一种预防产生水垢的无机涂料及用于发热体表面防水垢的方法

摘要

本发明涉及本发明是一种预防产生水垢的无机涂料，包括以下质量百分比的组份：包括4～16%的无机树脂、4～16%的有机溶剂、17～23%的氧化铝、17～23%的钛白粉、3～7%的晶须硅、3～7%的高岭土和26～34%的成膜促进剂；所述的无机树脂、有机溶剂、氧化铝、钛白粉、晶须硅和高岭土依次加入到研磨机内进行研磨混合组成第一药剂，研磨机500转/分，研磨时间为45分钟；成膜促进剂为施工前与第一药剂进行混合的第二药剂。本发明的优点在于全部由无机纳米材料组合而成、没有气味、对水资源，空气无污染；烧结温度低；安全性，对人体没伤害；柔韧性、硬度高；自洁性好，不粘性强；导热系数高：涂层有红外线辐射的功能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料表面处理材料，确切的说是一种预防产生水垢的无机涂料及用于发热体表面防水垢的方法。

背景技术

本发明是用于家居、工业、军事上用的上金属、陶瓷、工程塑料的发热体表面防水垢产生的材料。例如开水壶用久了，内壁会长出一层厚厚的水垢。由于降落到地面，涓涓细流汇成江河，穿过山脉，越过平原，冲刷着土壤和岩石，溶解了不少矿物质。井水、泉水等地下水中含有更多的矿物质。如果我们在一块干净的玻璃片上滴上一滴水，等到水滴干后，玻璃片上留下水痕。这就是水里溶解了矿物质。

水垢根据其形成原因和成形状态的不同大致可分为硬垢和软垢两种。当水中含有碳酸盐胶体、细菌和有机物等杂质时，碳酸盐类似于水泥沙浆中的沙石，而胶体、细菌和有机物等则相当于水泥沙浆中的水泥，当水中胶体、细菌和有机物等粘性物质和碳酸盐共同作用，在高温煮沸条件下则形成了和容器（或管道表面）粘附在一起的硬垢。而一旦胶体、细菌和有机物等粘性物质被去除（如通过超滤滤除）后，即使水中钙、镁离子和碳酸根离子浓度很高，也进行成洁白而松散的容易去除的碳酸盐软垢，而不会产生硬垢。

硬垢通常胶结于容器或管道表面。首先，硬垢导热性很差，会导致受热面传热情况恶化，从而浪费燃料或电力。其次，硬垢如果胶结于热水器或锅炉内壁，还会由于热胀冷缩和受力不均，极大的增加热水器和锅炉爆裂甚至爆炸的危险性。其次，硬垢胶结时，也常常会附着大量重金属离子，如果该容器用于盛装饮用水，会有重金属离子过多溶于饮水的风险。因此，硬垢的危害是显而易见的。

水垢碎片进入胃中与盐酸反应会释放出钙镁离子和二氧化碳，前者是结石形成的必要物质，能导致肾结石、尿道结石发病率的提高，增加人体消化系统、泌尿系统的疾病的发病几率。后者则会使人胀气、难受，胃溃疡病人还可能发生胃穿孔的危险。

目前，在加热体上对水垢的处理有以下三种：

1、对于容易清洁，产生水垢导致的安全隐患较低的设备上，一般直接用光滑表面的光身型材，不做如何的防护，定期使用酸进行溶解除垢。

2、在发热体与水接触的表面上喷涂一层FEVE氟碳涂料：

①配方：氟改性聚合树脂、颜料、助剂、溶剂等加工而成；

②工艺：基层处理→喷第一层底漆→表干→喷第二层底漆→喷面漆→高温烧结（430℃）→成品。

3、也可以是在发热体与水接触的表面上制造搪瓷(enamel)层：

①配方：石英、硅酸盐，钾长石、高岭土；硼砂、硝酸钠、纯碱、碳酸锂、碳酸钙、氧化镁、氧化锌、二氧化钛、氧化锑、二氧化锆、氧化钴、氧化镍、二氧化锰、氧化铁等等。

②工艺：釉料制备→坯体制备→涂搪→烧结（850℃）→烧成→检验等。

上述常用的加热体的防水垢处理的方式存在以下技术缺陷。

1、光身裸露的铜管或不锈钢

①易氧化：光身管材型材在在高温中与被加热物质接触中，有水汽或盐、酸等，会加速产生氧化层，造成管材表面散热失效，发热体的热量散不出，使产品老化加快；

②不耐酸碱：被加热的物质会含有种的水分、盐、酸或碱，光身金属型材随时都给氧化，造成产品散热失效。

③不粘性差，不自洁：光身的金属型材表面不具有不粘性的功能，在与被加热物质接触中，会产生物质粘贴在发热管的便面上，结成一层层垢污。阻挡了发热管的热量传导不出来，造成管材加快爆裂

