[發明專利]一種仿生多孔陶瓷隔熱保溫涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201210137926.6
• 申請日: 2012-05-07
• 公開（公告）號: CN102674754A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 郭芳威
• 申請（專利權）人: 廣州中國科學院先進技術研究所
• 主分類號: C04B26/32
• 分類號: C04B26/32
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙) 44238
• 代理人: 劉新年

技術領域

本發明涉及一種涂料的制備方法，特別涉及一種仿生多孔陶瓷隔熱保溫涂料及其制備方法。

背景技術

近年來隨著地球石化資源的遞減和能源需求量增加，節能環保成為各國關注的熱點問題。從節能環保等角度出發，隔熱保溫材料在能源，化工、冶金以及建筑，交通等領域得到廣泛應用。傳統的隔熱保溫材料，如硅酸鋁纖維、石?棉板、海泡石、珍珠巖粉、聚苯乙烯顆粒等必須要達到一定厚度的覆層才能有好的隔熱效果，占用體積較大。?

專利號為ZL?200610113748.8?的專利“一種納米陶瓷耐高溫保溫涂料及其制備方法和應用”和專利號為ZL?200510042048.X?的專利“一種斷熱保溫涂料執照工藝”，以空心微珠為主要隔熱填料開發輕質、薄層、高效隔熱涂料成為該領域的研究熱點。雖然空心微珠有很多突出優點，但其粒徑一般為50~60μm,?不適合涂層厚度小于100μm?的應用需求；此外空心微珠強度低，脆性大，無法阻隔高溫近紅外熱輻射，因此無法單獨作為隔熱材料使用，必須添加一定得紅外遮蔽劑，因而增加了固體物質熱傳導率。六鈦酸鉀晶須具有優良的力學和物理性能、穩定的化學性質，且紅外反射率高、熱傳導率低，作為隔熱材料，性能十分優異。

申請號為200910020660.5?的專利“一種耐高溫隔熱涂料及其制備方法”公開了含鈦酸鉀晶須的耐高溫隔熱保溫涂料制備工藝。然而鈦酸鉀晶須在涂料中的分散問題是其應用的難點，易團聚的鈦酸鉀晶須將會大幅度降低涂料的隔熱性能。填料可以一定程度上解決鈦酸鉀晶須團聚，然而添加大量填料使得固體熱導系數大幅度升高，從而導致涂料的實際隔熱效果較差。因此具有固體低導熱系數，高反射率，高輻射率，并且成分簡單具有較高的機械性能的隔熱保溫材料成為研究的重點。

發明內容

本發明模仿北極熊皮毛結構來開發新型隔熱保溫納米多孔陶瓷涂料，用以解決現有隔熱保溫陶瓷涂料成分復雜和分散性差導致的實際隔熱保溫效率低的問題，同時，提高隔熱保溫陶瓷材料的機械性能和腐蝕性，增加其使用壽命和使用范圍，并且提供一種新的多孔納米陶瓷結構制備工藝，生產成本較低。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種仿生多孔陶瓷隔熱保溫涂料，由以下質量份數的原料組成：納米多孔陶瓷骨料40~65?份，粘結劑35~60?份；陶瓷骨料選用4.5%?mol?Y₂O₃部分穩定化的ZrO₂基粉末材料（PSZ）作為陶瓷骨料制備原料；粘結劑成分范圍為：環氧樹脂及氯化聚乙烯15~25?份、有機硅樹脂5~15?份、偶聯劑2~5?份、助劑6~10?份及溶劑組成。

所述粘結劑中配制比例如下：硅烷試劑（KH550）、正丁醇、鄰苯二甲酸二丁酯、二甲苯的比例為15?份：5?份：20?份：60?份。

所述仿生多孔陶瓷隔熱保溫涂料為粗糙孔洞復合密實外壁的雙層結構。

本發明的一種仿生多孔陶瓷隔熱保溫涂料及其制備方法，包括以下步驟：??

?????S1：粉末原材料前處理；??

?????S2：PSZ懸濁液的制備；??

?????S3：納米多孔稀土摻雜氧化鋯基陶瓷骨料顆粒的制備；??

?????S4：納米多孔稀土摻雜氧化鋯基陶瓷骨料顆粒的燒結；??

?????S5：隔熱保溫涂料粉體的制備。

本發明一種仿生多孔陶瓷隔熱保溫涂料的制備方法，優選的，所述步驟S1?中，PSZ原始粉末顆粒直徑為1μm；采用高能球磨機降低顆粒直徑，以去離子水為溶劑連續球磨12?小時，得到顆粒直徑為100nm的PSZ?粉末；選用顆粒直徑為500nm?的氧化鐵粉末作為燒結助劑，其質量份為0.5?-2?份；將氧化鐵粉末加入顆粒直徑為100nm的?PSZ?粉末中繼續采用高能球磨機混合0.5?小時，然后取出粉末干燥。

本發明一種仿生多孔陶瓷隔熱保溫涂料的制備方法，優選的，所述步驟S2??中，PSZ?粉末在溶劑中的質量濃度為40~100Kg/m³?；選用乙醇加去離子水作為分散PSZ粉末的溶劑；溶劑中乙醇和去離子水體積比例為4:1；選用0.1mol/L?的醋酸來調節PSZ?顆粒在懸濁液中的表面電荷，以阻止PSZ?顆粒團聚；控制溶液pH值在2.0~4.0，能獲得穩定性良好的PSZ?懸濁液；然后使用超聲攪拌儀攪拌懸濁液10min。