用于热风炉的耐高温涂料及其制备方法.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610583948.3 (22)申请日 2016.07.23 (71)申请人 芜湖长启炉业有限公司 地址 241000 安徽省芜湖市高新技术产业 开发区南区中小企业创业园11号厂房 2楼 (72)发明人 萧鲲 (51)Int.Cl. C09D 4/06(2006.01) C09D 4/00(2006.01) C09D 5/08(2006.01) C09D 7/12(2006.01) (54)发明名称 用于热风炉的耐高温涂料及其制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于热风

2、炉的耐高温涂 料及其制备方法， 该制备方法包括： 1)将河泥置 于酸液中浸泡， 然后过滤取滤饼以制得改性河 泥； 2)将硅胶、 锆酸钠、 稀土氧化物与改性河泥在 超声条件下分散于有机溶剂中， 然后过滤取滤饼 以得到活化物； 3)将有机硅、 丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯共聚物、 马来酸酐、 有机溶剂、 碳纤维、 硅藻 土、 环糊精与活化物在高压、 密闭的条件下进行 接触反应以制得用于热风炉的耐高温涂料。 通过 该方法制得的涂料具有优异的耐高温和耐腐蚀 性能， 进而能够提高热风炉的使用寿命。 权利要求书1页 说明书4页 CN 106189437 A 2016.12.07 CN 106189437 A

3、1.一种用于热风炉的耐高温涂料的制备方法， 其特征在于， 包括： 1)将河泥置于酸液中浸泡， 然后过滤取滤饼以制得改性河泥； 2)将硅胶、 锆酸钠、 稀土氧化物与所述改性河泥在超声条件下分散于有机溶剂中， 然后 过滤取滤饼以得到活化物； 3)将有机硅、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、 马来酸酐、 有机溶剂、 碳纤维、 硅藻土、 环 糊精与所述活化物在高压、 密闭的条件下进行接触反应以制得所述用于热风炉的耐高温涂 料。 2.根据权利要求1所述的制备方法， 其中， 在步骤1)中， 所述过滤采用孔径为30-50 m的 滤纸进行。 3.根据权利要求1所述的制备方法， 其中， 在步骤1)中， 相对于10

4、0重量份的所述河泥， 所述酸液的用量为300-500重量份， 且所述酸液的pH为3-5。 4.根据权利要求1所述的制备方法， 其中， 所述酸液选择硫酸溶液、 硝酸溶液和盐酸溶 液中的一种或多种。 5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法， 其中， 在步骤2)中， 相对于100重量份 的所述硅胶， 所述锆酸钠的用量为11-17重量份， 所述稀土氧化物的用量为21-28重量份， 所 述改性河泥的用量为40-62重量份， 所述有机溶剂的用量为400-600重量份。 6.根据权利要求5所述的制备方法， 其中， 在步骤2)中， 所述稀土氧化物选自氧化铈、 氧 化镨、 氧化铷和氧化镧中的一种或多种。

5、 7.根据权利要求5所述的制备方法， 其中， 在步骤2)中， 所述分散至少满足以下条件： 分 散温度为75-90， 分散时间为5-8h， 超声频率为40-60MHz。 8.根据权利要求6或7所述的制备方法， 其中， 在步骤3)中， 在步骤3)中， 相对于100重量 份的所述有机硅， 所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的用量为35-44重量份， 所述马来酸酐 的用量为55-70重量份， 所述有机溶剂的用量为250-400重量份， 所述碳纤维的用量为5-10 重量份， 所述硅藻土的用量为23-35重量份， 所述环糊精的用量为7-12重量份， 所述活化物 的用量为19-27重量份。 9.根据权利要求8

6、所述的制备方法， 其中， 在步骤3)中， 所述有机硅选自甲基三乙氧基 硅烷、 二甲基二乙氧基硅烷、 甲基三氯硅烷、 二甲基二氯硅烷、 一苯基三乙氧基硅烷和二苯 基二甲氧基硅烷中的一种或多种； 优选地， 在步骤3)中， 所述接触反应至少满足以下条件： 反应温度为75-85， 压强为 1.5-2MPa， 反应时间为6-10h； 更优选地， 在步骤2)和3)中， 所述有机溶剂选自苯乙酮、 环己酮、 苯乙酮、 二氯甲烷、 叔 戊醇和硝基苯中的一种或多种。 10.一种用于热风炉的耐高温涂料， 其特征在于， 所述的耐高温涂料通过权利要求1-9 中任意一项所述的方法制备而得。 权利要求书 1/1 页 2 C

