂乳液聚合物、硅丙無皂乳液 聚合物、有機(jī)硅改性丙烯酸乳液聚合物、水性環(huán)氧聚合物。隔熱保溫涂料的隔熱保溫性能與涂層中的封閉微孔數(shù)量及孔徑有關(guān)，本發(fā)明的陶 瓷中空微球和有機(jī)中空微球的孔隙度優(yōu)選為85%以上，為滿足在單位涂層體積內(nèi)擁有更多 的封閉微孔，可以選用直徑不同的中空微球，以形成大直徑(35-50μπι)的中空微球排列中 的空隙由小直徑(10-25μπι)的中空微球填充。此外，為提高涂層的機(jī)械性能，滿足工業(yè)設(shè) 備的溫度變化(時常升溫、時常降溫、高低溫交替)，使用無機(jī)陶瓷中空微球的同時可摻雜 有機(jī)中空微球，以提高涂料抗壓、抗沖擊、耐溫度變化特性。本發(fā)明涂料中無機(jī)陶瓷中空微 球與有機(jī)中空微球的比例為0 3. 5 0 2. 5，無機(jī)中空微球的加入量增加將提高隔熱涂 層的硬度，但是會造成涂層變脆，有機(jī)中空微球的加入量增加，可增加涂層的柔韌性，但是 會降低涂層的耐溫性能，可根據(jù)涂層的實(shí)際使用需求，調(diào)節(jié)兩者的添加量。為滿足快速施工 的需要，高固含量、高粘度的涂料一般采用高壓無氣噴涂設(shè)備進(jìn)行噴涂，因此要求陶瓷中空 微球及有機(jī)微球的自身抗壓強(qiáng)度應(yīng)大于23Μρ。片狀顏填料的選用是考慮到該涂層應(yīng)用在工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)環(huán)境中，高壓水清洗設(shè)備 及高濕度等比較惡劣的環(huán)境需要讓涂層形成無縫的致密表面，以防止水分和水蒸氣進(jìn)入涂 層內(nèi)部降低涂層的隔熱保溫性能及破壞涂層。可以選用市售涂料用片狀氧化鋅或片狀氧化鋁。鋸齒狀顏填料的使用是考慮到工業(yè)設(shè)備表面大多采用不銹鋼及金屬結(jié)構(gòu)光滑表 面，為提高涂層的附著性能，在工業(yè)設(shè)備正常運(yùn)行期間不會造成涂層脫落，使涂層使用壽命 大大提高，加入鋸齒狀顏填料的涂料使用壽命可達(dá)到10年，與一般工業(yè)設(shè)備固定資產(chǎn)折舊周期相當(dāng)。具體可以選用粒徑為50 70 μ m的蛭石粉和粒徑為50 70 μ m的膨脹珍珠巖 粉體，優(yōu)選地，該膨脹珍珠巖粉體在使用前經(jīng)水洗并烘干。作為工業(yè)用的功能性厚涂層涂料(3mm-10mm)，而且是工作在高溫環(huán)境下的涂料， 必須考慮到該涂料的阻燃性能，阻燃效果應(yīng)達(dá)到防火等級A級?？梢赃x用氧化鎂、氧化鋯、 氧化鈣、三氧化二鋁等阻燃劑。本發(fā)明的助劑可采用現(xiàn)有技術(shù)中通常使用的助劑及用量，優(yōu)選使用水性涂料專用 助劑。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方案中，消泡劑選用MZ消泡劑；無機(jī)顏填料分散劑選用漢 高 5040分散劑；有機(jī)顏填料分散劑選用漢高 5050分散劑；增稠劑選用ASE-60 (廣州冠 志化工有限公司生產(chǎn))堿溶脹增稠劑及Borchir Gel 0621締合型增稠劑；潤濕劑可以選 用漢高 110潤濕劑；防霉殺菌劑選用耐高溫BST-20型(浙江衢州百斯特環(huán)?？萍加邢薰?司生產(chǎn))防霉殺菌劑；硅烷偶聯(lián)劑選用三甲基氯硅烷或六甲基二硅氮烷，例如KHS 550(石 家莊誠和信化工有限公司生產(chǎn))型硅烷偶聯(lián)劑；PH值調(diào)節(jié)劑使用例如三乙胺、二甲基乙胺、 氨水或氫氧化鈉等。為增加涂層的遮蓋能力，本發(fā)明的隔熱保溫涂料中還可包括鈦白粉、高嶺土、滑石 粉等其它顏填料。