一種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料及其制備方法，該涂料包括有基礎(chǔ)液和填料，其中：所述基礎(chǔ)液包括有以下占涂料重量百分比的各組分：稀土鋯酸鹽納米粉體2～36％、納米氧化鋁分散飽和液6～52％、分散劑0.1～4％、高分子改性水性助劑1～18％；所述填料包括有以下占涂料重量百分比的各組分：氧化鋯和氧化鋁的微米級混合粉體3～22％。本發(fā)明對無機纖維隔熱保溫材料的超強滲透，實現(xiàn)對纖維單體的修復(fù)填充、包覆與結(jié)合，形成以無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料為骨架、以納米復(fù)合陶瓷顆粒為填充、包覆與結(jié)合的立體納米復(fù)合陶瓷保護基體，高效阻隔了高溫、高濃度鋰和鉛氣氛(離子或氣體)對無機纖維隔熱保溫材料的滲透腐蝕。
【專利說明】
一種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種涂料，屬于納米復(fù)合陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料，是目前用于高溫隔熱保溫節(jié)能材料里的一個重要分支，具有質(zhì)量輕、隔熱保溫效率高的優(yōu)點。但是，同時也存在鮮明的缺點:耐高溫腐蝕性能不足、致密度(氣密性)差、表面強度低不耐高溫氣流(火焰)沖刷、容量老化(粉末化掉灰)等等。
[0003]鑒于無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料的優(yōu)缺點，目前對該材料的運用，如果是只是普通保溫隔熱，一般都是直接使用，如果是強腐蝕(尤其高濃度鋰和鉛氣氛同時腐蝕)、氣流(火焰)沖刷的隔熱保溫工況，通常會在無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料表面做涂層。如圖1、2所示，現(xiàn)有技術(shù)中，由于普通涂料僅在無機纖維I表面附著形成一層涂層，涂層疏松堆積，沒有形成大量穩(wěn)定中間相，而且涂料顆粒沒有對無機纖維I的缺損部位11進行有效填充和包覆，導(dǎo)致涂料顆粒與無機纖維結(jié)合疏松，整體結(jié)構(gòu)疏松，存在結(jié)合強度不好、抗熱震不佳(冷熱后會開裂剝落)、不耐腐蝕等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點與不足，提供一種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料，該涂料對無機纖維隔熱保溫材料的超強滲透，實現(xiàn)對纖維單體的修復(fù)填充、包覆與結(jié)合，形成以無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料為骨架、以納米復(fù)合陶瓷顆粒為填充、包覆與結(jié)合的立體納米復(fù)合陶瓷保護基體，高效阻隔了高溫、高濃度鋰和鉛氣氛(離子或氣體)對無機纖維隔熱保溫材料的滲透腐蝕。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供上述適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料的制備方法。
[0006]為了實現(xiàn)第一個目的，本發(fā)明按照以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料，其包括有基礎(chǔ)液和填料，其中:
[0008]所述基礎(chǔ)液包括有以下占涂料重量百分比的各組分:稀土鋯酸鹽納米粉體2?36%、納米氧化鋁分散飽和液6?52%、分散劑0.1?4%、高分子改性水性助劑I?18% ;
[0009]所述填料包括有以下占涂料重量百分比的各組分:氧化鋯和氧化鋁的微米級混合粉體3?22 %。
[0010]進一步，所述稀土錯酸鹽納米粉體的純度高于99.5%,該納米粉體的一次粒徑D50為38?42納米，含有氧化乾、氧化鋪和氧化給。
[0011 ]進一步，所述納米氧化鋁分散飽和液的純度高于99.9%，該分散飽和液的一次粒徑D50為38?42納米。
[0012]進一步，所述氧化鋯和氧化鋁的微米級混合粉體的純度高于99.5%。
[0013]為了實現(xiàn)第二個目的，本發(fā)明按照以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0014]—種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料的制備方法，其包括有以下步驟:
[0015]S1、制備稀土鋯酸鹽納米粉體，通過鋯鋁偶聯(lián)劑對粉體表面改性后備用；
[0016]S2、制備納米氧化鋁分散飽和液，恒溫不間斷分散熟化后備用；
[0017]S3、在S2步驟制備好的納米氧化鋁分散飽和液中加入分散劑，后逐步加入SI步驟制備好的稀土鋯酸鹽納米粉體，在常溫下分散、熟化、穩(wěn)定，形成穩(wěn)定的懸浮液漿料；
