一种水性涂料用耐高温无机粘结剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水性涂料用耐高温无机粘结剂及其制备方法，其特征在于由以下原料制成：10～80wt%固体磷酸二氢铝、10～80wt%石英粉、5～30wt%硼玻璃粉、5～30wt%钛溶胶、10～80wt%纳米级锆溶胶和10～80wt%铝溶胶；1.10～80wt%固体磷酸二氢铝、10～80wt%石英粉和5～30wt%硼玻璃粉混合后经气流磨粉碎得纳米级混合粉料；2.5～30wt%钛溶胶、10～80wt%纳米级锆溶胶和10～80wt%铝溶胶混合，搅匀得混合液料；3.按质量比1：1～6将混合粉料加入混合液料中，控制温度40～110℃，边加边搅拌，混匀即可。本发明专利技术有益效果：1.耐高温性能好；2.抗热震性能良好；3.粘结牢度强；4.应用简单；5.制备方法简单、易操作。

A High Temperature Resistant Inorganic Binder for Waterborne Coatings and Its Preparation Method

The invention relates to a high temperature resistant inorganic binder for water-borne coatings and its preparation method, which is characterized by the following raw materials: 10-80wt% solid aluminium dihydrogen phosphate, 10-80wt% quartz powder, 5-30wt% boron glass powder, 5-30wt% titanium sol, 10-80wt% Nano-Zirconium sol and 10-80wt% aluminium sol; 1.10-80wt% solid aluminium dihydrogen phosphate, 10-80wt% quartz powder and 5-30wt% boron glass. Glass powder was mixed and ground by airflow mill to get nano-mixed powder; 2.5-30wt% titanium sol, 10-80wt% Nano-Zirconium sol and 10-80wt% aluminium sol were mixed to mix the mixture; 3. Mixed powder was added into the mixture according to the mass ratio of 1:1-6, and the temperature was controlled at 40-110 C, while mixing, mixing. The invention has the following beneficial effects: 1. good high temperature resistance; 2. good thermal shock resistance; 3. strong bonding fastness; 4. simple application; 5. simple preparation method and easy operation.

【技术实现步骤摘要】
一种水性涂料用耐高温无机粘结剂及其制备方法
本专利技术属于耐火粘结剂
，具体涉及一种水性涂料用耐高温无机粘结剂及其制备方法。
技术介绍
