一种基于化学键连接的保温无机涂料、制备方法及应用与流程

本发明涉及无机涂料，具体涉及一种基于化学键连接的保温无机涂料、制备方法及应用。

背景技术：

1、目前现有的涂料大多是有机-无机复合得到的，都添加了5～12％的有机合成树脂乳液，其水性涂料中的有机合成树脂乳液占据了很大一部分。有机合成树脂乳液本身存在耐火性差、透气性不好，并且voc含量高。随着人们环保意识的逐渐增强，不仅仅追求物质的需求，对于健康生活、绿色生活的需求也越来越强烈。市面上的水性无机涂料由于含有部分有机合成树脂乳液，其voc不能达到完全去除掉的要求。

2、目前，对于环保无机涂料也有一定的研究，但是现有的无机涂料存在导热系数较高，粘结强度低的问题。例如公开号为cn115851010a，一种无机涂料及其制备方法和应用，包括：碱金属硅酸盐50～90份、无机氧化物纳米溶胶100～180份、乳液80～150份、气凝胶水性浆料150～250份和短纤维3～5份；所述碱金属硅酸盐和无机氧化物纳米溶胶的质量比为(0.3～0.6)：1；所述短纤维为木质纤维。虽然导热性和结合强度一定程度上得到了改进，但是不是很理想。所以制备一种具有较好粘结强度、较低导热系数，且环保的无机涂料是本领域的重要研究方向。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的问题提供一种基于化学键连接的保温无机涂料、制备方法及应用。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种基于化学键连接的保温无机涂料的制备方法，包括以下步骤：

4、将按照重量份数计的原料气凝胶-填料键连接材料100～500份、硅酸盐100～400份、溶胶增粘剂20～50份和溶剂充分分散，得到分散后的分散液；

5、在分散液中加入按照重量份数计的原料纤维素10～50份、稀土锆酸盐5～20份、助剂4～13份和溶剂继续充分分散得到所需涂料；

6、其中溶剂按照重量份数计为200～500份；

7、气凝胶-填料键连接材料为氨基修饰的气凝胶和醛基修饰的填料通过键连接得到。

8、进一步的，所述气凝胶-填料键连接材料制备过程如下：

9、将氨基修饰的气凝胶和醛基修饰的填料加入溶剂中，回流反应6～24h；

10、加入硼氢化钠，反应4～10h，产物过滤、洗涤、干燥后即可得到气凝胶-填料键连接材料；

11、其中氨基修饰的气凝胶和醛基修饰的填料的摩尔比1:1；氨基修饰的气凝胶和硼氢化钠的质量比为1:3。

12、进一步的，所述氨基修饰的气凝胶的制备过程如下：

13、将气凝胶、氨基硅烷偶联剂加入溶剂中，在60℃条件下反应3～12h；

14、充分反应，产物过滤、干燥后得到氨基修饰的气凝胶。

15、进一步的，所述醛基修饰的填料的制备过程如下：

16、将填料和氨基硅烷偶联剂加入到溶剂中，在60℃条件下反应3～12h；

17、加入柔性长链二元醛，室温下反应2～8h，产物过滤、干燥后即可得到醛基修饰的填料。

18、进一步的，所述气凝胶为二氧化硅气凝胶、二氧化锆气凝胶、三氧化二铝气凝胶中的一种或两种及以上以任意比例混合构成；

19、氨基硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或两种及以上以任意比例混合构成。

20、进一步的，所述填料为钛白粉、重钙、凹土、硅微粉中的两种或两种以上以任意比例混合构成；

21、氨基硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或两种及以上以任意比例混合构成；

22、柔性长链二元醇为4～12个碳原子的端基二元脂肪醛。

23、一种基于化学键连接的保温无机涂料，按照质量份数计包括：

24、气凝胶-填料键连接材料100～500份、硅酸盐100～400份、溶胶增粘剂20～50份、纤维素10～50份、稀土锆酸盐5～20份、助剂4～13份、溶剂200～500份；