7、N 106189437 A 2 用于热风炉的耐高温涂料及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及耐高温涂料， 具体地， 涉及一种用于热风炉的耐高温涂料及其制备方 法。 背景技术 0002 热风炉作为热动力机械的热风炉于20世纪70年代末在我国开始广泛应用， 在许多 行业已成为电热源和传统蒸汽动力热源的换代产品。 热风炉最基本的工作原理为将冷风通 入炉的夹层中将夹层的热量带出以形成热风， 然后通过热风对物体进行加热。 0003 目前， 热风炉的主体结构均为金属制品， 为了保护主体结构以防止其受到腐蚀， 往 往需要在主体结构的内、 外表面刷上涂层。 由于热风炉的燃烧室内燃烧的为煤制品， 烟道中

8、的烟中含有大量的腐蚀性气体， 如二氧化硫、 氮氧化物； 同时， 主体结构的内部的温度较大。 在此基础上， 使得热风炉的涂层往往会出现脱落、 开裂的情况的发生， 从而极大地影响了热 风炉的使用寿命。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种用于热风炉的耐高温涂料及其制备方法， 通过该方法制 得的涂料具有优异的耐高温和耐腐蚀性能， 进而能够提高热风炉的使用寿命。 0005 为了实现上述目的， 本发明提供了一种用于热风炉的耐高温涂料的制备方法， 包 括： 0006 1)将河泥置于酸液中浸泡， 然后过滤取滤饼以制得改性河泥； 0007 2)将硅胶、 锆酸钠、 稀土氧化物与改性河泥在超声条件下分散于有

9、机溶剂中， 然后 过滤取滤饼以得到活化物； 0008 3)将有机硅、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、 马来酸酐、 有机溶剂、 碳纤维、 硅藻 土、 环糊精与活化物在高压、 密闭的条件下进行接触反应以制得用于热风炉的耐高温涂料。 0009 本发明还提供了一种用于热风炉的耐高温涂料， 该耐高温涂料通过上述的方法制 备而得。 0010 通过上述技术方案， 本发明通过上述各步骤以及各原料的协同作用， 使得制得的 耐高温涂料具有优异的耐高温和耐腐蚀性能， 从而使得该耐高温涂料能够应用于热风炉 上， 另外， 该制备方法步骤简单， 原料易得。 0011 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详

10、细说明。 具体实施方式 0012 以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。 应当理解的是， 此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明， 并不用于限制本发明。 0013 本发明提供了一种用于热风炉的耐高温涂料的制备方法， 包括： 0014 1)将河泥置于酸液中浸泡， 然后过滤取滤饼以制得改性河泥； 说明书 1/4 页 3 CN 106189437 A 3 0015 2)将硅胶、 锆酸钠、 稀土氧化物与改性河泥在超声条件下分散于有机溶剂中， 然后 过滤取滤饼以得到活化物； 0016 3)将有机硅、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、 马来酸酐、 有机溶剂、 碳纤维、 硅藻 土、 环糊精与活化物

11、在高压、 密闭的条件下进行接触反应以制得用于热风炉的耐高温涂料。 0017 在本发明的步骤1)中， 过滤用的滤纸的规格可以在宽的范围内选择， 但是为了提 高制得的耐高温涂料的耐高温和耐腐蚀性能， 优选地， 在步骤1)中， 过滤采用孔径为30-50 m的滤纸进行。 0018 在本发明的步骤1)中， 各物料的用量可以在宽的范围内选择， 但是为了提高制得 的耐高温涂料的耐高温和耐腐蚀性能， 优选地， 在步骤1)中， 相对于100重量份的河泥， 酸液 的用量为300-500重量份， 且酸液的pH为3-5。 0019 在本发明的步骤1)中， 酸液的具体种类可以在宽的范围内选择， 但是为了提高制 得的耐高

