返回顶部
返回首页
返回首页
今天是    | 政策法规 | 行业应用 |
home 您现在的位置: 首页 >化学试剂>品牌库 > 详细信息
水性工业隔热涂料的研制与应用,介绍了水性工业隔热涂料的配方、工艺、应用方法
2020年02月05日    阅读量:2877     新闻来源:中网信息    |  投稿

0 前言

在我国节能行业领域中,工业节能与建筑节能相比在配套技术、应用方法、政策导向、推广力度等方面相对薄弱,一些输热管道、热力设备的热损耗非常大。虽然大都采用传统保温材料进行了外装防护,但是由于传统保温材料的固有性能缺陷,节能效果并不理想,例如岩棉毡吸水性强,一旦吸水后则隔热性大幅度下降,且外观差;


硬泡聚氨酯材料耐高温性能差,当温度>120 ℃时,泡沫变软变形、热老化严重;传统无机保温涂料涂层厚(2~3 cm)、涂层粗糙、防水性差、施工周期长、推广应用困难。


市场急需一种环保薄型(2~3 mm)、耐高低温(-30~200 ℃)、导热系数低[<0.07 W/(m · K)]施工简便、价格低廉的工业隔热涂料中国化工网okmart.com。本研究以水性有机硅树脂和自交联丙烯酸乳液为成膜物、以无机空心结构轻质材料为填料,在多种助剂的配合下,制备出一种综合性、实用性、经济性较好的水性工业隔热涂料。


1 试验部分

1.1 原材料

有机硅乳液、自交联丙烯酸乳液、空心玻璃微珠、硅藻土、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅酸铝纤维、气相二氧化硅、分散剂、消泡剂、硅烷偶联剂、防霉杀菌剂、防闪锈剂、成膜助剂,等。

1.2 基础配方

水性工业隔热涂料的基础配方见表1。

水性工业隔热涂料的基础配方

水性工业隔热涂料的研制与应用,介绍了水性工业隔热涂料的配方、工艺、应用方法 中网信息

1.3 生产工艺

将去离子水加入搅拌机中,搅拌下加入各种助剂、乳液、各种轻质填料,低速搅拌捏合30 min,经振动筛过滤出料,呈稠浆状体。

1.4 性能测试方法

1.4.1 导热系数的测试

将制备的隔热涂料涂覆在聚四氟乙烯板上,干膜厚度1 mm,养护干燥后将涂膜揭下来,制成直径30mm的圆形试片,将试片放入烘干箱中,在105 ℃下保持4.5 h,自然冷却至温室,用DRL-11型导热系数仪测试试片的导热系数。

1.4.2 隔热性能的测试

在0.8 mm厚的钢板表面分多次涂覆隔热涂料。

干膜厚度分别为1 mm(1# 试板)、2 mm(2# 试板)、3mm(3#试板),并以同样规格空白钢板做对照。

室温下养护7 d干燥后,通过自制的涂层隔热测试装置[1] 测试涂层的隔热性能,见图1。

涂层隔热性能测试装置

水性工业隔热涂料的研制与应用,介绍了水性工业隔热涂料的配方、工艺、应用方法 中网信息

2 结果与讨论

2.1 黏结树脂的选择

为了减少输热管道及热力设备的热能消耗使用条件,作为其保温隔热涂层的隔热涂料,其主要性能应具备:①低导热系数;②耐高、低温性好;③附着力强;④防水抗渗性佳。这就要求选择的树脂必须符合上述要求,在现今市场上,完全符合上述4项要求的水性树脂几乎没有,可通过几种不同性能的树脂混配来实现。


有机硅树脂乳液是一种高分子三维交联化合物,其结构中每4个氧原子就有一个有机基团R取代,成为一种改性石英结构。硅树脂由三官能硅单元组成,成为一种介于纯无机和纯有机之间的中间体系,其中无机成分占80%,因此涂膜呈刚性,导热系数较小[0.19 W/(m · K)],耐高温性好,防水抗渗性优异,附着力强,但耐低温柔性差。


