[發明專利]一種階梯熔融耐高溫隔熱防火涂料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011000149.1
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN114249992B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 易敏華;王賢明;吳連鋒;寧亮;萬眾;盧敏;劉雷雷;管琳;王飛
• 申請（專利權）人: 海洋化工研究院有限公司
• 主分類號: C09D1/04
• 分類號: C09D1/04;C09D5/18;C09D7/61;C09D7/63;C09D7/65
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 趙麗麗

本發明屬于涂料領域，旨在提供一種階梯熔結耐高溫隔熱防火涂料。該涂料由A組分和B組分組成，其中A組分包括硅酸鹽、熔融填料、阻隔填料及各類助劑，B組分中包括隔熱填料、纖維材料。本發明提供的防火涂料高溫灼燒沖擊，涂層仍完整、不開裂、不脫落、不變色、不碳化、無起煙、無燃燒等現象，且具有很好的隔熱性能。本發明制備的耐高溫隔熱防火涂料可以應用于常用管道或設備的防護，尤其適用于高溫條件下的防護，高溫管道、工業鍋爐、金屬基材、發動機等。

技術領域

本發明屬于涂料技術領域，具體涉及一種階梯熔融耐高溫隔熱防火涂料及其制備方法和應用。

背景技術

高溫隔熱涂料被廣泛應用于核電、交通運輸、航空航天等國民經濟領域，是高端裝備制造業必須的關鍵功能結構一體化材料，也是戰略性新興產業發展急需的關鍵材料。發動機作為機器最核心的部分，其安全性和功能性最為關鍵，在正常運行條件下，發動機溫度較高，需要隔熱保證周圍元器件的正常工作，而在某些極端、惡劣的情況下，譬如起火的情況下，發動機內部存在大量的燃油，此時，發動機有效的隔熱及防火不僅可以保護發動機本身不受損，還能延長救援時間，降低重大事故發生的可能性。因此開發具有耐高溫隔熱同時又防火的涂料對于發動機等特殊部位的防護十分重要。

隔熱涂料主要通過三種方式實現隔熱，第一種是阻隔性隔熱，即通過低熱導高熱阻的填料實現，如海泡石、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、氣凝膠等；第二種是反射隔熱，選擇合適的樹脂，以及熱反射填料，如玻璃微珠、鈦白粉、硫化鋅、氧化鐵紅、氧化鐵黃、銅鉻黑、鎳鈦黃、鈷藍等，多用于建筑涂料及日光反射隔熱領域；第三種是輻射隔熱，主要依靠氧化鐵、氧化錳、氧化鈷等輻射填料實現。實際操作中，多以兩種或多種隔熱機理協同作用。

鑒于隔熱涂層在各領域的重大作用，國內外已經研發了多種配方和用途的隔熱涂料。目前常用的耐高溫隔熱涂料根據成膜物質主要分為兩大類：一類是以樹脂等有機物為成膜物的有機隔熱涂料，該類型的涂料耐受的最高溫度在600℃，并且會伴隨碳化、縮厚、分解等結構或組成而變化，如中國專利CN102453427A、中國專利CN106046910A、中國專利CN101875805A和中國專利CN104231917A等專利中所介紹的。另一類是以硅酸鉀、硅酸鈉、硅溶膠、磷酸鹽等為成膜物的無機隔熱涂料，這類涂料根據使用需求選用不同的耐高溫填料，可耐受800℃以上的溫度，如中國專利CN103289467A、中國專利CN10643335A、中國專利CN104788076A等專利。無機涂料不僅能夠在高溫(800℃以上)隔熱領域占據重要地位，并且由于體系中不含有機物，在阻燃方面、耐紫外老化、抗氧化、耐介質腐蝕等方面也擁有優異的性能。除此之外，無機隔熱涂料大多以水作為分散劑，無VOC，是環保型的涂料。

雖然無機耐高溫隔熱涂料擁有眾多的優點，但是無機耐高溫隔熱涂料也存在致命的弱點，這主要是成膜物所導致的，無機成膜物相較于有機成膜物韌性小、發脆、易開裂，尤其在體系中含有大量隔熱填料、涂層厚度較大的情況下，漆膜強度、韌性都會急劇下降；另一方面，無機涂料與金屬基材膨脹系數難以匹配，一旦受到驟冷驟熱，內應力過大容易引起涂層開裂、脫落。針對這種情況，目前主要采用的是有機物摻雜的方式，如中國專利CN107201067A中以硅酸鈉鋰復合液為成膜物，并輔以水性酚醛樹脂充當填料；中國專利CN104910713A發明了一種熱反射隔熱無機阻燃涂料，在配方中加入了有機硅樹脂和高分子聚合物；中國專利CN106349769A中復配硅溶膠和苯丙乳液等制備了膨脹型阻燃涂料。但是有機物的加入會影響涂層的阻燃效果、耐熱效果，尤其在遇到明火的情況下，有機物會迅速分解，同時破壞涂層結構、降低涂層強度。

發明內容

為實現無機耐高溫隔熱防火涂料具有更好的韌性及抗開裂能力，本發明利用不同熔融溫度的功能填料，制備了一種隨著溫度變化能在涂層內部形成階梯熔融的無機隔熱防火涂料。通過合理控制熔融填料的用量，實現漆膜適量熔融、粘結，既增強了涂層抗開裂的風險，又最大程度保證了涂層結構的穩定性。

本發明的目的之一在于提供一種階梯熔融耐高溫隔熱防火涂料，包括A組分和B組分，所述的A組分包括硅酸鹽、熔融填料、阻隔填料，所述的B組分中包括隔熱填料、纖維材料。