一种用于Q235B钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料及其使用方法与流程

本发明属于隔热涂料技术领域，特别是涉及一种用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料及其使用方法。

背景技术：

节能是人类实现绿色可持续发展的必然要求，在应对环境污染、能源消耗等问题上十分的重要。为了响应国家节能减排的号召，给如锅炉、烧结窑等这样的设备加上隔热层减少设备的散热损失，进而减少热力设备的燃料消耗成为现实需要。在诸多隔热材料中，隔热涂料是最近发展起来的一种阻挡、反射、辐射近红外热量的功能性涂料，通常具有隔热、防水、防锈、防腐、工期短、见效快等特点，是作为热力设备隔热层的理想材料。然而当下消耗大量能源的热力设备常处于高温状态，一般隔热涂料难以在这种条件下使用，给施工带来了诸多不便，而且在冷却降温或加热升温的过程中，由于基体和涂层热膨胀系数的不同，时常发生涂层开裂、脱落等现象，故而一般隔热涂料尚无法满足实际的需求。因此为了实现热力设备使用的高效节能，开发隔热性能良好且能在高温条件下使用，具有与基体趋于一致的热膨胀性能，又能与基体密切结合等优良性能的隔热涂料有重要意义。q235b广泛用于建筑、隧道等工程结构件以及高温窑的外层支撑用钢，为这些常处于高温环境下的设备喷涂隔热涂料，有助于对设备的保护以及减少热力设备燃料消耗；但是现有隔热涂料用于q235b钢材，强度达不到实际要求，喷涂之后随q235b钢材降温与升温过程中会开裂脱落。

技术实现要素：

本发明是为了解决现有隔热涂料用于q235b钢材，强度达不到实际要求，喷涂之后随q235b钢材降温与升温过程中会开裂脱落的问题，提供了一种用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料及其使用方法。

本发明一种用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料按质量百分比由40～60％固化剂粉末和40～60％硅酸钾乳液组成；所述固化剂粉末按质量百分比由20～60％轻钙、15～40％玻璃微珠和20～45％玻璃纤维组成。

上述用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料的使用方法是按以下步骤进行：

按质量百分比称取40～60％固化剂粉末和40～60％硅酸钾乳液；所述固化剂粉末按质量百分比由20～60％轻钙、15～40％玻璃微珠和20～35％玻璃纤维组成；

将固化剂粉末倒入硅酸钾乳液中充分搅拌得到涂料；在30min内将涂料均匀喷涂在200～400℃作业状态下的q235b钢材表面即完成施工。

本发明的优点：

1.本发明中用到的原料皆为行业通用原料，价格相对低廉，易于获取，制备与使用方法简单，便于推广和使用。

2.本发明在原料中加入轻钙，其相较于重钙在水中的分散性好，易于在混合时均匀分散在该涂料中，不易沉。如此一来，其在硅酸钾乳液中水化生成的氢氧化钙与化学结合水的过程就能更好的保证该涂料均一性，进而结构更加均匀密实，改善界面结构和玻璃微珠等基材结构，对涂料力学性能提高显著。微观结构上的改变也使涂料的热膨胀系数也随之变化，通过调整配方可令其与基体的热膨胀系数尽可能趋于一致。

3.本发明中，硅酸钾乳液在加入轻钙后反应生成的氢氧化钙与玻璃微珠发生反应，有助于相互间的结合，但接触时间过长会导致玻璃微珠表面变薄，削弱隔热效果，因此需要在涂料混合后在规定时间内喷涂完毕，此时在高温作用下水迅速蒸发涂料快速固结，反应也就随之终止。该涂料成份间发生的反应使其在保证隔热性的同时获得性质更为牢固的涂层，防止涂料内部各基材间因热膨胀系数差异引起的局部开裂。

4.本发明加入玻璃纤维，其本身具有防火隔热的性能，又因为玻璃纤维具有抗拉强度大的特点，均匀分布在该涂料层中有助于改善局部的应力分布，提高该涂料在高温条件下强度的同时又不削弱隔热效果，对防止该涂料开裂有着重要的作用，令该涂料获得了更广泛的应用范围，降低了对原料配比精确度的要求。

5.本发明原料采用的硅酸钾乳液的涂料在常温状态下喷涂时，由于无机硅酸钾涂料的硅溶胶固含量低、干燥收缩大，将导致涂层开裂。反之，将该涂料在喷涂于高温状态下的q235b钢材表面时，在接触瞬间迅速失水，相互叠加形成与基体密切结合结构致密的涂层，因此能在高温条件下进行喷涂，并且能够良好的附着在q235b钢材表面，在降温收缩过程中涂层内部会变得更加紧凑而不会发生开裂脱落。