耐高温水性涂料以水作为分散介质，采用特制无机耐高温材料加工而成，耐温范围可达-80～2000℃，可以有效抑制工业高温窑炉的热辐射和热量散失。工业窑炉隔热保温用途的耐高温水性涂料应用日趋广泛，应用于高温防护领域的粘结剂主要有硅酸盐、磷酸盐和溶胶等几大类。但目前市场上大多数耐高温水性涂料在高温下粘结牢度低、抗热震性能差，在实际应用中，尤其是应用于温度高于1400℃的环境，根本无法有效地对窑炉进行隔热保温。如：硅酸盐类粘结剂耐温性不高（<1000℃）限制了其在高温领域的应用；磷酸盐类粘结剂中应用最为广泛的是磷酸二氢铝，磷酸二氢铝粘结剂具有耐高温（～1600℃）、耐烧蚀、可塑性强、固化收缩率小、耐热冲击性较强，且具有高温瓷化性及类似于耐火材料的耐火性，磷酸二氢铝粘结剂在随着温度升高到1300～1600℃之间时以方石英型磷酸铝的形式存在，该晶型为磷酸铝盐的最稳定状态，且具有最高的耐火度（1600℃），但在温度高于1600℃时磷酸铝粘结剂就会熔化，甚至脱落，失去保护作用；溶胶类粘结剂成膜困难，必须配合其他成膜物质一起使用。因此，研发制备耐高温，且高温下粘结牢度高、抗热震性能良好的耐高温无机粘结剂势在必行。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有高温防护领域中单一粘结剂存在难以避免的技术缺陷，提供一种水性涂料用耐高温无机粘结剂及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种水性涂料用耐高温无机粘结剂，其特征在于由以下重量配比的原料制成：10～80wt%固体磷酸二氢铝、10～80wt%石英粉、5～30wt%硼玻璃粉、5～30wt%钛溶胶、10～80wt%纳米级锆溶胶和10～80wt%铝溶胶。进一步，所述一种水性涂料用耐高温无机粘结剂，优选地由以下重量配比的原料制成：20～35wt%固体磷酸二氢铝、20～35wt%石英粉、10～15wt%硼玻璃粉、10～15wt%钛溶胶、20～35wt%纳米级锆溶胶和20～35wt%铝溶胶。进一步，所述一种水性涂料用耐高温无机粘结剂，优选地由以下重量配比的原料制成：40～55wt%固体磷酸二氢铝、40～55wt%石英粉、18～23wt%硼玻璃粉、18～23wt%钛溶胶、40～55wt%纳米级锆溶胶和40～55wt%铝溶胶。进一步，所述一种水性涂料用耐高温无机粘结剂，优选地由以下重量配比的原料制成：60～70wt%固体磷酸二氢铝、60～70wt%石英粉、25～28wt%硼玻璃粉、25～28wt%钛溶胶、60～70wt%纳米级锆溶胶和60～70wt%铝溶胶。进一步，所述固体磷酸二氢铝的平均粒径≤25μm，其化学成分为：P2O5含量63～67wt%，Al2O3含量16～18wt%,Fe2O3含量≤0.02wt%；所述石英粉的平均粒径≤2μm，SiO2含量≥98wt%；所述硼玻璃粉的平均粒径≤10μm，硼含量28～31wt%；所述钛溶胶为金红石型纳米二氧化钛分散液，平均粒径≤100nm，固含量为10～30wt%；所述纳米级锆溶胶的平均粒径≤100nm，固含量为5～45wt%；所述铝溶胶的平均粒径≤100nm，固含量为10～40wt%。一种水性涂料用耐高温无机粘结剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1).将10～80wt%固体磷酸二氢铝、10～80wt%石英粉和5～30wt%硼玻璃粉混合后加入到耗气量1或3m3/min的气流磨进行粉碎得到粒度为150～650nm的混合粉料，气流磨工作时分级轮转速为1000～3500r/min；2).将5～30wt%钛溶胶、10～80wt%纳米级锆溶胶和10～80wt%铝溶胶混合，搅拌均匀得到混合液料；3).按质量比1：1～6将步骤1得到的混合粉料和步骤2得到的混合液料进行称量，将混合粉料加入混合液料中，控制温度在40～110℃，边加料边搅拌，搅拌速度为300～800r/min，得到混合均匀的水性涂料用耐高温无机粘结剂。磷酸二氢铝本身耐温可达1600℃，金红石型二氧化钛熔点为1830～1850℃，氧化锆熔点为2680℃，氧化铝熔点为2050℃，且钛溶胶、锆溶胶和铝溶胶复配成混合液料加入，在高温下溶胶表面基团会与磷酸二氢铝盐发生键合，进一步提高粘结剂的耐温性能。本专利技术的有益效果：1.耐高温性能好，耐火度可达2000℃，可在1600℃以下工作环境中长期使用不致失效；2.抗热震性能良好，通过在实际应用中调整组分配方比例，可实现该粘结剂与基材相近的线膨胀系数，在温度变化过程中保持优良的抗热震性能；3.粘结牢度强，混合粉料中添加一定量的石英粉和硼玻璃粉，可实现在高温下发生足够强度的键合反应，进一步提高涂层高温下的粘结牢度；4.应用简单，该粘结剂成品为液态，在实际应用中，按一定比例称量后直接加入水性涂料体系当中，搅拌均匀即可进行涂层施工；5.制备方法简单、易操作。