耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料及其制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料，它包括以下重量份的原料：硅溶膠10～15份、膨脹石墨10～15份、碳納米管5～10份、鈦白粉1～5份、羥丙基甲基纖維素0.5～3份、玻璃粉5～10份、陶瓷微粉25～35份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯1～5份和水20～30份。本發明還提供一種上述耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料的制備方法。本發明提供的上述耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料中的各組分之間相互配合，優勢互補，使得該涂料保持良好附著力的前提下，具有優異的防腐、防輻射、抗菌、阻燃、耐受高溫、防龜裂、儲存穩定性等特性。
【專利說明】
耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于涂料技術領域，特別是涉及一種耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料及其制備 方法。
【背景技術】
[0002] 防輻射材料已成為當今材料學科的一大課題，隨著各種高輻射設備的出現和廣泛 應用，防輻射材料的研究已引起了人們的普遍關注。2011年3月11日的日本大地震所引發的 福島核電站危機，也引發了人們對核輻射的擔憂;而人們生活中各種輻射源存在，也迫使人 們對防輻射材料的重視;輻射已被世界衛生組織列為繼水源、大氣、噪音之后的第四大環境 污染源，成為危害人類健康的隱形"殺手"，防護輻射已成為當務之急。
[0003] 目前，防輻射涂料大多采用的是在涂料組分中加入重金屬或稀有金屬粉末及其氧 化物，尤其是含Ba、Pb、U、Lu等金屬化合物，或者采用復合鍍層，但必然也帶來施工困難，附 著力不夠，同時功能不夠等缺陷，因而防輻射涂料也只應用在一些特殊行業和特殊領域，而 在人們的生活等領域中應用較少。
[0004]因此開發兼具其他的附加性能的防輻射涂料成為當務之急;具有其他附加性能的 防輻射涂料既能滿足涂料的基本功能，又擴寬其應用領域，也符合涂料多功能、多領域發展 的要求。

【發明內容】

[0005] 有鑒于此，確有必要提供一種耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料及其制備方法，以克服 上述問題。
[0006] 本發明提供一種耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料，其包括以下重量份的原料:硅溶膠 10~15份、膨脹石墨10~15份、碳納米管5~10份、鈦白粉1~5份、輕丙基甲基纖維素0.5~3 份、玻璃粉5~10份、陶瓷微粉25~35份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯1~5份和水20~30份。
[0007] 其中，所述硅溶膠是一種極細的二氧化硅超微粒子膠狀水溶液，粒徑為580nm，其 中，一般乳液顆粒為800~lOOOnm。在該娃溶膠中氧化娃和氧化鈉的比例在40%以上，可以用 離子交換、酸中和、水分解、電滲析等方法來實現。
[0008] 基于上述，它包括以下重量份的原料:硅溶膠10~13份、膨脹石墨12~14份、碳納 米管7~9份、鈦白粉2~4份、羥丙基甲基纖維素1~2份、玻璃粉6~8份、陶瓷微粉27~33份、 丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯2~3份和水23~27份。
[0009] 基于上述，它包括以下重量份的原料:硅溶膠12份、膨脹石墨13份、碳納米管8份、 鈦白粉3份、羥丙基甲基纖維素1.5份、玻璃粉7份、陶瓷微粉30份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基 酯2份和水25份。
[0010] 本發明還提供一種上述耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料的制備方法，其包括以下步 驟： 在40~80°C的條件下，將硅溶膠、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一混合溶液； 將玻璃粉和陶瓷微粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散30~40分鐘，得到第二 混合溶液； 將碳納米管、鈦白粉、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯分別加入到所 述第二混合溶液中，并在40~80°C的條件下超聲攪拌1~2小時，制得所述耐高溫防腐防輻 射陶瓷涂料。
[0011] 在上述耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料，膨脹石墨不僅保留了天然石墨的耐高溫、耐 腐蝕、耐輻射、導電性等優良性質，而且還具有柔軟性、回彈性、自粘性、不滲透性、吸附性和 低密度等特性。碳納米管是粒徑在10~50 nm的一種一維材料，具有優良的導熱導電以及電 子屏蔽等性能。鈦白粉的直徑在100納米以下，產品外觀為白色疏松粉末;具有抗線、抗菌、 自潔凈、抗老化、耐候性等性能。膨脹石墨、碳納米管以及鈦白粉在分散劑相互作用，使得所 述環保型耐高溫防輻射涂料具有阻燃、防輻射以及抗菌等功能。羥丙基甲基纖維素主要起 到分散劑的作用，此外還具有耐鹽性低灰粉、pH穩定性、保水性、尺寸穩定性、優良的成膜 性、以及廣泛的耐酶性、增稠性和粘結性等特點。丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯作為成膜助劑 可以在成膜的環境下自動進行聚合與交聯，成為漆膜的組成一部分，能夠彌補硅溶膠成膜 過程中體積收縮較大、漆膜易開裂的問題。