[0018]S4、在S3步驟制備好的懸浮液漿料中加入高分子改性水性助劑，恒溫不間斷分散熟化形成基礎(chǔ)液；
[0019]S5、在S4步驟制備好的基礎(chǔ)液中加入氧化鋯和氧化鋁的微米級混合粉體，常溫下分散均勻，密封熟化后制成納米復(fù)合陶瓷涂料。
[°02°]進一步，所述稀土錯酸鹽納米粉體的純度高于99.5% ,該納米粉體的一次粒徑D50為38?42納米;所述納米氧化鋁分散飽和液的純度高于99.9%，該分散飽和液的一次粒徑D50為38?42納米;所述氧化鋯和氧化鋁的微米級混合粉體的純度高于99.5%。
[0021]進一步，所述S2步驟中，恒溫溫度范圍為40?60°C;所述S4步驟中，恒溫溫度范圍為 40 ?60 °C。
[0022]進一步，所述S5步驟中，轉(zhuǎn)動速度為400?2500轉(zhuǎn)/分鐘，密封熟化48小時。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為:
[0024]本發(fā)明對無機纖維隔熱保溫材料的超強滲透，實現(xiàn)對纖維單體的修復(fù)填充、包覆與結(jié)合，形成以無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料為骨架、以納米復(fù)合陶瓷顆粒為填充、包覆與結(jié)合的立體納米復(fù)合陶瓷保護基體，高效阻隔了高溫、高濃度鋰和鉛氣氛(離子或氣體)對無機纖維隔熱保溫材料的滲透腐蝕;具體為:
[0025]1、使無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料更好的適應(yīng)高溫(1300°C，具體耐溫取決于無機纖維類型的實際耐溫和使用工況)、高濃度鋰和鉛氣氛(離子或氣體)的同時腐蝕滲透；
[0026]2、使無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料使用壽命更長，至少增加一倍以上使用壽命；
[0027]3、使無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料表面強度更強，耐高溫氣流或火焰直接沖刷；
[0028]4、使無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料表面更致密，密封性能更好，一定程度上提高了無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料的隔熱保溫性能，同時顯著降低了高濃度鋰和鉛氣氛(離子或氣體)對外部部件的腐蝕，減少了鋰和鉛氣氛(離子或氣體)對人體的危害以及環(huán)境污染。
[0029]為了能更清晰的理解本發(fā)明，以下將結(jié)合【附圖說明】闡述本發(fā)明的【具體實施方式】。
【附圖說明】
[0030]圖1是現(xiàn)有技術(shù)涂料和無缺損無機纖維的結(jié)合示意圖。
[0031 ]圖2是現(xiàn)有技術(shù)涂料和有缺損無機纖維的結(jié)合示意圖。
[0032]圖3是本發(fā)明涂料和無缺損無機纖維的結(jié)合示意圖。
[0033]圖4是本發(fā)明涂料和有缺損無機纖維的結(jié)合示意圖。
【具體實施方式】
[0034]本發(fā)明所述適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料，其包括有基礎(chǔ)液和填料，其中:所述基礎(chǔ)液包括有以下占涂料重量百分比的各組分:稀土鋯酸鹽納米粉體2?36 %、納米氧化鋁分散飽和液6?52%、分散劑0.1?4%、高分子改性水性助劑I?18% ;所述填料包括有以下占涂料重量百分比的各組分:氧化鋯和氧化鋁的微米級混合粉體3?22%。
[0035]進一步，所述稀土錯酸鹽納米粉體的純度高于99.5%,該納米粉體的一次粒徑D50為38?42納米，含有氧化釔、氧化鈰和氧化鉿；所述納米氧化鋁分散飽和液的純度高于99.9%,該分散飽和液的一次粒徑D50為38?42納米;所述氧化鋯和氧化鋁的微米級混合粉體的純度高于99.5%。
[0036]上述適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料的制備方法，其包括有以下步驟:S1、制備稀土鋯酸鹽納米粉體，通過鋯鋁偶聯(lián)劑對粉體表面改性后備用;S2、制備納米氧化鋁分散飽和液，恒溫40?60°C條件下不間斷分散熟化后備用；S3、在S2步驟制備好的納米氧化鋁分散飽和液中加入分散劑，后逐步加入SI步驟制備好的稀土鋯酸鹽納米粉體，在常溫下分散、熟化、穩(wěn)定，形成穩(wěn)定的懸浮液楽料;S4、在S3步驟制備好的懸浮液楽料中加入高分子改性水性助劑，恒溫40?60 °C條件下不間斷分散熟化形成基礎(chǔ)液;S5、在S4步驟制備好的基礎(chǔ)液中加入氧化鋯和氧化鋁的微米級混合粉體，常溫下在轉(zhuǎn)動速度為400?2500轉(zhuǎn)/分鐘條件下分散均勻，密封熟化48小時后制成納米復(fù)合陶瓷涂料。