④不安全：光身的发热管金属表面有垢污后，因垢污是热的不良导体，致使发热管的热量散不出来，造成管材会爆裂，就会产生漏电的安全性问题。

⑤不节能，寿命短：光身的发光管表面结了垢污后，致使管表面散热不良，发热管产生的热量不能充分给被加热物质接受。损耗了能源；而且减少了发热管的寿命。

2、FEVE氟碳涂料：

①不环保：一受热，产生一种有毒的气体，对人体伤害大。隐藏的化学物对人体的伤害可以在30年后才发现；

②不安全：遇300℃以上的高温时会有明火，产生浓烟，对人体伤害极大；

③不节能：烧结温度要380℃以上，30分钟；图层导热系数低。

④加工复杂：需要喷三层，且损耗率高；

⑤硬度低、不耐磨：硬度只有1.5H；

⑥不粘性差，自洁性差

⑦导热系数低:导热系数是0.256W/m*k，没有远红外辐射功能。

3、搪瓷(enamel)：

①加工难度高；加工复杂，工序多；

②不环保、不节能：需要高温烧结（850℃以上，30分钟）；

③易碎,柔韧性差。

综上所述，目前急需一种环保、烧结温度低、安全性高，具有柔韧性、硬度高、具有良好的柔韧性和和折弯性、自洁性好、不粘性强、导热系数高预防产生水垢的无机涂料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有的防止加热体表面产生水垢的技术方法存在不环保、易碎、硬度低、不粘性差、导热系数低等技术缺陷。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

针对现有的防止加热体表面产生水垢技术缺点，重新设计一种预防产生水垢的无机涂料，包括以下质量百分比的组份：包括4～16%的无机树脂、4～16%的有机溶剂、17～23%的氧化铝、17～23%的钛白粉、3～7%的晶须硅、3～7%的高岭土和26～34%的成膜促进剂；所述的无机树脂、有机溶剂、氧化铝、钛白粉、晶须硅和高岭土依次加入到研磨机内进行研磨混合组成第一药剂，研磨机500转/分，研磨时间为45分钟；成膜促进剂为施工前与第一药剂进行混合的第二药剂。

所述的包括以下质量百分比的组份：包括10%的无机树脂、10%的有机溶剂、20%的氧化铝、20%的钛白粉、5%的晶须硅、5%的高岭土和30%的成膜促进剂。

一种预防产生水垢的无机涂料用于发热体表面防水垢的方法，包括以下步骤：

S10：将含有4～16%的无机树脂、4～16%的有机溶剂、17～23%的氧化铝、17～23%的钛白粉、3～7%的晶须硅、3～7%的高岭土的第一药剂与与26～34%的成膜促进剂送进混合滚动涂料罐混合均匀，混合滚动涂料罐转速为30转/分，混合时间为30分钟；

S11：混合完成后混合滚动涂料罐再以120转/分，熟化8小时；

S12:熟化完成后通过滤网用300目过滤，除去粗结晶体；S13：对工件表面进行除油脂、除锈和喷砂处理，喷砂处理使用60～80目金刚砂，在压力为0.4～0.6Mpa，喷射距离为0.5m和喷射角度45°～80°；S14：将涂料装进喷涂装置，喷枪的喷嘴直径为1.0毫米；空气压力为2～4公斤/立方厘米；

S15：将完成喷涂的工件送烤炉烧结固化，烤炉预热温度为70～80℃，然后将工件送入烤炉内，并且在10分钟内将烤炉内的温度提升至280℃；工件在280℃的环境下烘烤固化10分钟，然后取出工件在常温下自然冷却。

本发明的优点如下：

环保：无机组合材料全部由无机纳米材料组合而成，没有气味、对水资源，空气无污染，对大气没污染；

节能：烧结温度低（只需要280℃烧结，20分钟）；

安全性：耐温高800℃，没明火，只有很轻微的烟雾，对人体没伤害；

柔韧性、硬度高：达6H硬度，具有良好的柔韧性和和折弯性；

自洁性好，不粘性强；

导热系数高：涂层有红外线辐射的功能，法向全辐射率为0.87。

具体实施方式

实施例一：包括10%的无机树脂、10%的有机溶剂、20%的氧化铝、20%的钛白粉、5%的晶须硅、5%的高岭土和30%的成膜促进剂。所述的无机树脂、有机溶剂、氧化铝、钛白粉、晶须硅和高岭土依次加入到研磨机内进行研磨混合组成第一药剂，研磨机500转/分，研磨时间为45分钟；成膜促进剂为施工前与第一药剂进行混合的第二药剂。

一种预防产生水垢的无机涂料用于发热体表面防水垢的方法，其特征在于包括以下步骤：

S10：将以下质量百分比的原料：10%的无机树脂、10%的有机溶剂、20%的氧化铝、20%的钛白粉、5%的晶须硅、5%的高岭土和30%的成膜促进剂送进混合滚动涂料罐混合均匀，混合滚动涂料罐转速为30转/分，混合时间为30分钟；

S11：混合完成后混合滚动涂料罐再以120转/分，熟化8小时；

S12:熟化完成后通过滤网用300目过滤，除去粗结晶体；S13：对工件表面进行除油脂、除锈和喷砂处理，喷砂处理使用60～80目金刚砂，在压力为0.4～0.6Mpa，喷射距离为0.5m和喷射角度45°～80°；S14：将涂料装进喷涂装置，喷枪的喷嘴直径为1.0毫米；空气压力为2～4公斤/立方厘米；

S15：将完成喷涂的工件送烤炉烧结固化，烤炉预热温度为70～80℃，然后将工件送入烤炉内，并且在10分钟内将烤炉内的温度提升至280℃；工件在280℃的环境下烘烤固化10分钟，然后取出工件在常温下自然冷却。