12、温涂料的耐高温和耐腐蚀性能， 优选地， 酸液选择硫酸溶液、 硝酸溶液和盐酸溶液 中的一种或多种。 0020 在本发明的步骤2)中， 各物料的用量可以在宽的范围内选择， 但是为了提高制得 的耐高温涂料的耐高温和耐腐蚀性能， 优选地， 在步骤2)中， 相对于100重量份的硅胶， 锆酸 钠的用量为11-17重量份， 稀土氧化物的用量为21-28重量份， 改性河泥的用量为40-62重量 份， 有机溶剂的用量为400-600重量份。 0021 在本发明的步骤2)中， 稀土氧化物的具体种类可以在宽的范围内选择， 但是为了 提高制得的耐高温涂料的耐高温和耐腐蚀性能， 优选地， 在步骤2)中， 稀土氧化物选自

13、氧化 铈、 氧化镨、 氧化铷和氧化镧中的一种或多种。 0022 在本发明的步骤2)中， 分散条件可以在宽的范围内选择， 但是为了提高制得的耐 高温涂料的耐高温和耐腐蚀性能， 优选地， 在步骤2)中， 分散至少满足以下条件： 分散温度 为75-90， 分散时间为5-8h， 超声频率为40-60MHz。 0023 在本发明的步骤3)中， 各物料的用量可以在宽的范围内选择， 但是为了提高制得 的耐高温涂料的耐高温和耐腐蚀性能， 优选地， 在步骤3)中， 在步骤3)中， 相对于100重量份 的有机硅， 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的用量为35-44重量份， 马来酸酐的用量为55-70 重量份， 有机溶

14、剂的用量为250-400重量份， 碳纤维的用量为5-10重量份， 硅藻土的用量为 23-35重量份， 环糊精的用量为7-12重量份， 活化物的用量为19-27重量份。 0024 在本发明的步骤3)中， 有机硅的具体种类可以在宽的范围内选择， 但是为了提高 制得的耐高温涂料的耐高温和耐腐蚀性能， 优选地， 在步骤3)中， 有机硅选自甲基三乙氧基 硅烷、 二甲基二乙氧基硅烷、 甲基三氯硅烷、 二甲基二氯硅烷、 一苯基三乙氧基硅烷和二苯 基二甲氧基硅烷中的一种或多种。 0025 在本发明的步骤3)中， 接触反应的具体条件可以在宽的范围内选择， 但是为了提 高制得的耐高温涂料的耐高温和耐腐蚀性能， 优

15、选地， 在步骤3)中， 接触反应至少满足以下 条件： 反应温度为75-85， 压强为1.5-2MPa， 反应时间为6-10h。 0026 在本发明的步骤2)和3)中， 有机溶剂的具体种类可以在宽的范围内选择， 但是为 了提高制得的耐高温涂料的耐高温和耐腐蚀性能， 优选地， 在步骤2)和3)中， 有机溶剂选自 苯乙酮、 环己酮、 苯乙酮、 二氯甲烷、 叔戊醇和硝基苯中的一种或多种。 0027 本发明还提供了一种用于热风炉的耐高温涂料， 该耐高温涂料通过上述的方法制 说明书 2/4 页 4 CN 106189437 A 4 备而得。 0028 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。 0029 实施

16、例1 0030 1)将河泥置于pH为4的酸液(河泥与酸液的重量比为100： 400)中浸泡， 然后采用孔 径为40 m的滤纸进行过滤取滤饼以制得改性河泥； 0031 2)将硅胶、 锆酸钠、 稀土氧化物(氧化铈)、 改性河泥与有机溶剂(苯乙酮)按照100： 15： 25： 47： 550的重量比混合， 并在80、 超声频率为50MHz的条件下分散7h， 然后过滤取滤 饼以得到活化物； 0032 3)将有机硅(甲基三乙氧基硅烷)、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、 马来酸酐、 有机 溶剂(环己酮)、 碳纤维、 硅藻土、 环糊精与活化物按照100： 40： 60： 300： 8： 29： 10： 25