[0012] 玻璃粉和陶瓷微粉主要用作上述耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料的填充物，其中，玻 璃粉為白色粉末，具有透明度好、硬度高、粒徑分布均勻、分散性好等優點，而且漆膜不帶藍 光、重涂性好，提高漆膜的抗刮傷性能，具有消光作用，可提高漆膜的耐候性。陶瓷微粉可提 高涂料的吸附性、耐侯性、儲存穩定性、耐擦洗、耐腐蝕及耐高溫性，改善漆膜的機械性能， 防龜裂性，增加透明度，防止涂料泛黃，并可降低企業生產成本。
[0013] 因此，本發明提供的耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料中的各組分之間相互配合，優勢 互補，使得該涂料保持良好附著力的前提下，具有優異的防腐、耐受高溫、防龜裂、儲存穩定 性等特性，在石油石化、冶金、電力、國防等特殊領域應用前景廣闊。本發明提供的上述耐高 溫防腐防輻射陶瓷涂料的制備方法操作簡便，容易實現。
【具體實施方式】
[0014] 下面通過【具體實施方式】，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
[0015] 實施例1 本發明實施例1提供一種耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料，其包括以下重量份的原料:硅溶 膠10份、膨脹石墨10份、碳納米管5份、鈦白粉1份、羥丙基甲基纖維素0.5份、玻璃粉5份、陶 瓷微粉25份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯1份和水20份，其中，該實施例中的各原料均為工 業級。
[0016]制備方法:在40°C的條件下，將硅溶膠、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一混合溶 液;將玻璃粉和陶瓷微粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散30分鐘，得到第二混合溶 液;將碳納米管、鈦白粉、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯分別加入到所述 第二混合溶液中，并在40°C的條件下超聲攪拌1小時，制得本實施例所述的耐高溫防腐防輻 射陶瓷涂料。
[0017] 實施例2 本發明實施例2提供一種耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料，其包括以下重量份的原料:硅溶 膠11份、膨脹石墨12份、碳納米管7份、鈦白粉2份、羥丙基甲基纖維素1份、玻璃粉6份、陶瓷 微粉27份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯2份和水23份，其中，該實施例中的各原料均為工業 級。
[0018]制備方法:在50°C的條件下，將硅溶膠、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一混合溶 液;將玻璃粉和陶瓷微粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散30分鐘，得到第二混合溶 液;將碳納米管、鈦白粉、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯分別加入到所述 第二混合溶液中，并在50°C的條件下超聲攪拌1.5小時，制得本實施例所述的耐高溫防腐防 輻射陶瓷涂料。
[0019] 實施例3 本發明實施例3提供一種耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料，其包括以下重量份的原料:硅溶 膠12份、膨脹石墨13份、碳納米管8份、鈦白粉3份、羥丙基甲基纖維素1.5份、玻璃粉7份、陶 瓷微粉30份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯2份和水25份，其中，該實施例中的各原料均為工 業級。
[0020] 制備方法:在60°C的條件下，將硅溶膠、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一混合溶 液;將玻璃粉和陶瓷微粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散35分鐘，得到第二混合溶 液;將碳納米管、鈦白粉、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯分別加入到所述 第二混合溶液中，并在60°C的條件下超聲攪拌1.5小時，制得本實施例所述的耐高溫防腐防 輻射陶瓷涂料。
[0021] 實施例4 本發明實施例4提供一種耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料，其包括以下重量份的原料:硅溶 膠13份、膨脹石墨14份、碳納米管9份、鈦白粉4份、羥丙基甲基纖維素2份、玻璃粉8份、陶瓷 微粉33份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯3份和水27份，其中，該實施例中的各原料均為工業 級。
[0022]制備方法:在70°C的條件下，將硅溶膠、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一混合溶 液;將玻璃粉和陶瓷微粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散40分鐘，得到第二混合溶 液;將碳納米管、鈦白粉、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯分別加入到所述 第二混合溶液中，并在70°C的條件下超聲攪拌2小時，制得本實施例所述的耐高溫防腐防輻 射陶瓷涂料。
