[发明专利]一种防火辐射隔热涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，特别是一种防火辐射隔热涂料及其制备方法。

背景技术

现代的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料，是化学工业中的一个重要行业。目前市面上的涂料功能比较单一，不能满足人们的需求。防火涂料在化工、石化、炼油等行业被广泛应用，保护设施、设备在火灾中的安全，降低火灾损失。然而对一些要求隔热保护的储罐，如烯烃、炔烃、汽油、甲醇等储罐，这些传统的膨胀型防火涂料不能起到良好的隔热作用，在日光照射、炎热气候条件下，涂层不能将大气中的热量阻隔，造成储罐中存贮介质温度升高，增加了安全隐患及物料损耗，为降低储罐中介质的温度需要对这些储罐进行隔热保护措施或降温处理，通过制作外保温层、涂刷额外的隔热涂层或喷淋水等方法降低储罐内介质温度，这些方法均造成了企业投资运营成本的增加和资源浪费。

隔热涂料是通过阻隔、反射、辐射等机理来降低被涂物内部的热量积累，从而达到节能和改善工作环境或安全等目的的一种功能性涂料。一般将隔热涂料分为阻隔型、反射型和辐射型隔热涂料三类。其中，辐射型隔热涂料通过将吸收到的太阳能中的紫外光、可见光及近红外光能转为热能，以红外辐射的方式在 8-13. 5μm波段内穿过大气红外窗口，高效地发射到大气外层，从而达到降低温度的目的。辐射型隔热涂料区别于其他两类隔热涂料的一个显著特点是：其余两类隔热涂料只能减缓但不能阻挡热量的传递，而辐射型隔热涂料能够以热发射的形式将吸收的热量辐射掉，从而促使涂层内外以同样的速率降温。由此可见，研制辐射型隔热涂料具有显著优势和积极意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种防火辐射隔热涂料及其制备方法。本发明采用掺杂原理和材料复合方法，研制在8-14um具有高发射率的含有三氧化二铁、氧化锆等成分的红外辐射材料，并利用红外辐射材料作为填料制备辐射型隔热涂料，在涂料配制的同时添加高氯化聚乙烯树脂、膨胀蛭石粉等具有防火功效的成分，使得本发明制成集防火、隔热与一体的涂料。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：

一种防火辐射隔热涂料，由下列重量份的原料制成：堇青石基复合红外辐射材料20-23、纯丙乳液22-24、高氯化聚乙烯树脂16-20、丙二醇2-3、无水乙醇22-24、金红石型钛白粉9-10、邻苯二甲酸二丁酯2-3、膨胀蛭石粉4-6、聚乙烯吡咯烷酮1.5-2、去离子水28-30、甘油硬脂酸酯0.6-0.8；

所述堇青石基复合红外辐射材料由以下重量份的原料制备而成：堇青石50-60、三氧化二铁30-35、碳化硅15-20、三氧化二钴20-25、氧化锆20-25、二氧化锰10-15、海藻酸钠 3-5、聚乙烯醇4-5、铝粉3-4、20%的尿素水溶液22-25；制备方法如下：将聚乙烯醇溶于20倍量的去离子水中后加入除海藻酸钠、铝粉之外的所有粉体成分，以800转/分的速度搅拌分散均匀，然后加入20%的尿素水溶液，在80℃水浴中搅拌反应6小时后陈化2小时再进行离心，保留固体，最后水洗干燥得到粉料A；再将海藻酸钠溶于5倍量的水中，边搅拌边加热至完全溶解，然后与粉料A、铝粉一同加入到造粒机中挤出造粒，将制成的颗粒放入电炉中，以250-300℃的温度烘烤60分钟，再升高温度到1150℃，继续煅烧2-2.5小时，取出冷却至室温，将煅烧后的颗粒粉碎，过200目筛即得。

本发明所述一种防火辐射隔热涂料，由以下具体步骤制成：

（1）将堇青石基复合红外辐射材料与无水乙醇混合，搅拌均匀形成分散液，再加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合均匀后超声分散20-30分钟，然后球磨60-90分钟，球磨时控制温度在40-45℃，得到堇青石基复合红外辐射材料乙醇分散浆料；

（2）将金红石型钛白粉、膨胀蛭石粉放入球磨机中进行球磨30-40分钟，然后加入甘油硬脂酸酯，继续搅拌10分钟，形成表面活化的混合粉料A，整个球磨过程控制球磨转速为2400-2800转/分，温度为80-90℃；

（3）将混合粉料A添加到去离子水中，以800转/分的速度搅拌40-60分钟后移至高速搅拌机，缓慢加入堇青石基复合红外辐射材料乙醇分散浆料，以3500-4000转/分的速度分散30分钟，获得混合浆料；

（4）将高氯化聚乙烯树脂、邻苯二甲酸二丁酯与丙二醇混合，加热至40-50℃，搅拌15-20分钟后冷却至室温，与其余剩余成分混合，缓慢地加入调制好的混合浆料中，以400-500转/分的速度搅拌25-35分钟，然后球磨分散2-2.5小时，即得。