一种高阻热阻燃气凝胶涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高阻热阻燃气凝胶涂料及其制备方法。所述涂料的原料配方均采用安全环保的材料，成本低廉。通过加入二氧化硅气凝胶珠粒改性剂对二氧化硅气凝胶珠粒改性，使所述二氧化硅气凝胶珠粒改性剂与所述二氧化硅气凝胶珠粒表面的羟基发生反应，进而形成更稳定的三维网络结构，减弱二氧化硅气凝胶在涂料中的分散和团聚现象，使得所述涂料在高温下仍能表现优异的阻热性能。此外，通过添加其它助剂并调整比例，实现提高阻热性能，憎水等性能的效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种高阻热阻燃气凝胶涂料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及保温隔热涂料
，特别涉及一种高阻热阻燃气凝胶涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在能源匮乏和环境污染问题日益突出的今天，节能降耗、提高能源的有效利用率是当前社会发展的趋势。我国的能耗，包括建筑、石油化工、冶金、热电、汽车等领域因保温隔热材料的落后而损失的能量巨大。因此，研发高性能的保温隔热水性涂料具有较大的经济效益和社会效益。保温涂料是其涂层能使热源的热量避免通过热传导、热对流、热辐射等方式进行传递，避免涂层外表面温度升高(即隔热功能)。目前市面上保温涂料导热系数高，不能高效的阻挡热量的传递；阻燃性能难以达到石油石化行业重点防火区域的使用要求。
[0003]二氧化硅气凝胶是一种由纳米级颗粒堆积而成的、具有纳米级孔洞的轻质固体材料，因此具有极高的孔隙率、比表面积，优异的化学稳定性，表现出优异的轻质、透光、隔热、保温、隔音、防火、抗冲击性能，成为一种理想的透明隔热保温材料，在太阳能利用和建筑物节能方面已经得到应用。
[0004]中国专利CN113354992A公开了一种气凝胶保温隔热水性涂料，采用如下步骤制备得到：将乳化剂和分散剂混合均匀后加入水和SiO2气凝胶粉末，在搅拌的条件下缓慢加入表面活性剂后持续搅拌，得到SiO2气凝胶浆料；再与水性聚丙烯酸乳液混合后并进行持续搅拌；再依次加入消泡剂、成膜助剂和阻燃剂后进行持续搅拌；最后同颜填料、增稠剂一起加入至高速研磨机中进行高速搅拌研磨，得到气凝胶保温隔热水性涂料。此专利制备工艺简单，过程绿色环保，成本低廉；所有原料均无毒无害、绿色环保，易保存，不存在安全隐患。
[0005]中国专利CN109762414A公开了一种基于二氧化硅气凝胶改性的保温隔热防水涂料，由以下重量百分比的原料制成：气凝胶丙烯酸乳液混合浆料55
‑
70％、功能性填充料25
‑
40％、润湿剂1％、成膜助剂3％、消泡剂1％；气凝胶丙烯酸乳液混合浆料由气凝胶粉末和丙烯酸乳液混合而成，气凝胶是以水玻璃为硅源的二氧化硅气凝胶。此专利采用廉价易得的水玻璃作为气凝胶的硅源，并通过常温常压方式制备二氧化硅气凝胶。
[0006]以上现有技术公开的气凝胶保温隔热涂料，高温环境下遮挡红外辐射能力差；二氧化硅气凝胶在涂料中的分散和团聚现象始终没有得到很好的解决，因此导热系数较高。
[0007]因此，开发一种具备低导热系数、表面成膜好的高阻热阻燃气凝胶涂料，是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0008]为了解决上述问题，本专利技术提供一种高阻热阻燃气凝胶涂料。所述涂料的原料配方均采用安全环保的材料，成本低廉。通过加入二氧化硅气凝胶珠粒改性剂对二氧化硅气凝胶珠粒改性，使所述二氧化硅气凝胶珠粒改性剂与所述二氧化硅气凝胶珠粒表面的羟基发生反应，进而形成更稳定的三维网络结构，减弱二氧化硅气凝胶在涂料中的分散和团聚
现象，使得所述涂料在高温下仍能表现优异的阻热性能。此外，通过添加其它助剂并调整比例，实现提高阻热性能，憎水等性能的效果。
[0009]本专利技术的技术方案如下：
[0010]本专利技术提供一种高阻热阻燃气凝胶涂料，包括以下重量份的原料：
[0011]二氧化硅气凝胶珠粒：25
‑
50重量份；
[0012]二氧化硅气凝胶珠粒改性剂：0.5
‑
1.5重量份；
[0013]硅质高聚物：50
‑
70重量份；
[0014]硅质高聚物改性剂：0.5
‑
1.5重量份；
[0015]聚丙烯酰胺：0.1
‑
0.3重量份；
[0016]pH调节剂：3
‑
4重量份；
[0017]憎水剂：2
‑
6重量份；
