[发明专利]一种隔热耐高温涂层、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种隔热耐高温涂层、制备方法及应用，制备过程包括：选取无机填料进行调控球磨，分筛得到不同尺寸的无机填料，再分别加入碱液中加热活化后过滤洗涤烘干，加入到表面改性剂混合溶液中，加热搅拌后过滤烘干，分别制得不同尺寸的改性无机填料；将制得的改性无机填料根据多尺度协同互配填充的尺寸差异，分批加入有机树脂进行互配，再加入溶剂稀释搅拌，制得隔热涂料，制备方法简单，且隔热耐高温效果显著。

技术领域

本发明涉及一种隔热耐高温涂层、制备方法及应用，属于保温材料技术领域。

背景技术

耐高温隔热涂料是一种降低热量传递速率的一种特殊功能涂料，具有导热系数低，隔热性能好的优点，且具有与基材附着力强，耐热性能优良，工艺简单等特点。因此，耐高温隔热涂料目前主要应用领域为高温设备外层及建筑隔热，此外隔热涂料在军事工业、航空航天领域也有广阔的应用前景，尤其是适用于飞行器外壳涂层、中短程导弹弹头。

耐高温隔热材料主要可以分为无机隔热材料和有机隔热材料两大主要体系。无机体系主要是以二氧化硅气凝胶为代表的隔热材料，具有超低导热系数，超低密度以及不燃等优异特性，但其机械性能差，易碎易吸潮，限制了其实际应用。有机隔热体系主要通过发泡工艺在高分子树脂中引入多孔结构，利用空气的低热导率实现隔热功能，具有可弯曲、易加工、普适性强等特点，但其耐热性较差，高温下易发生收缩燃烧，部分有机隔热材料甚至还会产生有毒有害气体。此外有机发泡隔热材料，力学强度仍较为欠缺，难以提供高强度的力学支撑性能。

针对上述问题，研究人员通过将有机-无机组分相结合，制备了复合隔热材料，不仅兼具了无机体系的耐高温性能以及有机体系柔性易加工的优势，还表现出较强的力学性能，在保温、隔热、高温防护等领域表现出广泛的应用前景。有机-无机复合隔热涂层中，无机隔热填料的导热系数远低于有机树脂，因而体系的隔热性能主要依赖于无机隔热填料的填充，随着无机隔热填料在体系中体积和质量含量的提升，其带热系数迅速下降，隔热性能随之显著提升。但当前有机-无机复合隔热材料，受限于①无机填料分散不均一，易团聚结块；②无机填料尺寸单一，未能实现整体多尺度协同互配填充，导致体积和质量比难以提升，阻碍了整体隔热性能的进一步提升。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种隔热耐高温涂层、制备方法及应用，制备快速且工艺简单，应用于加热卷烟烟具的隔热层。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种隔热耐高温涂层制备方法，包括如下步骤：

选取无机填料进行调控球磨，分筛得到不同尺寸的无机填料；

将不同尺寸的无机填料分别加入碱液中加热活化后过滤洗涤烘干，再加入表面改性剂混合溶液中，加热搅拌后过滤烘干，分别制得不同尺寸的改性无机填料；

将改性无机填料根据多尺度协同互配填充的尺寸差异，分批加入有机树脂进行互配，加入与有机树脂质量比为1:0.5的溶剂稀释，制得隔热涂料；

将隔热涂料涂布于基底表面，加热烘干或自然干燥后制得隔热耐高温涂层。

结合第一方面，进一步的，所述无机填料为海泡石纤维、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅藻土、气相二氧化硅中的任意一种或几种混合物。

进一步的，所述隔热涂料中的改性无机填料粒径的直径范围为100微米至1微米。

进一步的，所述碱液为0.1-1.0mol/L的NaOH或KOH溶液。

进一步的，所述表面改性剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、烷基硅烷、有机酸中的任意一种或几种混合物。

进一步的，所述有机树脂为单/双组分的环氧树脂、酚醛树脂、加成/缩合型有机硅树脂中的任意一种或几种混合物。