[0037]如圖3和4所示，本專利的無機納米復(fù)合陶瓷涂料，是通過高純度的耐高溫稀土鋯酸鹽納米粉體與納米氧化鋁分散飽和液配合部分強滲透助劑、分散劑，最后加入微米級高純的氧化鋯和氧化鋁粉體分散穩(wěn)定生產(chǎn)而成。通過其特有的納米材料特性，普通涂布(刷涂、輥涂、噴涂)在無機纖維2隔熱保溫節(jié)能材料表面，納米復(fù)合陶瓷顆粒漸進式的滲透到無機纖維2制品內(nèi)部(2mm深度左右為佳)，同時有效滲透到無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料的單根無機纖維2的損傷和缺陷部位21進行修復(fù)填充，并在無機纖維2單體表面均勻包覆一層納米復(fù)合陶瓷，在纖維單體間通過納米復(fù)合陶瓷結(jié)合成立體的保護體，同時在無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料表面也會形成一層堅實的納米復(fù)合陶瓷涂層，該涂層與滲透到無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料內(nèi)部的納米復(fù)合陶瓷形成一體，構(gòu)建起以無機纖維隔熱保溫節(jié)能材料為骨架以納米復(fù)合陶瓷顆粒填充與包覆的立體納米復(fù)合陶瓷纖維保護體，并與無機纖維隔熱保溫材料表面的納米復(fù)合陶瓷涂層形成全面保護，進而達到高溫(1300°C，具體耐溫取決于無機纖維類型的實際耐溫和使用工況)下雙重立體阻隔高濃度鋰和鉛氣氛(離子或氣體)對無機纖維隔熱保溫材料的腐蝕與滲透。
[0038]本發(fā)明并不局限于上述【具體實施方式】，如果對本發(fā)明的各種改動和變型不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型。
【主權(quán)項】
1.一種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料，其特征在于:包括有基礎(chǔ)液和填料，其中: 所述基礎(chǔ)液包括有以下占涂料重量百分比的各組分:稀土鋯酸鹽納米粉體2?36%、納米氧化鋁分散飽和液6?52%、分散劑0.1?4%、高分子改性水性助劑I?18% ; 所述填料包括有以下占涂料重量百分比的各組分:氧化鋯和氧化鋁的微米級混合粉體3?22% ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料，其特征在于:所述稀土錯酸鹽納米粉體的純度高于99.5%，該納米粉體的一次粒徑D50為38?42納米，含有氧化?乙、氧化鋪和氧化給。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料，其特征在于:所述納米氧化鋁分散飽和液的純度高于99.9%，該分散飽和液的一次粒徑D50為38?42納米。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料，其特征在于:所述氧化鋯和氧化鋁的微米級混合粉體的純度高于99.5%。5.如權(quán)利要求1所述一種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料的制備方法，其特征在于包括有以下步驟: 51、制備稀土鋯酸鹽納米粉體，通過鋯鋁偶聯(lián)劑對粉體表面改性后備用； 52、制備納米氧化鋁分散飽和液，恒溫不間斷分散熟化后備用； 53、在S2步驟制備好的納米氧化鋁分散飽和液中加入分散劑，后逐步加入SI步驟制備好的稀土鋯酸鹽納米粉體，在常溫下分散、熟化、穩(wěn)定，形成穩(wěn)定的懸浮液漿料； 54、在S3步驟制備好的懸浮液漿料中加入高分子改性水性助劑，恒溫不間斷分散熟化形成基礎(chǔ)液； 55、在S4步驟制備好的基礎(chǔ)液中加入氧化鋯和氧化鋁的微米級混合粉體，常溫下分散均勻，密封熟化后制成納米復(fù)合陶瓷涂料。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料的制備方法，其特征在于:所述稀土錯酸鹽納米粉體的純度高于99.5%，該納米粉體的一次粒徑D50為38?42納米;所述納米氧化鋁分散飽和液的純度高于99.9%,該分散飽和液的一次粒徑D50為38?42納米;所述氧化鋯和氧化鋁的微米級混合粉體的純度高于99.5%。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述一種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料的制備方法，其特征在于:所述S2步驟中，恒溫溫度范圍為40?60°C ;所述S4步驟中，恒溫溫度范圍為40?60Γ。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種適用于無機纖維的納米復(fù)合陶瓷涂料的制備方法，其特征在于:所述S5步驟中，轉(zhuǎn)動速度為400?2500轉(zhuǎn)/分鐘，密封熟化48小時。
【文檔編號】D06M11/45GK105862390SQ201610223913
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】薛國旺, 黃振隆, 陽序運
【申請人】廣州亦納新材料科技有限公司