自交联弹性丙烯酸乳液,其Tg为-35 ℃、MFT为0 ℃,涂膜具有导热系数低[0.06W/(m · K)]、弹缩性好、耐低温性优异、防水抗渗性佳、附着力好等优点,但是耐高温性差。将两种乳液以一定比例混配复合作黏结剂,制备的隔热涂料既保持了硅树脂的突出优点,也保持了丙烯酸树脂的长处,可获得取长补短、优势互补之效果。


在基础配方中其他因素不变的条件下,只改变有机硅树脂乳液与丙烯酸弹性乳液的混配比例制备成隔热涂料,检测其对涂膜性能的影响,见表2。

水性工业隔热涂料的研制与应用,介绍了水性工业隔热涂料的配方、工艺、应用方法 中网信息

两种乳液配比对涂膜性能的影响

由表2可知,随着有机硅乳液在黏结剂体系中比例的增加,涂层的附着力相应下降、断裂伸长率相应降低、耐高温老化性逐渐提高、耐低温性下降。综合考虑,当m(有机硅乳液)∶m(丙烯酸乳液)=(4∶6)~(5∶5)时,制备的隔热涂料其综合性能较好。



2.2 隔热填料的选择

所谓隔热就是最大限度地阻止热量传递。因此,阻隔性隔热材料应具有较小的导热系数,或由隔热材料组成的涂层具有较高的热阻值[2]。工业隔热保温涂料的研究机理和配方设计,就应该立足于降低热传导、避免热对流、减少热辐射来获得性能优异的隔热涂料产品和技术模型[3]。


由于常温下静止空气的导热系数为0.023 W/(m · K),远远低于其他物体的导热系数,所以材料中引入导热系数极低的无对流空气成为研究的主要方向,这也是阻隔性隔热涂料研制的基本依据[3]。


当隔热涂层的干密度低、空隙率高、且空隙尺寸小、闭孔空心结构足够多时,孔隙中空气静止无对流,其导热系数小、隔热性优异。适用于工业隔热涂料的轻质填料有:空心玻璃微珠、膨胀珍珠岩、玻化微珠、岩棉及硅酸铝纤维、膨胀蛭石、硅藻土等无机多孔结构材料,其堆积密度及导热系数见表3。

常用隔热填料的密度及导热系数

水性工业隔热涂料的研制与应用,介绍了水性工业隔热涂料的配方、工艺、应用方法 中网信息

按照材料导热系数的大小,空隙结构及隔热性能优劣排列,结果如下:空心玻璃微珠、玻化微珠、膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、岩棉、漂珠、硅酸铝纤维、硅藻土。因此,工业隔热涂料中的隔热填料应以空心玻璃微珠为主,并合理搭配其他轻质填料。


为了提高隔热涂料的强度、耐冲击性、粘附性,掺配适量的硅藻土是必要的。硅藻土是一种含SiO2的矿物,具有独特有序的微孔结构,孔隙率达到85%以上,弹性模量高、微孔质硬、强度高、耐划痕性强,且耐酸、防腐、不燃、分散性好,有较强的吸附性和火山灰反应活性。


2.3 颜基比对涂膜隔热性的影响

在黏结剂一定的条件下,隔热填料的添加量决定了涂料的隔热性能及物理性能。为了兼顾涂料隔热性、耐高低温性、附着力及防水性等综合性能,必须通过试验选定一个最佳颜基比,即在隔热涂料干物质中隔热填料与树脂干物质的质量比。


在基本配方中其他因素不变的条件下,只改变隔热填料的用量,即颜基比变化,分别制备成涂料,每种涂料涂覆3块钢板:1#(1 mm厚)、2#(2 mm厚)、3#(3 mm厚),按照本文1.4.2隔热性能测试方法,分别测试试板在不同温度下涂层的隔热性能,结果见表4。