25、其中气凝胶-填料键连接材料为氨基修饰的气凝胶和醛基修饰的填料通过键连接得到。

26、进一步的，所述硅酸盐为硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂中的一种或两种及以上以任意比例混合构成。

27、进一步的，所述纤维素为羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素中的一种或两种及以上以任意比例混合构成；稀土锆酸盐为锆酸镧、锆酸钇、锆酸钆、锆酸镧铈中的一种或两种及以上以任意比例混合构成。

28、一种基于化学键连接的保温无机涂料的应用，所述基于化学键连接的保温无机涂料用于制备保温无机涂层。

29、本发明的有益效果是：

30、(1)本发明中的气凝胶组分和填料组分之间通过还原席夫碱反应形成稳定的c-n共价键，实现了化学键连，增强了无机组分之间的相互作用形成气凝胶-填料键连接材料；

31、(2)本发明中气凝胶-填料键连接材料中气凝胶组分和填料组分之间的柔性长链可以“编织”到硅酸盐成膜时形成的si-o-si网状结构中，进一步增强了各组分之间的相互作用，达到不粉化、难脱落、无需添加有机树脂乳液的目的；

32、(3)本发明中稀土锆酸盐作为隔热效果调节剂，可以有效提升涂料的耐高温和耐腐蚀性能；

33、(4)本发明中提供的涂料具有无vocs、保温效果好、阻燃耐火等优点，符合安全环保、节能降耗的要求。

技术特征：

1.一种基于化学键连接的保温无机涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于化学键连接的保温无机涂料的制备方法，其特征在于，所述气凝胶-填料键连接材料制备过程如下：

3.根据权利要求2所述的一种基于化学键连接的保温无机涂料的制备方法，其特征在于，所述氨基修饰的气凝胶的制备过程如下：

4.根据权利要求2所述的一种基于化学键连接的保温无机涂料的制备方法，其特征在于，所述醛基修饰的填料的制备过程如下：

5.根据权利要求3所述的一种基于化学键连接的保温无机涂料的制备方法，其特征在于，所述气凝胶为二氧化硅气凝胶、二氧化锆气凝胶、三氧化二铝气凝胶中的一种或两种及以上以任意比例混合构成；

6.根据权利要求4所述的一种基于化学键连接的保温无机涂料的制备方法，其特征在于，所述填料为钛白粉、重钙、凹土、硅微粉中的两种或两种以上以任意比例混合构成；

7.如权利要求1～6任一制备方法得到的基于化学键连接的保温无机涂料，其特征在于，按照质量份数计包括：

8.根据权利要求7所述的一种基于化学键连接的保温无机涂料，其特征在于，所述硅酸盐为硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂中的一种或两种及以上以任意比例混合构成。

9.根据权利要求7所述的一种基于化学键连接的保温无机涂料，其特征在于，所述纤维素为羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素中的一种或两种及以上以任意比例混合构成；稀土锆酸盐为锆酸镧、锆酸钇、锆酸钆、锆酸镧铈中的一种或两种及以上以任意比例混合构成。

10.如权利要求7～9任一种基于化学键连接的保温无机涂料的应用，其特征在于，所述基于化学键连接的保温无机涂料用于制备保温无机涂层。

技术总结
本发明涉及无机涂料技术领域，公开了一种基于化学键连接的保温无机涂料、制备方法及应用，包括以下步骤：将按照重量份数计的原料气凝胶‑填料键连接材料100～500份、硅酸盐100～400份、溶胶增粘剂20～50份和溶剂充分分散，得到分散后的分散液；在分散液中加入按照重量份数计的原料纤维素10～50份、稀土锆酸盐5～20份、助剂4～13份和溶剂继续充分分散得到所需涂料；其中溶剂按照重量份数计为200～500份；气凝胶‑填料键连接材料为氨基修饰的气凝胶和醛基修饰的填料通过键连接得到；本发明得到的涂料与基材粘结性强、导热系数低，最低能够达到0.038W/m·K，环保性好。

技术研发人员：冯建,李丽,常平
受保护的技术使用者：四川卓涂新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/12