一种高辐射金属防腐节能涂料及制备方法技术

本发明专利技术公布了一种高辐射金属防腐节能涂料为一种混合材料，由具有孔隙结构的混合氧化物，与其他多种氧化物煅烧而成。所述混合氧化物和混合材料，均具有明显的网状孔隙结构。当外界能量传递到混合材料时，不会导致热应力的聚集，是一种具有优异的热抗震性的高辐射金属防腐节能涂料。

A high radiation metal anticorrosive and energy saving coating and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高辐射金属防腐节能涂料及制备方法
本专利技术属于化工涂料
，具体涉及一种高辐射金属防腐节能涂料及制备方法。
技术介绍
辐射是一切物体的固有属性，一般认为，温度高于绝对零度的物体都能不停的产生红外辐射，物体温度愈高，辐射出去的能量就愈多。吸收辐射也是一切物体所固有的属性，两物体相邻时，每一方的辐射都会被对方所吸收。吸收辐射后，物体温度会升高。根据基尔霍夫定律：在同一温度下，材料的吸收能力和辐射能力相等。黑体具有最佳的辐射特性，在任何温度下，能够全部吸收和发射任何波长的辐射，一般物体的辐射性在任何波段都低于黑体，通常用辐射率来表示其接近黑体的程度。辐射率介于0和1之间，辐射率越大，说明物质辐射的能力越高。红外辐射技术发展的实质就是要研究得到足够强度的红外辐射，其核心是研制高辐射率的材料。堇青石化学式为2MgO·2Al2O3·5SiO2，其晶体结构为斜方晶系，每个晶体学晶胞包括4个化学式，其基本构造单元为硅氧四面体和铝氧四面体相互关联组成的六方环，六方环沿C轴排列，上下两个环错动排列，环间由Al、Mg连接，为了保持电价平衡，要求平均每一个六方环结构单元中，有一个硅氧四面体和铝氧四面体所取代，因而对称性降低为斜方晶系。另一方面，构成堇青石的六元环沿C轴方向平行排列形成沿C轴的通道，通道内具有较大的空间，其大小足可以容纳水分子。因此，堇青石属结构不紧密晶体，过渡元素氧化物可固溶于其中并引起晶格畸变，从而降低了离子振动时的对称性。由于其结构特点，决定了堇青石具有较高的红外辐射率，尤其是在中红外区。同时，堇青石还具有良好的抗热冲击性，热膨胀系数很低，约为1.2-1.9×10-6/℃。熔点约为1460℃，具有良好的热稳定性和化学稳定性。因此，堇青石经常原料之一，与其他耐火骨料进行共混，制成耐高温的高辐射金属防腐节能涂料，用于金属防腐。然而，目前现有技术所制得的高辐射金属防腐节能涂料，一个较为普遍的缺陷在于抗热震性能较差。具体原因为：高辐射金属防腐节能涂料在涂覆到基材后，其使用环境决定了其必将受到高辐射和高温的长期作用，从而产生了较高的热应力，而热应力聚集在高辐射金属防腐节能涂料中，通常无法完全释放；待热应力聚集到一定数值，则会在高辐射金属防腐节能涂料表层出现应力释放，产生裂痕，使得涂覆在基材表面的高辐射金属防腐节能涂料开裂。这就是目前现有技术中高辐射金属防腐节能涂料使用寿命较短的原因。因此，亟需找到一种高辐射金属防腐节能涂料，具有显著的抗热震性能，从而克服上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术公开了一种高辐射金属防腐节能涂料，其中，堇青石先与二氧化钛进行混合烧结，形成混合氧化物，然后再将混合氧化物与粘结剂加入到其它耐火骨料中一起煅烧，通过过筛造粒后处理，形成最终产物。令人意外的发现，上述金属防腐节能涂料具有优异的抗热震性能。本专利技术的一个目的在于提供一种高辐射金属防腐节能涂料，由以下质量份数的原料制得：其中，所述混合氧化物是以堇青石、二氧化钛、丙烯酰胺和叔丁醇为原料，煅烧后所形成的产物。进一步地，所述混合氧化物的制备步骤如下：S1.将堇青石和二氧化钛混合，球磨分散10-24h形成微米级粉末；S2.将丙烯酰胺、叔丁醇混合形成预混液A；S3.将S1的微米级粉末加入到预混液A中，加入催化剂过硫酸铵和四丁基乙二胺，在50-70℃下反应，形成胚体A；S4.将所述胚体A在1000-1500℃下煅烧，形成混合氧化物。进一步地，所述微米级粉末的颗粒平均粒径在20-50μm。进一步地，所述丙烯酰胺的用量为20-50wt％的堇青石；叔丁醇的用量为200-500wt％的堇青石。进一步地，所述过硫酸铵的用量为0.1-0.5wt％的堇青石；四丁基乙二胺的用量为0.1-0.5wt％的堇青石。进一步地，所述粘结剂选自氧化铝或氧化铬。本专利技术的另一个目的在于提供上述高辐射金属防腐节能涂料的制备方法，包括如下步骤：(1)将原料氧化铜、氧化钠、氧化钾、氧化铁、二氧化锰和二氧化硅按质量份数混合后，球磨分散10-24h形成微米级粉末；(2)将混合氧化物和粘结剂加入到微米级粉末中，形成前驱体；(3)将丙烯酰胺、叔丁醇混合形成预混液B；(4)将(2)中的前驱体加入到预混液B中，加入催化剂过硫酸铵和四丁基乙二胺，在50-70℃下反应，形成胚体B；(5)将胚体B在1000-1500℃下煅烧，形成粗产物并研磨；(6)将粗产物过筛造粒。进一步地，所述丙烯酰胺用量为50-80wt％的前驱体；叔丁醇为300-500wt％的前驱体。进一步地，所述过硫酸铵的用量为0.1-0.5wt％的堇青石；四丁基乙二胺的用量为0.1-0.5wt％的堇青石。进一步地，所述过筛的孔径为20-80μm。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术先将堇青石和二氧化钛研磨混合，加入到丙烯酰胺和叔丁醇的溶液中，在过硫酸铵和四丁基乙二胺的催化体系下，加热使得丙烯酰胺聚合，搅拌均匀后，将上述体系煅烧，形成具有多孔结构的混合氧化物。然后类似地，将原料氧化铜、氧化钠、氧化钾、氧化铁、二氧化锰和二氧化硅混合，球磨分散形成的微米级粉末，与上述混合氧化物、粘结剂混合，加入到丙烯酰胺和叔丁醇的溶液中，再次加热使得丙烯酰胺聚合，搅拌均匀后，将上述体系煅烧，形成具有多孔结构的混合材料。上述具有多孔结构的混合氧化物和混合材料，所形成多孔结构的机理均为：丙烯酰胺在过硫酸铵和四丁基乙二胺的催化体系下会形成聚丙烯酰胺高聚物，使得叔丁醇体系粘度升高；叔丁醇体系与固体颗粒(本专利技术中为堇青石，以及多种所述的金属氧化物)混合后，穿插在所述固体颗粒之间，由于叔丁醇体系具有优异的渗透能力和较高的粘度，因此对固体颗粒具有良好的分散作用。上述步骤混合形成胚体A和胚体B在高温煅烧下，原本液相的叔丁醇体系迅速碳化导致收缩，形成了分布在混合氧化物和混合材料之中的、大小不同的许多孔隙。因此，混合氧化物和混合材料均具有多孔结构。此外，二氧化钛掺杂到堇青石中，可以细化并得到更加均匀孔径的多孔结构，其机理为：二氧化钛的硬度与堇青石的膨胀系数具有较大的区别，因此在高温煅烧的过程中，由于堇青石的膨胀系数较大，因此更易膨胀，导致孔径的增大，而二氧化钛的膨胀系数显著地小于堇青石，因此容易填充在堇青石的孔隙中，并将堇青石原有的孔隙分割成为若干更小的孔隙，导致孔径减小，从而增加了多孔结构的孔隙的数量，并减小了孔隙的体积，从而多孔结构的比表面积大大增加。因此，上述两个方面，使得煅烧后的混合氧化物和混合材料结构中，多孔结构实质上为网状孔隙结构。最终制得的产品中，具有大量孔径为5微米以下的网状孔隙结构，因此外界能量传递到混合材料时，绝大部分能量会在混合材料中的网状孔隙结构中损耗，不会导致能量在材料内部的长期聚集；而未被损耗的能量被产品吸收后，由于网状孔隙结构可以为产品中材料的热膨胀等形变提供较为充足的空间，因此也不会导致热应力的聚集。因此，本专利技术制得的产品，相比于现有技术，是一种具有优异的热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高辐射金属防腐节能涂料，其特征在于，由以下质量份数的原料制得：/n