水性工业隔热涂料的研制与应用,介绍了水性工业隔热涂料的配方、工艺、应用方法 中网信息

不同颜基比、厚度、温度下涂膜的隔热性


由表4可知,在水性工业隔热涂料的配方试验过程中,当颜基比和涂层厚度一定的条件下,试板涂层的背温面与空白钢板之间的温差随试验温度的提高而增大;当试验温度固定的条件下,试板与空白样之间的温差随颜基比和涂层厚度的增加而增大,即保温隔热性增强。


其中颜基比和涂层厚度是影响涂层隔热性的决定因素,试验温度则是影响隔热性的外部条件。通过对不同颜基比隔热涂料进行性能测试,颜基比为6∶4制备的涂料其综合性能最佳。由表4试验数据中得出,颜基比为6∶4制备的隔热涂料,在不同使用温度下,根据节能效率要求可选择不同厚度的涂层参数,见表5。

不同温度下不同涂层厚度的隔热性能

水性工业隔热涂料的研制与应用,介绍了水性工业隔热涂料的配方、工艺、应用方法 中网信息

2.4 隔热涂层的应用

为了保护环境,减少大气污染,我国发展工业和民用集中供热。由于供热覆盖面积大、管道路径长、散热面积增大,需要供热炉的输出温度大幅度提高,才能保障终端用户的热能需求。常用的输热管道是管中管聚氨酯发泡保温层工艺加工而成,聚氨酯发泡材料具有导热系数低[0.025 W/(m · K)]保温效果好、耐温变性好、耐水防腐等优点,但是其耐高温性差,当管内温度大于120 ℃时,聚氨酯泡沫软化度形、热老化加速,保温效果和使用寿命下降。


如果在输热管外壁包覆一层2~3 mm厚的隔热涂料,干燥后再按常规管中管聚氨酯发泡生产工艺加工成保温管,既可提高在高温使用条件下的保温节能效率,又可延长聚氨酯发泡保温层的使用寿命。在高温染缸和高温反应釜外壁涂覆3 mm厚的隔热涂料,可以达到节能15%左右。


2.5 涂料的性能

研制的水性工业隔热涂料,按照相关标准进行全面性能检测,结果如表6。

水性工业隔热涂料的性能

水性工业隔热涂料的研制与应用,介绍了水性工业隔热涂料的配方、工艺、应用方法 中网信息

3 结语

(1)通过试验确定,当m(有机硅乳液)∶m(自交联弹性丙烯酸乳液)= (4∶6)~(5∶5)混配作隔热涂料的黏结剂时,制备的涂料综合性能较好。

(2)隔热填料以空心玻璃微珠为主、配合玻化微珠、膨胀蛭石、无机纤维、硅藻土等,形成合理的粒径级配,在既降低涂层导热系数又保持一定强度的条件下,科学混配隔热填料。

(3)在水性隔热涂料中,颜基比确定为6∶4,涂层厚度为3 mm时,隔热涂层的保温隔热性能最好。

(4)水性工业隔热涂料,可以广泛应用于输热管道保温、热力设备、印染设备等保温隔热。


标签:行业资讯原料动态化工百科产品资讯化工应用市场评论技术中心精细化学品化工原料化学试剂染料及颜料涂料与油漆催化剂及助剂
免责声明: 本文仅代表作者本人观点,与本网无关。本网对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,并请自行承担全部责任。本网转载自其它媒体的信息,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。客服邮箱:service@cnso360.com | 客服QQ:23341571

全站地图

深圳网络警察报警平台 深圳网络警
察报警平台

公共信息安全网络监察 公共信息安
全网络监察

经营性网站备案信息 经营性网站
备案信息

中国互联网举报中心 中国互联网
举报中心

中国文明网传播文明 中国文明网
传播文明

深圳市市场监督管理局企业主体身份公示 工商网监
电子标识