一种抗热震工业涂料制造技术

本发明专利技术涉及一种抗热震工业涂料。该抗热震工业涂料包括以下重量份数的各组分：无机粘结剂30‑60份，石墨烯气凝胶2‑10份，蛭石5‑10份，填料15‑35份；无机粘结剂固化后的耐热温度在200℃以上；石墨烯气凝胶是以氧化石墨烯为原料经水热还原法制得。本发明专利技术提供的抗热震工业涂料，以无机粘结剂和填料构建基础涂层结构，两者的配比适宜，为热震应力提供缓冲空间；以石墨烯气凝胶和蛭石协同作为抗热震材料，水热还原法制备石墨烯气凝胶因具有氢键作用力，表现出较好的弹性和韧性，具有吸震缓冲的作用；高温时，蛭石会膨胀并发生弯曲，引导涂层向缓冲空间变形，进一步增强涂层的吸震缓冲作用。

A Thermal Shock Resistant Industrial Coating

【技术实现步骤摘要】
一种抗热震工业涂料
本专利技术属于工业涂料领域，具体涉及一种抗热震工业涂料。
技术介绍
目前，石油石化行业热力设备、高温输送管道、高温罐体等高温工业设备的表面上通常需涂覆工业涂料，以实现保温、防腐、耐磨等功能。这类高温工业设备的工作特点是工作时的温度通常在200℃以上，非工作时的设备表面温度为环境温度。高低温环境的反复转变会使高温工业设备上的涂层反复处于热膨胀和收缩的过程，即会面临涂层的抗热震性问题。抗热震性差的涂层经常会出现粉化、开裂等涂层缺陷，而一旦产生该类涂层缺陷，涂层结构会慢慢遭到破坏，从而失去工业涂层的相关功能。公布号为CN108793958A的中国专利技术专利申请公开了一种提高钢基表面耐磨陶瓷涂料层抗热震性的方法。该方法制备的耐磨陶瓷涂料层包括以下原料：陶瓷骨料42-48份、改性六环石粉22-26份、二氧化硅14-16份、水玻璃3-7份、铝粉2-6份、铬铁粉4-8份、纳米碳化硼3-5份、粘结剂4-6份、调节剂1-3份。粘结剂为硅酸钠。该方法是向涂料中加入纳米碳化硼和改性六环石粉，使涂层具有较强的弹性模量(增加涂层刚性)和耐磨损性，减小涂层在加热和冷却过程中的热应变，并因此改善涂层的抗热震性。现有技术中，赋予涂层刚性的功能材料-改性六环石粉、纳米碳化硼粉的用量较大，导致抗热震工业涂料的成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抗热震工业涂料，从而解决现有抗热震工业涂料的成本高的问题。为实现上述目的，本专利技术的抗热震工业涂料的技术方案是：一种抗热震工业涂料，包括以下重量份数的各组分：无机粘结剂30-60份，石墨烯气凝胶2-10份，蛭石5-10份，填料15-35份；无机粘结剂固化后的耐热温度在200℃以上；石墨烯气凝胶是以氧化石墨烯为原料经水热还原法制得。本专利技术提供的抗热震工业涂料，以无机粘结剂和填料构建基础涂层结构，两者的配比适宜，为热震应力提供缓冲空间；以石墨烯气凝胶和蛭石协同作为抗热震材料，水热还原法制备石墨烯气凝胶因具有氢键作用力，表现出较好的弹性和韧性，具有吸震缓冲的作用；高温时，蛭石会膨胀并发生弯曲，引导涂层向缓冲空间变形，进一步增强涂层的吸震缓冲作用。石墨烯气凝胶、蛭石等抗热震材料通过增大填料之间的距离或者填充填料之间的孔隙，使涂层整体的抗热震性能得以优化。同时，该抗热震工业涂料的配方组成简单，原料易得，可以有效降低抗热震工业涂料的成本，利于抗热震工业涂料的推广应用。从无机粘结剂的成本和综合性能方面考虑，优选的，所述无机粘结剂包括碱金属硅酸盐。为进一步改善粘结剂对涂层的附着力，优选的，所述无机粘结剂包括粘结剂A和粘结剂B，粘结剂A为硅酸锂，粘结剂B为硅酸钠、硅酸钾或硅溶胶，粘结剂A、粘结剂B的质量比为(3-5)∶1。为获得性能良好的工业保温涂料，优选的，所述填料为珠状保温填料。涂层中，珠状保温填料连接在一起形成三维网络空心结构，这样在珠状保温填料之间形成大量叠夹的静态空气组，这些静态空气组可提供隔热、保温、缓冲作用，使涂层的保温和抗热震性能得到兼顾。为进一步优化珠状保温填料的填充效果，优选的，所述珠状保温填料的粒径为25-150μm。从进一步改善涂层的保温效果方面考虑，优选的，所述珠状保温填料包括空心陶瓷微珠10-20份，玻化微珠5-15份。空心陶瓷微珠、玻化微珠具有空腔结构，导热系数低，能有效提高涂层的隔热保温效果。为进一步提高涂料的贮存稳定性，避免涂料在贮存及稀释后施工过程中由于重力作用而导致的涂料分层现象，优选的，上述抗热震工业涂料还包括防分层助剂1-5份。为使涂料的生产、储存和施工性能更加突出，优选的，上述抗热震工业涂料还包括分散剂和增稠剂共0.5-2份。具体实施方式本专利技术主要是以无机粘结剂、石墨烯气凝胶、蛭石、填料为主要成分制备抗热震工业涂料。无机粘结剂满足固化后的耐热温度在200℃以上即可。耐热温度可视为固化物的热分解温度，其可通过热重分析等手段确定。