[0023] 實施例5 本發明實施例5提供一種耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料，其包括以下重量份的原料:硅溶 膠15份、膨脹石墨15份、碳納米管10份、鈦白粉5份、羥丙基甲基纖維素3份、玻璃粉10份、陶 瓷微粉35份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯5份和水30份，其中，該實施例中的各原料均為工 業級。
[0024]制備方法:在80°C的條件下，將硅溶膠、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一混合溶 液;將玻璃粉和陶瓷微粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散35分鐘，得到第二混合溶 液;將碳納米管、鈦白粉、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯分別加入到所述 第二混合溶液中，并在80°C的條件下超聲攪拌2小時，制得本實施例所述的耐高溫防腐防輻 射陶瓷涂料。
[0025]將實施例1至實施例5所提供的耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料涂覆在表面清潔、干燥 的薄鋼板上，然后在室溫下放置24小時固化后進行相關性能的測試。其中，該測試中使用的 薄鋼板為平整、無壓痕和麻點等機械缺陷，尺寸為50 X 120 X 1 mm(按國標GB1735-79)，且經 過除油、除銹處理，保證該薄鋼板表面清潔、干燥。
[0026] 儲存穩定性、附著力（按國標GB1720-89)、沖擊強度(按國標GB/T1732-1993)、干燥 時間（按國標GB1728-1979)等均按照相關國家標準進行檢驗。
[0027]耐高溫性測試:將樣板放到馬弗爐中，升溫到800度，放置10小時后取出，冷卻至室 溫，觀察樣板表面情況，如無漆膜脫落、龜裂情況，說明漆膜耐熱性能良好(按國標GB1735-89)〇
[0028] 耐腐蝕性測試:將樣板放入鹽霧機，用5%的氯化鈉溶液做噴霧試驗，觀察樣板是否 鼓泡、生銹（按國標GB/T1771 -91)。
[0029] 通過以上的測試方法，實施例1至實施例5試驗結果如下表所示： 測試結果表
因此，本發明實施例提供的耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料在常溫固化、漆膜基材附著力、 防龜裂、高溫下耐腐蝕性，存儲性等均表現突出，是一種很好的耐高溫防腐涂料;同時，膨脹 石墨、碳納米管以及鈦白粉使得上述涂料還具有防輻射、阻燃、抗菌等功能。該涂料的生產 相對簡單，節約能源。其在石油石化、冶金、電力、國防等特殊領域應用前景廣闊。
[0030]最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；盡 管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然 可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替換;而不脫離本發 明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案范圍當中。
【主權項】
1. 一種耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料，其特征在于，它包括以下重量份的原料:硅溶膠10 ~15份、膨脹石墨10~15份、碳納米管5~10份、鈦白粉1~5份、輕丙基甲基纖維素0.5~3 份、玻璃粉5~10份、陶瓷微粉25~35份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯1~5份和水20~30份。2. 根據權利要求1所述的耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料，其特征在于，它包括以下重量份 的原料:硅溶膠10~13份、膨脹石墨12~14份、碳納米管7~9份、鈦白粉2~4份、羥丙基甲基 纖維素1~2份、玻璃粉6~8份、陶瓷微粉27~33份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯2~3份和水 23~27份。3. 根據權利要求2所述的所述的耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料，其特征在于，它包括以下 重量份的原料:硅溶膠12份、膨脹石墨13份、碳納米管8份、鈦白粉3份、羥丙基甲基纖維素 1.5份、玻璃粉7份、陶瓷微粉30份、丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯2份和水25份。4. 一種權利要求1~3任一項所述的耐高溫防腐防輻射陶瓷涂料的制備方法，其包括以 下步驟： 在40~80°C的條件下，將硅溶膠、膨脹石墨和水均勻混合，形成第一混合溶液； 將玻璃粉和陶瓷微粉加入到所述第一混合溶液中，并超聲分散30~40分鐘，得到第二 混合溶液； 將碳納米管、鈦白粉、羥丙基甲基纖維素和丙烯酸雙環戊烯基氧乙基酯分別加入到所 述第二混合溶液中，并在40~80°C的條件下超聲攪拌1~2小時，制得所述耐高溫防腐防輻 射陶瓷涂料。
【文檔編號】C09D1/00GK105820621SQ201610263488
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月26日
【發明人】高德峰, 常嵐, 陳小偉, 陳幫軍, 魯中健, 王生蘭, 孫哲
【申請人】黃河科技學院