CN109021787A - 一种室温固化耐高温韧性防热涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种室温固化耐高温韧性防热防热涂料及其制备方法，在温度10～30℃，湿度15％～75％条件下即可完成固化，0.15±0.02mm厚度涂料可耐出口温度1500K、流速2400m/s、流量8kg/s、时长1s的火焰冲刷，重复两次考核后漆膜无明显变化，该涂料由有机硅改性环氧树脂(环氧值0.02～0.11)、聚酰胺固化剂、氧化铁红、二硫化钼、白炭黑及导电炭黑组成，其质量比为43％～54％：10％～12％：25％～35％：5％～10％：5％～6％：2％～3％；该涂料成本低，施工方式简单，涂层柔韧性可达1mm、冲击强度可达75kg·cm，附着力为划格0级、画圈1级，同时具有较高的表面硬度，铅笔硬度为6H。

Description

一种室温固化耐高温韧性防热涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，特别是一种室温固化(10～30℃)有机硅改性环氧树脂耐高温韧性防热涂料及其制备和使用方法，解决现有涂料不能同时满足室温固化、耐高温抗冲刷和良好力学性能的问题。
背景技术
某筒体容器在使用过程中内部会受到严重的热冲击，瞬间最高温度可达1500K，同时伴有固体粒子冲刷，为了满足筒体容器重复使用要求，需对筒体容器内壁喷涂耐高温涂料。由于该筒体容器使用环境温度梯度大(-40～60℃)，涂料除了要满足耐高温、抗冲刷的要求，还需具有良好的韧性和高的附着力。现有筒体容器内壁涂料多采用中高温固化体系，以有机硅树脂或环氧树脂基体为主，需在80～130℃下固化成膜，对施工带来极大不变，影响筒体容器其它部件装配；环氧树脂类涂料在胺类固化剂及促进剂作用下，尽管可以实现室温固化，但耐高温效果不理想，无法满足使用过程中热冲击和固体粒子冲刷要求，因此，亟需制备出一种涂料可以同时满足室温固化、耐高温抗冲刷和良好力学性能的要求。
发明内容
本发明目的在于提供一种室温固化耐高温韧性防热防热涂料及其制备方法，在温度10～30℃，湿度15％～75％条件下即可完成固化，0.15±0.02mm厚度涂料可耐出口温度1500K、流速2400m/s、流量8kg/s、时长1s的火焰冲刷，重复两次考核后漆膜无明显变化。
该涂料成本低，施工方式简单，涂层柔韧性可达1mm、冲击强度可达75kg·cm，附着力为划格0级、画圈1级，同时具有较高的表面硬度，铅笔硬度为6H。
一种室温固化耐高温韧性防热涂料，由有机硅改性环氧树脂(环氧值0.02～0.11)、聚酰胺固化剂、氧化铁红、二硫化钼、白炭黑及导电炭黑组成，其质量比为43％～54％：10％～12％：25％～35％：5％～10％：5％～6％：2％～3％，其制备的方法为：
第一步，按照25％～35％：5％～10％：5％～6％：2％～3％的质量比称量氧化铁红、二硫化钼、白炭黑和导电炭黑四种粉料；
第二步，将四种粉料混合，然后过120目筛子，过完筛的粉料放入60℃的烘箱中烘烤4h～6h；
第三步，按照43％～54％的质量比称量有机硅改性环氧树脂；
第四步，将烘干后的粉料加入到有机硅改性环氧树脂中，连续搅拌至均匀状态，以静置20分钟不出现分层为标准；
第五步，按照10％～12％的质量比称取聚酰胺固化剂，缓慢加入第四步所得混合体系中，搅拌均匀后，静置2h进行熟化，形成涂料半成品；
第六步，将第五步所得涂料半成品过100目筛子，并将筛子上残留的残渣、结块等研磨粉碎后滤至涂料中；