【技术特征摘要】
1.一种高辐射金属防腐节能涂料，其特征在于，由以下质量份数的原料制得：



其中，所述混合氧化物是以堇青石、二氧化钛、丙烯酰胺和叔丁醇为原料，煅烧后所形成的产物。


2.根据权利要求1所述一种高辐射金属防腐节能涂料，其特征在于，所述混合氧化物的制备步骤如下：
S1.将堇青石和二氧化钛混合，球磨分散10-24h形成微米级粉末；
S2.将丙烯酰胺、叔丁醇混合形成预混液A；
S3.将S1的微米级粉末加入到预混液A中，加入催化剂过硫酸铵和四丁基乙二胺，在50-70℃下反应，形成胚体A；
S4.将所述胚体A在1000-1500℃下煅烧，形成混合氧化物。


3.根据权利要求2所述一种高辐射金属防腐节能涂料，其特征在于，所述微米级粉末的颗粒平均粒径在20-50μm。


4.根据权利要求2所述一种高辐射金属防腐节能涂料，其特征在于，所述丙烯酰胺的用量为20-50wt％的堇青石；叔丁醇的用量为200-500wt％的堇青石。


5.根据权利要求2所述一种高辐射金属防腐节能涂料，其特征在于，所述过硫酸铵的用量为0.1-0.5wt％的堇青石；四丁基乙二胺的用量为0.1-0.5wt％的堇青石。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴开文，
申请(专利权)人：长沙如洋环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43