[发明专利]一种钛酸锶钡改性环氧树脂轻质隔热材料及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种高强度低导热系数环氧树脂基隔热材料技术领域，尤其是一种钛酸锶钡改性环氧树脂轻质隔热材料及其制备方法和用途；以100份重量计，含有下列物质：环氧树脂75‑93份，钛酸锶钡5‑20份，固化剂1‑3份，促进剂1‑3份；本发明中通过采用纳米级钛酸锶钡作为填料来降低环氧基酯导热系数的同时还显著增强了环氧树脂的力学性能，通过低导热系数的纳米级钛酸锶钡来取代大直径玻璃微珠作为环氧基酯填料，实现了低导热系数并维持了环氧基酯的高力学性能，并且在此基础上优化了纳米级钛酸锶钡填料的最优填充比例，以实现最优力学性能和最低导热系数的平衡，所以该复合材料可被广泛用于输热管道支座以及输热管道上的挡板以及深水管道保温领域。

技术领域

本发明涉及一种高强度低导热系数环氧树脂基隔热材料技术领域，尤其是一种钛酸锶钡改性环氧树脂轻质隔热材料及其制备方法和用途。

背景技术

近年来，树脂基轻质隔热复合材料具有高比强度、高比模量、低密度、可设计加工等一系列突出优点，备受人们重视。目前，输送蒸汽或者热水的输热管道的固定支座或者滑动支座一般是钢制的，输热管道支座以及输热管道上的挡板均与基础钢支架或者混凝土支架直接接触，输热钢管中的蒸汽或热水通过其上的挡板和固定支座将热量传送到支座上，形成了热桥传递，造成了热量损失。由于蒸汽或者热水的输送管道的固定支架要同时满足管道在冷热两种运行状态下的刚度和强度的要求，一般在管道输送线上设置数量较多的管道支座，支座的热桥传递效应直接造成了输送管道中的热量的大量损耗。输热管道产生热桥现象的主要原因是支座中所使用的隔热材料的强度不高，在管道热胀冷缩的作用力和高温的共同作用下，隔热材料又存在容易老化的问题，老化后的隔热材料形成了很强的热桥传递效应，使输送管道中的热介质的热能大量损失。

有机隔热材料具有导热系数低和比强度高的特点，是制作高强度隔热材料的理想候选者，但是有机隔热材料的耐温普遍较低，一般不超过150℃，因此不能直接用于高温输热管道及基座中；而无机材料则具有耐高温的优点，但存在吸水率大的缺点；将两者结合可以克服各自的缺陷，以环氧乙烯基酯为基体，空心玻璃微珠为填充基体，制备得到的轻质隔热复合塑料，展现出非常优异的隔热性能，但是以空心玻璃微珠为填充基体会导致环氧乙烯基酯力学性能的下降，这个主要是由于空心玻璃微珠粒径普遍在20um-55um, 较大粒径填充物的引入导致环氧基酯中连接程度的下降，显著降低了环氧酯基的力学性能。

发明内容

本发明的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种钛酸锶钡改性环氧树脂轻质隔热材料，该隔热材料显著提升了环氧树脂的力学性能和弯曲性能，显著降低了隔热材料的导热系数。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种钛酸锶钡改性环氧树脂轻质隔热材料，以100份重量计，含有下列物质：环氧树脂75-93份，钛酸锶钡5-20份，固化剂1-3份，促进剂1-3份。

有机隔热材料具有导热系数低和比强度高的特点，是制作高强度隔热材料的理想候选者，但是有机隔热材料的耐温普遍较低，一般不超过150℃，因此不能直接用于高温输热管道及基座中；而无机材料则具有耐高温的优点，但存在吸水率大的缺点；本发明旨在将两者优点结合起来，组成有机物无机复合材料，以便获得耐高温，隔热效率高和高强度的轻质隔热材料。根据上述要求，本发明采用环氧树脂为基本材料，加入超低导热系数的钛酸锶钡材料，通过调整各组分的配比，构成一种环氧树脂复合隔热材料。

进一步的，所述钛酸锶钡为纳米级低导热系数的钛酸锶钡。纳米级钛酸锶钡填料可以显著提升环氧基酯的力学性能，纳米级钛酸锶钡填料可以显著降低环氧基酯轻质复合隔热材料的导热系数，纳米级钛酸锶钡填料在环氧基酯中的使用量远低于其他填料，纳米级钛酸锶钡填料可以显著提升环氧基酯复合材料的弯曲性能。

进一步的，所述纳米级低导热系数的钛酸锶钡的导热系数为0.106 W/(m·K)。

进一步的，所述钛酸锶钡的平均粒径大小为0.2μm-1μm。