第七步，加入适量X-7稀释剂将第六步所得涂料调制成黏度为16～22s(涂-4杯测量)。
防热涂料配置完成后，用普通气动喷枪将配制好的涂料喷涂在干净的试件表面，喷涂压力0.2～0.4MPa，喷枪与试件表面距离200～300mm，每遍喷涂厚度控制0.02～0.04mm，第一遍喷涂结束后在室温条件下晾置12h，再进行第二遍喷涂，如此反复直至达到规定的厚度0.15±0.02mm，最后室温晾置24h，漆膜性能可达到最优。
本发明的有益效果：
(1)涂料使用有机硅改性环氧树脂和聚酰胺固化剂体系，既综合了环氧树脂优异的粘接性能和韧性，又兼具有机硅树脂良好的耐高温性能及耐候性；固化剂选用聚酰胺，保证涂料能室温固化，简化了施工工艺流程，减少筒体容器产品流转周期，降低成本能耗，能满足大型筒体容器(长度3～8m，直径0.4～0.8m)内壁热防护和规模化施工使用。
(2)涂料选用多种耐温、耐磨填料，通过调整填料与树脂配比得到相容性最佳涂料体系，固化的漆膜兼具柔韧性(1mm)、良好附着力(划格0级、画圈1级)、冲击强度(75Kg·cm)和较高表面硬度(铅笔硬度6H)。
(3)漆膜光洁度高，筒体容器在使用过程中摩擦系数小，漆膜摩擦系数≤0.9，摩擦系数测试按照GB/T10006-1988进行。
具体实施方式
实施例一
一种涂料，由有机硅改性环氧树脂、聚酰胺固化剂、氧化铁红、二硫化钼、白炭黑和导电炭黑组成，其质量比分别为43％：10％：32％：6％：6％：3％，其制备的方法为：
第一步，用电子天平称取氧化铁红、二硫化钼、白炭黑、和导电炭黑四种粉料，其质量分别为96g：18g：18g：9g；
第二步，将四种粉料混合，然后过120目筛子，将过完筛的粉料放入60℃的烘箱中烘烤4.5h；
第三步，用电子天平称取有机硅改性环氧树脂129g；
第四步，将烘干后的粉料加入到有机硅改性环氧树脂中，连续搅拌1h，达到均匀状态；
第五步，称取酰胺类固化剂30g，缓慢加入第四步所得混合体系中，搅拌均匀后，静置2h进行熟化，形成涂料半成品；
第六步，将上述涂料半成品过100目筛子，并将筛子上残留的残渣、结块等研磨粉碎后滤至涂料中；
第七步，加入适量X-7稀释剂将上述涂料调制成黏度为18s(涂-4杯测量)。
防热涂料配好后，用普通气动喷枪将配制好的涂料喷涂在干净的试件表面，喷涂压力0.2～0.4MPa，喷枪与试件表面距离200～300mm，每遍喷涂厚度控制0.02～0.04mm，第一遍喷涂结束后在室温条件下晾置12h，再进行第二遍喷涂，如此反复直至达到规定的厚度0.14mm，最后室温晾置24h，漆膜固化。
实施例二
一种防热涂料，由有机硅改性环氧树脂、酰胺类固化剂、氧化铁红、二硫化钼、白炭黑、和导电炭黑组成，其质量比分别为50％：12％：25％：5％：5％：3％，其制备的方法为：
第一步，用电子天平称取氧化铁红、二硫化钼、白炭黑、和导电炭黑四种粉料，其质量分别为75g：15g：15g：9g；
第二步，将四种粉料混合，然后过120目筛子，将过完筛的粉料放入60℃的烘箱中烘烤5h；
第三步，用电子天平称取有机硅改性环氧树脂150g；
第四步，将烘干后的粉料加入到有机硅改性环氧树脂中，连续搅拌70min，达到均匀状态；
第五步，称取酰胺类固化剂36g，缓慢加入第四步所得混合体系中，搅拌均匀后，静置2h进行熟化，形成涂料半成品；
第六步，将上述涂料半成品过100目筛子，并将筛子上残留的残渣、结块等研磨粉碎后滤至涂料中；
第七步，加入适量X-7稀释剂将上述涂料调制成黏度为20s(涂-4杯测量)。
