[发明专利]耐高温防辐射涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料技术领域，特别是涉及一种耐高温防辐射涂料及其制备方法。

背景技术

防辐射材料已成为当今材料学科的一大课题，随着各种高辐射设备的出现和广泛应用，防辐射材料的研究已引起了人们的普遍关注。2011年3月11日的日本大地震所引发的福岛核电站危机，也引发了人们对核辐射的担忧；而人们生活中各种辐射源存在，也迫使人们对防辐射材料的重视；辐射已被世界卫生组织列为继水源、大气、噪音之后的第四大环境污染源，成为危害人类健康的隐形“杀手”，防护辐射已成为当务之急。

目前，防辐射涂料大多采用的是在涂料组分中加入重金属或稀有金属粉末及其氧化物，尤其是含Ba、Pb、U、Lu等金属化合物，或者采用复合镀层，但必然也带来施工困难，附着力不够，同时功能不够等缺陷，因而防辐射涂料也只应用在一些特殊行业和特殊领域，而在人们的生活等领域中应用较少。

因此开发兼具其他的附加性能的防辐射涂料成为当务之急；具有其他附加性能的防辐射涂料既能满足涂料的基本功能，又扩宽其应用领域，也符合涂料多功能、多领域发展的要求。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种耐高温防辐射涂料及其制备方法，以克服上述问题。

本发明提供一种耐高温防辐射涂料，其包括以下重量份的原料：硅溶胶10～15份、膨胀石墨10～15份、碳纳米管5～10份、钛白粉1～5份、玻璃粉5～10份、滑石粉5～10份、云母粉20～25份、羟丙基甲基纤维素0.5～3份、丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯1～5份和水20～30份。

其中，所述硅溶胶是一种极细的二氧化硅超微粒子胶状水溶液，粒径为580nm，其中，一般乳液颗粒为800～1000nm。在该硅溶胶中氧化硅和氧化钠的比例在40%以上，可以用离子交换、酸中和、水分解、电渗析等方法来实现。

基于上述，它包括以下重量份的原料：硅溶胶10～13份、膨胀石墨12～14份、碳纳米管7～9份、钛白粉2～4份、玻璃粉6～8份、滑石粉7～9份、云母粉22～24份、羟丙基甲基纤维素1～2份、丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯2～3份和水23～27份。

基于上述，它包括以下重量份的原料：硅溶胶12份、膨胀石墨13份、碳纳米管8份、钛白粉3份、玻璃粉7份、滑石粉8份、云母粉23份、羟丙基甲基纤维素1.5份、丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯2份和水25份。

本发明还提供一种上述耐高温防辐射涂料的制备方法，其包括以下步骤：

在40～80℃的条件下，将硅溶胶、膨胀石墨和水均匀混合，形成第一混合溶液；

将玻璃粉、滑石粉和云母粉加入到所述第一混合溶液中，并超声分散30～40分钟，得到第二混合溶液；

将碳纳米管、钛白粉、羟丙基甲基纤维素和丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯分别加入到所述第二混合溶液中，并在40～80℃的条件下超声搅拌1～2小时，制得所述耐高温防辐射涂料。

在上述耐高温防辐射涂料，膨胀石墨不仅保留了天然石墨的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、导电性等优良性质，而且还具有柔软性、回弹性、自粘性、不渗透性、吸附性和低密度等特性。碳纳米管是粒径在10～50nm的一种一维材料，具有优良的导热导电以及电子屏蔽等性能。钛白粉的直径在100纳米以下，产品外观为白色疏松粉末；具有抗线、抗菌、自洁净、抗老化、耐候性等性能。膨胀石墨、碳纳米管以及钛白粉在分散剂相互作用，使得所述环保型耐高温防辐射涂料具有阻燃、防辐射以及抗菌等功能。羟丙基甲基纤维素主要起到分散剂的作用，此外还具有耐盐性低灰粉、pH稳定性、保水性、尺寸稳定性、优良的成膜性、以及广泛的耐酶性、增稠性和粘结性等特点。丙烯酸双环戊烯基氧乙基酯作为成膜助剂可以在成膜的环境下自动进行聚合与交联，成为漆膜的组成一部分，能够弥补硅溶胶成膜过程中体积收缩较大、漆膜易开裂的问题。

玻璃粉、滑石粉和云母粉主要用作上述耐高温防辐射涂料的填充物。玻璃粉为白色粉末，具有透明度好、硬度高、粒径分布均匀、分散性好等优点，而且漆膜不带蓝光、重涂性好，提高漆膜的抗刮伤性能，具有消光作用，可提高漆膜的耐候性。滑石粉线膨胀系数很大，接近所述耐高温防辐射涂料的刷涂基材的膨胀系数，但其体积膨胀稀释很小，因此滑石粉的添加可以改变涂料的线膨胀系数，提高涂料的冷热交变性能和高温下的防龟裂性能，同时可减缓涂料储存时的沉降，并可防止涂膜流挂，提高涂膜的耐水性、耐磨性。云母粉能显著提高漆膜的强度和抗粉化性。