利用涂層技術(shù)將本發(fā)明的隔熱保溫涂料涂覆在設(shè)備表面形成隔熱保溫涂層，其結(jié) 構(gòu)如圖ι所示，涂層由水性樹脂粘結(jié)劑1以及分布于其中的無機(jī)、有機(jī)空心微球4、片狀填 料3和鋸齒狀填料2構(gòu)成。其外表面由片狀填料3緊密排布形成致密防水薄層，其底面分 布的鋸齒狀填料2能與設(shè)備表面形成牢固結(jié)合。實(shí)施例1工業(yè)隔熱保溫涂料的制備及性能(一 )工業(yè)隔熱保溫涂料A D配方組成如表1所示。表 1
工〉Ik隔熱保溫涂料組成物原料名稱及規(guī)格A (重量比)B (重量比)C (重量比)D (重量比)水性聚 合物粘 合劑苯丙無皂乳液聚合物11%44%11%純丙無皂乳液聚合物22%27%硅丙無皂乳液聚合物6%有機(jī)硅丙烯酸乳液聚合物16%31%水性環(huán)氧聚合物2%2%2%8%隔熱保 溫功能 填料40-50μηι無機(jī)陶瓷中空微球12%17%18%10-25μπι無機(jī)陶瓷中空微球6%12%14%35-50μηι丙烯酸樹脂中空微球6%16%12-25 μπι丙烯酸樹脂中空微球3%5%機(jī)械性 能功能 顏填料超細(xì)蛭石粉2%2%2%2%水洗膨脹珍珠巖粉體2%2%2%2%片狀氧化鋅或片狀氧化鋁3%3%3%3%其它顏 填料金紅石型鈦內(nèi)粉6%8%6%8-8.5%復(fù)合阻燃劑3%3%7%高嶺土1%滑石粉0.5%0.5%0.5%水去離子水余量余量佘量余量
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)隔熱保溫涂料，其特征在于，其包括水性聚合物粘合劑、10 50微米陶瓷 中空微球、10 50微米有機(jī)中空微球、片狀顏填料、鋸齒狀顏填料和助劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其特征在于，所述水性聚合物粘合劑選 自苯丙無皂乳液聚合物、純丙無皂乳液聚合物、硅丙無皂乳液聚合物、有機(jī)硅改性丙烯酸乳 液聚合物和水性環(huán)氧聚合物中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其特征在于，所述陶瓷中空微球的孔隙 度為85%以上，其包括外徑為40 50微米的陶瓷中空微球和外徑為10 25微米的陶瓷 中空微球，兩種微球的比例為1 2 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其特征在于，所述有機(jī)中空微球?yàn)楸?酸樹脂中空微球，孔隙度為85%以上，其包括外徑為35 50微米的有機(jī)中空微球和外徑為 10 25微米的有機(jī)中空微球，兩種微球的比例為2 4 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其特征在于，所述片狀顏填料為片狀氧 化鋅和/或片狀氧化鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其特征在于，所述鋸齒狀顏填料為粒徑 為50 70 μ m的蛭石粉和/或粒徑為50 70 μ m的膨脹珍珠巖粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其特征在于，所述助劑包括增稠劑、消泡 劑、無機(jī)顏填料分散劑、有機(jī)顏填料分散劑、防霉殺菌劑、潤濕劑、PH值調(diào)節(jié)劑和硅烷偶聯(lián)劑 中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其特征在于，所述工業(yè)隔熱保溫涂料還 包括阻燃劑，該阻燃劑選自氧化鎂、氧化鋯、氧化鈣和三氧化二鋁中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的工業(yè)隔熱保溫涂料，其特征在于，所述工業(yè)隔熱 保溫涂料包括水性聚合物粘合劑40 55重量份，10 50微米陶瓷中空微球 0 35重量份，10 50微米有機(jī)中空微球 0 25重量份，片狀顏填料2 3重量份，鋸齒狀顏填料4 5重量份，阻燃劑0 7重量份，助劑1 6重量份；其中，陶瓷中空微球和有機(jī)中空微球的總量不小于20重量份。
