水性工业隔热涂料的研制与应用

data-full-width-responsive="true"> 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[＜007 W/(m K)]施工简便、价格低廉的工业隔热涂料。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11 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。12 基础配方水性工业隔热涂料的基础配方见表1。13 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。14 性能测试方法141 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45 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。142 隔热性能的测试在08 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。2 结果与讨论21 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[019 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[006W/(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。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。