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术作进一步说明，一种水性涂料用耐高温无机粘结剂及其制备方法，具体实施步骤如下：实施例11.将10wt%固体磷酸二氢铝（平均粒径25μm，P2O5含量为63wt%、Al2O3含量16wt%、Fe2O3含量0.02wt%）、80wt%石英粉（平均粒径2μm，SiO2含量98wt%）和10wt%硼玻璃粉（平均粒径10μm，硼含量28wt%）混合后经耗气量3m3/min气流磨进行粉碎得到粒度为150nm的混合粉料，气流磨工作时分级轮转速为3500r/min；2.将10wt%金红石型纳米二氧化钛分散液（平均粒径100nm，固含量10wt%）、80wt%纳米级锆溶胶（平均粒径100nm，固含量5wt%）和10wt%铝溶胶（平均粒径100nm，固含量10wt%）混合，搅拌均匀得到混合液料；3.按质量比1：1将步骤1得到的混合粉料和步骤2得到的混合液料进行称量，将混合粉料加入混合液料中，控制温度在110℃，边加料边搅拌，搅拌速度为300r/min，得到混合均匀的水性涂料用耐高温无机粘结剂。该水性涂料用耐高温无机粘结剂固含量为53.0wt%，经性能测试，耐火度为1730℃；应用该无机粘结剂制备的水性涂层经1260℃耐冷热交变实验后，涂层无粉化、无鼓泡、无裂纹、无剥落现象，且承受2000g·cm的冲击试验后，涂层无裂纹、无剥落。实施例21.将20wt%固体磷酸二氢铝（平均粒径20μm，P2O5含量为64wt%、Al2O3含量16wt%、Fe2O3含量0.01wt%）、50wt%石英粉（平均粒径1.5μm，SiO2含量98.5wt%）和30wt%硼玻璃粉（平均粒径9μm，硼含量29wt%）混合后经耗气量3m3/min气流磨进行粉碎得到粒度为200nm的混合粉料，气流磨工作时分级轮转速为3000r/min；2.将5wt%金红石型纳米二氧化钛分散液（平均粒径90nm，固含量10wt%）、70wt%纳米级锆溶胶（平均粒径90nm，固含量10wt%）和25wt%铝溶胶（平均粒径90nm，固含量20wt%）混合，搅拌均匀得到混合液料；3.按质量比1：1将步骤1得到的混合粉料和步骤2得到的混合液料进行称量，将混合粉料加入混合液料中，控制温度在1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水性涂料用耐高温无机粘结剂，其特征在于由以下重量配比的原料制成：10～80wt%固体磷酸二氢铝、10～80wt%石英粉、5～30wt%硼玻璃粉、5～30wt%钛溶胶、10～80wt%纳米级锆溶胶和10～80wt%铝溶胶。

【技术特征摘要】
1.一种水性涂料用耐高温无机粘结剂，其特征在于由以下重量配比的原料制成：10～80wt%固体磷酸二氢铝、10～80wt%石英粉、5～30wt%硼玻璃粉、5～30wt%钛溶胶、10～80wt%纳米级锆溶胶和10～80wt%铝溶胶。2.根据权利要求1所述一种水性涂料用耐高温无机粘结剂，其特征在于：优选地由以下重量配比的原料制成：20～35wt%固体磷酸二氢铝、20～35wt%石英粉、10～15wt%硼玻璃粉、10～15wt%钛溶胶、20～35wt%纳米级锆溶胶和20～35wt%铝溶胶。3.根据权利要求1所述一种水性涂料用耐高温无机粘结剂，其特征在于：优选地由以下重量配比的原料制成：40～55wt%固体磷酸二氢铝、40～55wt%石英粉、18～23wt%硼玻璃粉、18～23wt%钛溶胶、40～55wt%纳米级锆溶胶和40～55wt%铝溶胶。4.根据权利要求1所述一种水性涂料用耐高温无机粘结剂，其特征在于：优选地由以下重量配比的原料制成：60～70wt%固体磷酸二氢铝、60～70wt%石英粉、25～28wt%硼玻璃粉、25～28wt%钛溶胶、60～70wt%纳米级锆溶胶和60～70wt%铝溶胶。5.根据权利要求1、2、3或4所述一种水性涂料用耐高温无机粘结剂，其特征在于：所述固体磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贵祥，潘作付，陈卓，汤红运，张彪，万一，刘燚，
申请(专利权)人：深圳市凯盛科技工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44