10.權(quán)利要求9所述的工業(yè)隔熱保溫涂料的制備方法，其特征在于，其包括如下步驟A.根據(jù)配方的比例將10 15重量份的去離子水注入到預(yù)混合分散罐內(nèi)，啟動攪拌機(jī)， 控制轉(zhuǎn)速在150-200轉(zhuǎn)/分鐘之間，加入1/2總加入量的無機(jī)顏填料分散劑、1/2總加入量 的潤濕劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢?；B.當(dāng)配方中包含阻燃劑和/或其它顏填料時，通過加入槽真空進(jìn)料系統(tǒng)進(jìn)行吸入，其 中，其它顏填料選自鈦白粉、高嶺土和滑石粉中的一種或多種；將1/3總加入量的消泡劑通 過助劑加入槽滴加入分散罐內(nèi)，攪拌器轉(zhuǎn)速調(diào)制1000 1200轉(zhuǎn)/分鐘，進(jìn)行充分的分散；C.再將蛭石粉和珍珠巖粉體加入到該分散罐內(nèi)，將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為650 900轉(zhuǎn)/分鐘，分 散時間為15-20分鐘；在此期間滴加1/3總加入量的消泡劑；D.將水性聚合物粘合劑及步驟C分散后的漿料注入至調(diào)漆罐內(nèi)，用框式或漿式攪拌槳 進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速控制在300-600轉(zhuǎn)/分鐘，采用真空進(jìn)料系統(tǒng)吸入片狀顏填料，攪拌約20分 鐘，并在其間滴加1/3總加入量的消泡劑；轉(zhuǎn)速控制在50-100轉(zhuǎn)/分鐘，隨后真空進(jìn)料系統(tǒng) 吸入陶瓷中空微球和有機(jī)中空微球，隨后攪拌1.5-2小時，攪拌期間加入其它助劑和余下 的無機(jī)顏填料分散劑、潤濕劑，控制PH值為9-11 ；E.將涂料通過>80目的過濾器進(jìn)行過濾后輸送至灌裝機(jī)進(jìn)行灌裝。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種工業(yè)隔熱保溫涂料，其包括水性聚合物粘合劑、10～50微米陶瓷中空微球、10～50微米有機(jī)中空微球、片狀顏填料、鋸齒狀顏填料和助劑。該涂料的制備方法包括A.按配方比例將去離子水注入到預(yù)混合分散罐內(nèi)，加入無機(jī)顏填料分散劑和潤濕劑充分?jǐn)嚢?；B.加入阻燃劑和/或其它顏填料；C.加入消泡劑充分?jǐn)嚢瑁S后加入鋸齒狀顏填料充分分散；D.將水性聚合物粘合劑及步驟C分散后的漿料注入調(diào)漆罐內(nèi)，攪拌后加入陶瓷中空微球和有機(jī)中空微球，隨后攪拌同時添加其它助劑。該涂料為單組份水溶性，可常溫固化及帶溫固化，表面形成致密保護(hù)層，適用于濕度較大的場所，用于表面溫度低于260℃的設(shè)備可使表面溫度降低達(dá)80℃。
文檔編號C09D125/14GK102093788SQ201010605638
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者謝剛 申請人:謝剛