[0018]消泡剂：0.4
‑
0.6重量份；
[0019]苯甲酸钠：0.2
‑
0.4重量份；
[0020]阻燃剂：1
‑
2重量份；以及
[0021]去离子水：40
‑
50重量份。
[0022]进一步地，所述涂料包括如下重量份的原料：
[0023]二氧化硅气凝胶珠粒：25
‑
50重量份；
[0024]二氧化硅气凝胶珠粒改性剂：0.5
‑
1.5重量份；
[0025]硅质高聚物：50
‑
70重量份；
[0026]硅质高聚物改性剂：0.5
‑
1.5重量份；
[0027]聚丙烯酰胺：0.1
‑
0.3重量份；
[0028]pH调节剂：3
‑
4重量份；
[0029]憎水剂：2
‑
6重量份；
[0030]消泡剂：0.4
‑
0.6重量份；
[0031]苯甲酸钠：0.2
‑
0.4重量份；
[0032]阻燃剂：1
‑
2重量份；
[0033]二氧化锆细粉：5
‑
25重量份；
[0034]六钛酸钾：4
‑
6重量份；
[0035]白炭黑：4
‑
6重量份；
[0036]白乳胶：6
‑
12重量份；以及
[0037]去离子水：40
‑
50重量份；
[0038]进一步地，所述涂料在常温下的导热系数≤0.034w/m
·
k
[0039]进一步地，所述二氧化硅气凝胶珠粒是将二氧化硅气凝胶粉末送入高温喷吹炉，经751
‑
800℃瞬间受热获得的，其中，原来的二氧化硅气凝胶分子团表面形成硬壳，而内部仍是二氧化硅气凝胶的形态，表观呈现微珠状。
[0040]进一步地，所述二氧化硅气凝胶珠粒改性剂为二氧化钛，通过二氧化钛对二氧化硅气凝胶进行改性，使钛与二氧化硅气凝胶表面的羟基发生反应，使钛通过羟基接枝于二氧化硅气凝胶表面，进而形成更稳定的三维网络结构，减弱二氧化钛气凝胶在液体中的分散和团聚现象，还能起到遮光剂的作用，使所述涂料在高温环境下仍具有优异的保温隔热
性能。
[0041]进一步地，所述硅质高聚物为有机硅树脂，将其加入涂料能够增强所述涂料的憎水性、抗压强度、附着力和耐候性。
[0042]进一步地，所述硅质高聚物改性剂为乙氧基硅烷，将其引入到有机硅树脂中，能形成适中交联的网状体系；而且又因为其分子结构中含有烷氧基，在催化剂的存在下容易水解，少部分二甲基二乙氧基硅烷继而发生自身交联反应，形成有机硅低聚物引入到有机硅树脂中，提高涂层的韧性。与改性前相比提升了所述涂料的耐候性、附着力和强度。
[0043]进一步地，加入聚丙烯酰胺的作用为可增强所述涂料的粘度，改变涂料的物理性质并增强涂层的可塑性，使涂料中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高阻热阻燃气凝胶涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：二氧化硅气凝胶珠粒：25
‑
50重量份；二氧化硅气凝胶珠粒改性剂：0.5
‑
1.5重量份；硅质高聚物：50
‑
70重量份；硅质高聚物改性剂：0.5
‑
1.5重量份；聚丙烯酰胺：0.1
‑
0.3重量份；pH调节剂：3
‑
4重量份；憎水剂：2
‑
6重量份；消泡剂：0.4
‑
0.6重量份；苯甲酸钠：0.2
‑
0.4重量份；阻燃剂：1
‑
2重量份；以及去离子水：40
‑
50重量份。2.根据权利要求1所述的涂料，其特征在于，包括以下重量份的原料：二氧化硅气凝胶珠粒：25
‑
50重量份；二氧化硅气凝胶珠粒改性剂：0.5
‑
1.5重量份；硅质高聚物：50
‑
70重量份；硅质高聚物改性剂：0.5
‑
1.5重量份；聚丙烯酰胺：0.1
‑
0.3重量份；pH调节剂：3
‑
4重量份；憎水剂：2
‑
6重量份；消泡剂：0.4
‑
0.6重量份；苯甲酸钠：0.2
‑
0.4重量份；阻燃剂：1
‑
2重量份；二氧化锆细粉：5
‑
25重量份；六钛酸钾：4
‑
6重量份；白炭黑：4
‑
6重量份；白乳胶：6
‑
12重量份；以及去离子水：40
‑
50重量份；所述涂料在常温下的导热系数≤0.034w/m
·
k。3.根据权利要求1或2所述的涂料，其特征在于，所述二氧化硅气凝胶珠粒是将二氧化硅气凝胶粉末送入高温喷吹炉，经751
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亭沂，齐光峰，李风，张瑾，魏新晨，王芫芫，范路，马波，徐明明，王晓君，杨士超，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心胜利油田检测评价研究有限公司，
类型：发明
国别省市：