17、的重量比 混合， 并在80、 1.8MPa和密闭的条件下进行接触反应8h以制得用于热风炉的耐高温涂料 A1。 0033 实施例2 0034 1)将河泥置于pH为3的酸液(河泥与酸液的重量比为100： 300)中浸泡， 然后采用孔 径为30 m的滤纸进行过滤取滤饼以制得改性河泥； 0035 2)将硅胶、 锆酸钠、 稀土氧化物(氧化镨)、 改性河泥与有机溶剂(苯乙酮)按照100： 11： 21： 40： 400的重量比混合， 并在75、 超声频率为40MHz的条件下分散5h， 然后过滤取滤 饼以得到活化物； 0036 3)将有机硅(二甲基二乙氧基硅烷)、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、 马来酸酐、

18、 有 机溶剂(叔戊醇)、 碳纤维、 硅藻土、 环糊精与活化物按照100： 35： 55： 250： 5： 23： 7： 19的重量 比混合， 并在75、 1.5MPa和密闭的条件下进行接触反应6h以制得用于热风炉的耐高温涂 料A2。 0037 实施例3 0038 1)将河泥置于pH为5的酸液(河泥与酸液的重量比为100： 500)中浸泡， 然后采用孔 径为50 m的滤纸进行过滤取滤饼以制得改性河泥； 0039 2)将硅胶、 锆酸钠、 稀土氧化物(氧化镧)、 改性河泥与有机溶剂(硝基苯)按照100： 11-17： 21-28： 40-62： 400-600的重量比混合， 并在90、 超声频率为6

19、0MHz的条件下分散8h， 然后过滤取滤饼以得到活化物； 0040 3)将有机硅(二苯基二甲氧基硅烷)、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、 马来酸酐、 有 机溶剂(硝基苯)、 碳纤维、 硅藻土、 环糊精与活化物按照100： 35-44： 55-70： 250-400： 5-10： 23-35： 7-12： 19-27的重量比混合， 并在85、 2MPa和密闭的条件下进行接触反应10h以制得 用于热风炉的耐高温涂料A3。 0041 对比例1 0042 按照实施例1的方法进行制得涂料B1， 不同的是， 步骤3)中未使用活化物。 0043 对比例2 0044 按照实施例1的方法进行制得涂料B2， 不同

20、的是， 步骤2)中未使用改性河泥。 0045 对比例3 0046 按照实施例1的方法进行制得涂料B3， 不同的是， 步骤2)中未使用稀土氧化物。 0047 对比例4 说明书 3/4 页 5 CN 106189437 A 5 0048 按照实施例1的方法进行制得涂料B4， 不同的是， 步骤3)中未使用碳纤维。 0049 对比例5 0050 按照实施例1的方法进行制得涂料B5， 不同的是， 步骤3)中未使用硅藻土。 0051 对比例6 0052 按照实施例1的方法进行制得涂料B6， 不同的是， 步骤3)中未使用环糊精。 0053 应用例1 0054 将钢板置于酸液中进行浸泡除油、 除锈， 接着将钢

21、板的内外表面设置底漆， 然后将 上述涂料喷涂于底漆上方， 最后置于阴凉的环境中晾干。 0055 耐高温检测： 将上述设置有涂料层的钢板置于300的环境中7天， 然后观察钢板 表面的涂料层是否有开裂的现象产生， 并统计单位面积内裂纹的条数(条/dm2)， 具体结果 见表1。 0056 耐腐蚀检测： 将上述设置有涂料层的钢板置于pH为2的强硫酸溶液中10天， 然后观 察钢板表面的涂料层是否有脱落的现象产生， 并统计单位面积内裂纹的块数(块/dm2)， 具 体结果见表1。 0057 表1 0058 裂纹密度(条/dm2)脱落块密度(块/dm2) A100 A200 A300 B1126 B2105

22、B374 B482 B593 B662 0059 通过上述实施例、 对比例和应用例可知， 本发明提供的涂料具有优异的耐高温和 耐腐蚀性能。 0060 以上详细描述了本发明的优选实施方式， 但是， 本发明并不限于上述实施方式中 的具体细节， 在本发明的技术构思范围内， 可以对本发明的技术方案进行多种简单变型， 这 些简单变型均属于本发明的保护范围。 0061 另外需要说明的是， 在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征， 在不矛 盾的情况下， 可以通过任何合适的方式进行组合， 为了避免不必要的重复， 本发明对各种可 能的组合方式不再另行说明。 0062 此外， 本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合， 只要其不违背本 发明的思想， 其同样应当视为本发明所公开的内容。 说明书 4/4 页 6 CN 106189437 A 6