[发明专利]具有低热导率的隔热涂料

说明书

使用含有醇酸的聚合物分散在水中的分散体来形成水性涂料组合物；所述含有醇酸的聚合物是丙烯酸改性的醇酸聚合物、硅酮‑丙烯酸改性的醇酸聚合物、或其混合物。所得水性涂料组合物包含按重量计约2％至约30％的一种或多种隔热填料，其余为含有醇酸的分散体，使得所述涂料组合物含有按重量计约30％至约80％的水和按重量计约2％至约50％的含有醇酸的聚合物。由此施用的涂料展现出以下特性中的至少一种：小于100mW/mK的热导率；如通过热重分析(TGA)以20C/min的加热速率测量的，在加热至400C后至少70％的重量保持率；或如通过TGA测量的，在最高达470C的温度下小于50％的重量损失。

技术领域

本披露总体上涉及一种含有醇酸的水性隔热组合物，所述组合物展现出耐热性和低的热导率。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本发明有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

由于涂料行业的整体安全性和节能意识，隔热涂料引起极大兴趣。在工业工厂中，当意外暴露于反应釜、储罐、输送管和其他加热设备的热表面时，保护工人免受严重烧伤非常重要。此外，在材料通过金属管运输过程中的散热可能导致高水平的能量损失。为了保护工人并减少这种能量损失，可以在加热的金属表面上施加一层厚的玻璃纤维和/或聚氨酯泡沫。然而，监测所施加的绝缘材料下方的腐蚀具有挑战性，并且经常必须安装单独的防潮层来保持金属表面的完整性。因此，以液态施用的工业涂料因其减缓腐蚀过程的能力而变得越来越受欢迎。

在以液态施用的工业涂料中使用的大多数有机聚合物具有在140至160mW/mK范围内的热导率。这些热导率值不足够低，不足以成为满足大多数安全性和节能要求的可行的隔热涂料。因此，为了获得足够的隔热性能，商业隔热漆料采用隔热填料，如二氧化硅气凝胶、空心玻璃微球、和/或陶瓷微球，其中不流动的被截留空气减缓热传递。

二氧化硅气凝胶可以有效地作为隔热填料，因为它展现出在4至30mW/mK范围内的热导率。这种水平的热导率是由于二氧化硅颗粒中存在高含量的不流动空气(>95％)，因为二氧化硅颗粒具有大的表面积(约1600m²/g)和高孔隙率(>95％)。然而，二氧化硅气凝胶通常仅可用于水性胶乳基隔热涂料。然而，当暴露于高温时，商业胶乳基隔热漆料的使用寿命不够。例如，通过自由基聚合形成的聚合物(如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚烯烃)必须暴露于低于90℃的温度下，以达到1000天的使用时间。相比之下，当暴露于更高的使用温度(即最高达150℃)时，通过缩聚形成的聚合物(如聚酯)可以达到1000天的使用寿命。

日本公开号2016044287A(2016)披露了一种用于电线的绝缘涂料，其由聚酯-酰亚胺树脂和表面用硅油处理的无机微粒制成。

台湾专利号1494382B(2015)披露了一种抗UV隔热涂料组合物，其包含无机溶液、水溶性丙烯酸树脂和硅酮。

中国专利号104610846A(2015)描述了一种抗UV隔热涂料，其由正硅酸乙酯、乙醇、去离子水、三甲基氯硅烷、3氨基丙基硅烷三醇、钛酸丁酯、环氧树脂、丁胺、碳酸钙、聚丙二醇二缩水甘油醚和二乙基氨基丙胺制成。

中国专利号1990799A(2007)披露了一种高度耐热和隔热的涂料组合物，其包含耐热树脂、溶剂、纳米级多孔填料和中空微球形无机填料。

国际公开号WO 9844018A(1998)描述了一种基于溶剂的隔热涂料，其通过将甲基苯基聚硅烷与双酚A环氧树脂和二亚乙基三胺混合制备。

日本专利号51050945A(1976)披露了基于3,3',4,4’二苯甲酮四羧酸酐与4,4’二氨基二苯基甲烷之间的反应的耐热烘干漆料。

发明内容