[发明专利]一种面向隔热涂层应用的高效红外线屏蔽膜层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种面向隔热涂层应用的高效红外线屏蔽膜层，包括凝胶或凝胶混合物、人造纳米颗粒、二氧化硅气凝胶、天然矿物粉末，所述四种物质的质量比为凝胶或凝胶混合物：人造纳米颗粒：二氧化硅气凝胶:天然矿物粉末=20:（2~3）：（6~7）:（3~4）。本发明还涉及一种实现上述高效红外线屏蔽膜层的制备方法。本发明将凝胶或凝胶混合物、人造纳米颗粒、二氧化硅气凝胶、天然矿物粉末以一定质量比进行混合搅拌，然后涂覆于管道或容器壁上，干燥后可获得高效红外线屏蔽膜层。

技术领域

本发明涉及工业涂料领域，具体涉及一种面向隔热涂层应用的高效红外线屏蔽膜层及其制备方法。

背景技术

在工业生产的各个领域，管道、容器等常被用来运输或存储物料等。在大部分情况下，这些容器或管道往往温度高于室温，其实际温度达到150℃以上。在这种情况下，长距离的管道运输或长时间物料储存必然伴随热量的大量损失及浪费。同时，造成操作管道及容器所处的操作车间温度高，给工人操作带来了较大困难。在高温环境下，车间中的其他设备腐蚀速度也明显加快，因而，制备隔热效率高、易涂覆的高效隔热涂层成为工业涂料领域的重大需求。上述提到的高温管道或容器中的热量大部分以红外线的形式向周围传递，因而，制备高效的红外线屏蔽材料成为高效隔热涂层发展的主导方向。在实际应用中，往往材料红外线屏蔽材料作为隔热涂料的内层，其他材料作为隔热材料的外层来使用。目前，可用的红外线屏蔽材料有纳米TiO2、天然矿物粉末、二氧化硅气凝胶、铟锡氧化物纳米颗粒、三氧化二铬纳米颗粒、三氧化二铁纳米颗粒等，然而，以上几种物质通常只能屏蔽特定波长的红外线，造成红外屏蔽效果不佳。此外，这些粉末很难直接涂覆于管道或容器壁上，需要借助有机成膜剂等进行涂覆，有机成膜剂高温下易于分解，最终导致红外线屏蔽试剂粉化，与管道或容器壁附着力差，无法起到应有效果。

发明内容

为了克服现有技术中上述不足，本发明提供一种成膜性好、红外屏蔽效率高的一种面向隔热涂层应用的高效红外线屏蔽膜层及其制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种面向隔热涂层应用的高效红外线屏蔽膜层，包括凝胶或凝胶混合物、人造纳米颗粒、二氧化硅气凝胶、天然矿物粉末，所述四种物质的质量比为凝胶或凝胶混合物：人造纳米颗粒：二氧化硅气凝胶:天然矿物粉末=20:（2~3）：（6~7）:（3~4）。

作为优选，二氧化硅气凝胶颗粒的体积密度在40~150 kg/m³之间，孔隙率不小于90%，孔径10~50 nm。

作为优选，人造纳米颗粒为铟锡氧化物纳米颗粒、五氧化二钒纳米颗粒、三氧化二铬纳米颗粒中的一种或一种以上的组合，人造纳米颗粒的粒度范围在10~40 nm之间。

作为优选，凝胶或凝胶混合物为单一钛凝胶或硅凝胶或二者的混合物。

作为优选，天然矿物粉末为天然赤铁矿粉末、天然黄铜矿粉末、天然方铅矿粉末中的一种或几种的组合，天然矿物粉末的粒径不大于38 μm。

一种实现上述高效红外线屏蔽膜层的制备方法，步骤如下：

（1）取一定质量的凝胶或凝胶混合物，置于容器中，在搅拌机下以10~15转/分钟的转速搅拌4~6分钟后停止；

（2）在经过步骤（1）后的凝胶或凝胶混合物中加入二氧化硅气凝胶，并继续以70~90转/分钟的搅拌速率进行搅拌8~12分钟后停止；

（3）在经过步骤（2）后的混合物中加入人造纳米颗粒，并继续以70~90转/分钟的搅拌速率进行搅拌10分钟后停止。

（4）在经过步骤（3）后所获得的混合物中加入天然矿物粉末，并继续以70~90转/分钟的搅拌速率进行搅拌10分钟后停止。

（5）将经过步骤（4）后的混合物涂覆于管道或容器壁上，干燥后可获得高效红外线屏蔽膜层。