防热涂料配好后，用普通气动喷枪将配制好的涂料喷涂在干净的试件表面，喷涂压力0.2～0.4MPa，喷枪与试件表面距离200～300mm，每遍喷涂厚度控制0.02～0.04mm，第一遍喷涂结束后在室温条件下晾置12h，再进行第二遍喷涂，如此反复直至达到规定的厚度0.16mm，最后室温晾置24h，漆膜固化。
实施例三
一种防热涂料，由有机硅改性环氧树脂、酰胺类固化剂、氧化铁红、二硫化钼、白炭黑、和导电炭黑组成，，其质量比分别为52％：11％：25％：5％：5％：2％，其制备的方法为：
第一步，用电子天平称取氧化铁红、二硫化钼、白炭黑、和导电炭黑四种粉料，其质量分别为75g：15g：15g：6g；
第二步，将四种粉料混合，然后过120目筛子，将过完筛的粉料放入60℃的烘箱中烘烤5.5h；
第三步，用电子天平称取有机硅改性环氧树脂156g；
第四步，将烘干后的粉料加入到有机硅改性环氧树脂中，连续搅拌1h，达到均匀状态；
第五步，称取酰胺类固化剂33g，缓慢加入第四步所得混合体系中，搅拌均匀后，静置2h进行熟化，形成涂料半成品；
第六步，将上述涂料半成品过100目筛子，并将筛子上残留的残渣、结块等研磨粉碎后滤至涂料中；
第七步，加入适量X-7稀释剂将上述涂料调制成黏度为17s(涂-4杯测量)。
防热涂料配好后，用普通气动喷枪将配制好的涂料喷涂在干净的试件表面，喷涂压力0.2～0.4MPa，喷枪与试件表面距离200～300mm，每遍喷涂厚度控制0.02～0.04mm，第一遍喷涂结束后在室温条件下晾置12h，再进行第二遍喷涂，如此反复直至达到规定的厚度0.13mm，最后室温晾置24h，漆膜固化。

Claims (5)

1.一种室温固化耐高温韧性防热涂料，其特征在于，包括有机硅改性环氧树脂(环氧值0.02～0.11)、聚酰胺固化剂、氧化铁红、二硫化钼、白炭黑及导电炭黑，其质量比为43％～54％：10％～12％：25％～35％：5％～10％：5％～6％：2％～3％。
2.如权利要求1所述的室温固化耐高温韧性防热涂料，其特征在于，六种组分的质量比为43％：10％：32％：6％：6％：3％。
3.如权利要求1所述的室温固化耐高温韧性防热涂料，其特征在于，六种组分的质量比为50％：12％：25％：5％：5％：3％。
4.如权利要求1所述的室温固化耐高温韧性防热涂料，其特征在于，六种组分的质量比为52％：11％：25％：5％：5％：2％。
5.权利要求1所述的室温固化耐高温韧性防热涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，按照25％～35％：5％～10％：5％～6％：2％～3％的质量比称量氧化铁红、二硫化钼、白炭黑和导电炭黑四种粉料；
第二步，将四种粉料混合，然后过120目筛子，过完筛的粉料放入60℃的烘箱中烘烤4h～6h；
第三步，按照43％～54％的质量比称量有机硅改性环氧树脂；
第四步，将烘干后的粉料加入到有机硅改性环氧树脂中，连续搅拌至均匀状态，以静置20分钟不出现分层为标准；
第五步，按照10％～12％的质量比称取聚酰胺固化剂，缓慢加入第四步所得混合体系中，搅拌均匀后，静置2h进行熟化，形成涂料半成品；
第六步，将第五步所得涂料半成品过100目筛子，并将筛子上残留的残渣、结块等研磨粉碎后滤至涂料中；
第七步，加入适量X-7稀释剂将第六步所得涂料调制成用涂-4杯测量黏度为16～22s。
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