现有的无机粘结剂，如磷酸盐粘结剂，硼酸盐粘结剂等均可通过常规调整来满足以上要求。本专利技术主要采用硅酸盐粘结剂来制备抗热震工业涂料。硅酸盐粘结剂具有成本、综合性能好的特点。以下对本专利技术所采用的硅酸盐粘结剂的情况进行简单说明。硅酸钠(水玻璃)，液态，其中SiO2、Na2O的摩尔比为2.4-4:1，Na2O·mSiO2(m为模数)质量浓度为26-40％。硅酸钾，液态，其中SiO2、K2O的摩尔比为2.8-4.8:1，K2O·mSiO2(m为模数)质量浓度为25-29％。硅酸锂，液态，其中SiO2、Li2O的摩尔比为3.5-6.5:1，Li2O·mSiO2(m为模数)质量浓度为22-25％。硅溶胶，液态，碱性钠型硅溶胶，其中SiO2的含量为10-35wt％，Na2O的含量为0.1-0.3wt％，pH为8.5-10.5。通过调整硅酸锂与硅酸钠、硅酸钾、硅溶胶的比例，可使涂层的耐水性和附着力性能满足工业要求。在以上主要成分的基础上，可根据情况加入适量的氟硅酸钠固化剂来调整涂料的干燥固化时间。石墨烯气凝胶是以氧化石墨烯为原料经水热还原法制得。具体地，将0.1-10mg/ml的氧化石墨烯分散液在90-200℃水热还原5-20h，即得。防分层助剂主要采用硅酸镁铝、硅酸镁锂、膨润土、凹凸棒、无机凝胶等无机材料，防分层助剂在整个体系中构成弱交联的三维网状结构以使涂料的贮存稳定性增强，同时有效改善涂料在贮存及稀释后施工过程中由于重力作用而导致的涂料分层现象。防分层助剂、分散剂、增稠剂可选择工业涂料领域的常规品种，可使情况择一选用或者选择多种使用，来使涂料的贮存稳定性得以优化。下面结合具体实施例对本专利技术的实施方式作进一步说明。以下实施例中，防分层助剂、分散剂、增稠剂均为市售商品。硅酸钠中，SiO2、Na2O的摩尔比为3:1，质量浓度为33％。硅酸钾中，SiO2、K2O的摩尔比为3.8:1，质量浓度为27％。硅酸锂中，SiO2、Li2O的摩尔比为5:1，质量浓度为24％。硅溶胶中，SiO2的含量为23wt％，Na2O的含量为0.2wt％，pH为9。空心陶瓷微珠的粒径为25-110μm，玻化微珠的粒径为70-150μm。空心陶瓷微珠和玻化微珠工业化产品本身即具有较宽的粒径分布范围，并非颗粒级配结果。本专利技术的抗热震工业涂料的具体实施例如下：实施例1本实施例的抗热震工业涂料，由以下重量份的组分组成：水16份，硅酸锂-硅酸钾复配粘结剂30份(其中，硅酸锂、硅酸钾的质量比为3:1)，空心陶瓷微珠20份，玻化微珠15份，蛭石10份，硅酸镁铝(防分层助剂)5份，石墨烯气凝胶2份，六偏磷酸钠(分散剂)1份，聚丙烯酸增稠剂1份。本实施例的抗热震工业涂料可利用以下方法进行制备：先将分散剂和水混合，然后加入空心陶瓷微珠、玻化微珠、蛭石、防分层助剂、石墨烯气凝胶混合，充分搅拌分散均匀后，加入无机粘结剂和增稠剂混合均匀，即得。实施例2本实施例的抗热震工业涂料，由以下重量份的组分组成：水10份，硅酸锂-硅酸钠复配粘结剂45份(其中，硅酸锂、硅酸钠的质量比为4:1)，空心陶瓷微珠15份，玻化微珠10份，蛭石8份，膨润土(防分层助剂)3份，石墨烯气凝胶8份，六偏磷酸钠(分散剂)0.5份，聚丙烯酸增稠剂0.5份。实施例3本实施例的抗热震工业涂料，由以下重量份的组分组成：水8.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗热震工业涂料，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：无机粘结剂30‑60份，石墨烯气凝胶2‑10份，蛭石5‑10份，填料15‑35份；无机粘结剂固化后的耐热温度在200℃以上；石墨烯气凝胶是以氧化石墨烯为原料经水热还原法制得。

【技术特征摘要】
1.一种抗热震工业涂料，其特征在于，包括以下重量份数的各组分：无机粘结剂30-60份，石墨烯气凝胶2-10份，蛭石5-10份，填料15-35份；无机粘结剂固化后的耐热温度在200℃以上；石墨烯气凝胶是以氧化石墨烯为原料经水热还原法制得。2.如权利要求1所述的抗热震工业涂料，其特征在于，所述无机粘结剂包括碱金属硅酸盐。3.如权利要求2所述的抗热震工业涂料，其特征在于，所述无机粘结剂包括粘结剂A和粘结剂B，粘结剂A为硅酸锂，粘结剂B为硅酸钠、硅酸钾或硅溶胶，粘结剂A、粘结剂B的质量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：腊明，靳晓增，丁赛赛，辛锋，任保平，任保星，陈曦，宗翠丽，辛慧，
申请(专利权)人：平顶山学院，郑州艾比利特节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41