6.本发明拥有良好的保温隔热效果，喷涂在水泥窑等热力设备的钢体表面能起到节能减排的效果。

附图说明

图1为实施例1的用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料的能谱图；

图2为实施例1的用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料的电子显微镜扫描图；

图3为实施例1的用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料中局部硅元素分布图；

图4为实施例1的用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料中局部氧元素分布图；

图5为实施例1的用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料中局部钾元素分布图；

图6为实施例1的用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料中局部钙元素分布图；

图7为实施例1的用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料中局部碳元素分布图；

图8为实施例1的用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料中局部钠元素分布图；

图9为实施例1的用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料中局部氯元素分布图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一种用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料按质量百分比由40～60％固化剂粉末和40～60％硅酸钾乳液组成；所述固化剂粉末按质量百分比由20～60％轻钙、15～40％玻璃微珠和20～45％玻璃纤维组成。

本实施方式中所述硅酸钾乳液的化学式为k2sio3·9h2o；所述硅酸钾乳液溶剂质量分数为49％，溶剂是水；所述轻钙的化学式为caco3；所述玻璃微珠为行业通用隔热原料，在该涂料隔热性能中起到主要作用。

本实施方式通过在以硅酸钾、玻璃微珠为原料的常见隔热涂料配方中加入轻钙、玻璃纤维，改变涂料内部结构，进而改变涂料在温度变化条件下的形变规律，使之拥有与q235b钢材趋于一致的热膨胀系数，同时提高涂层强度，令其能在喷涂之后随q235b钢材降温与升温过程中不会开裂脱落。通过本方法制备产品的操作简单，性能优良，能够在水泥窑等热力设备不用停窑挺炉的高温作业条件下喷涂于灼热的q235b钢材表面迅速固化，与钢材表面结合紧密，同时本发明积极响应国家节能减排号召，良好的隔热保温效果，能有效节约能源的消耗，在应用上有广泛的前景。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述硅酸钾乳液的模数为2。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述玻璃纤维的长度为3mm～5mm。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式用于q235b钢材表面高温条件下喷涂的隔热保温涂料的使用方法是按以下步骤进行：

按质量百分比称取40～60％固化剂粉末和40～60％硅酸钾乳液；所述固化剂粉末按质量百分比由20～60％轻钙、15～40％玻璃微珠和20～45％玻璃纤维组成；

将固化剂粉末倒入硅酸钾乳液中充分搅拌得到涂料；在30min内将涂料均匀喷涂在200～400℃作业状态下的q235b钢材表面即完成施工。

本实施方式使用前固化剂粉末可提前混合，但乳液和固化剂粉末必须分开储存。

喷涂后与基材连接紧密，在之后的降温以及升温过程中不会开裂脱落。使用前固化剂粉末可提前混合，但乳液和固化剂粉末必须分开储存。使用时按比例混合并搅拌均匀，混合后本发明有效性可保持30min。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是：所述固化剂粉末的制备方法是将轻钙、玻璃微珠和玻璃纤维混合，搅拌均匀后装桶待用。其它与具体实施方式四相同。

通过以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例1：按质量百分比称取60％固化剂粉末和40％硅酸钾乳液；所述固化剂粉末按质量百分比由40％轻钙、30％玻璃微珠和30％玻璃纤维组成；

将固化剂粉末倒入硅酸钾乳液中充分搅拌得到涂料；在10min内将涂料均匀喷涂在200～400℃作业状态下的水泥窑外层q235b表面即完成施工。

喷涂后该涂料不脱落，附着力好，隔热效果良好，停窑温度降至室温以及重新开窑升温后，该涂料均未发生开裂、脱落现象。涂层具有较强的抗冲击性，有很好的物理性、机械性能和化学性能，能在处于200～400℃高温环境的条件下长期保证其性能的稳定。

扫描电镜拍摄的图像如图2所示，可以看出其中包含了玻璃微珠、玻璃纤维等材料。图1为同一位置全部元素分布的能谱图像。其中图1是由图3到图9的各元素分布图叠加而成，可以大致看出各元素的分布。从图3到图9可以看出本涂料主要包含硅、氧、钾、钙、碳、钠、氯元素，并且可以从这些分布图中看出，硅、钙、钾等元素在涂料中分布均匀。

实施例2：本实施例与实施例1的不同之处在于：在10～30min内将涂料均匀喷涂在200～400℃作业状态下的水泥窑外层q235b表面即完成施工。其他与实施例1相同。

喷涂后该涂料不脱落，隔热效果良好，停窑温度降至室温以及重新开窑升温后，该涂料均未发生开裂、脱落现象。

实施例3：本实施例与实施例1的不同之处在于：在30min后将涂料均匀喷涂在200～400℃作业状态下的水泥窑外层q235b表面即完成施工。其他与实施例1相同。

喷涂后该涂料不脱落，隔热效果下降，停窑温度降至室温以及重新开窑升温后，该涂料均未发生开裂、脱落现象。

实施例4：本实施例与实施例1的不同之处在于：在10min内将涂料均匀喷涂在已停窑冷却的水泥窑外层q235b表面即完成施工。其他与实施例1相同。

喷涂后该涂料发生脱落。

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