隔热涂料及其应用的制作方法

    专利查询2025-12-12  3

    本发明涉及涂层材料领域,具体而言,涉及一种隔热涂层及其应用。


    背景技术:

    1、在使用单晶炉进行直拉单晶czochraiski(cz)法生产单晶硅棒的过程中,热量主要从单晶炉主室炉体侧面流失,约占整个炉体热量流失的36.89%,而大量热量的流失又使得加热器必须提供较高的功率。目前,在单晶硅棒生产过程中,高的加热功率以及现有单晶炉较低的保温性能不仅造成了能源的大量浪费,同时加热器对坩埚长时间的高温烘烤,会使得坩埚挥发出的一氧化硅增加,进而影响单晶硅棒的品质。

    2、目前,单晶炉主室炉体主要由不锈钢材料制成,其结构为双层不锈钢,内部无有效涂层,对从热场内部流失的热量无法起到良好的保护作用。而在两层不锈钢之间还通有纯水进行冷却,一般正常单晶炉运行时主室炉体进水温度为27℃,出水温度为31℃,较大的温差必然带走大量的热量,造成能源浪费并降低产品品质,进水口与出水口4℃的这一温差也说明,现有单晶炉设备中热场的保温性能不足。因此,可考虑利用隔热性能良好的涂层对热场主室炉体和内部石墨件进行刷涂,提高其保温性能,降低设备功耗并提升单晶产品品质。

    3、基于此,如何提供一种适用于单晶炉主室炉体内表面、以及内部石墨件外表面的隔热涂层材料,使其在形成涂层后能够满足高保温要求,是本领域技术人员所需解决的技术问题之一。


    技术实现思路

    1、本发明的主要目的在于提供一种隔热涂层及其应用,以解决现有技术中的单晶炉热场保温效果较差的问题。

    2、为了实现上述目的,本发明一方面提供了一种隔热涂料,按重量份数计,该隔热涂料包括:10~15份的硅铝基陶瓷空心微珠、5~15份的氮化硅、5~15份的六钛酸钾晶须、5~15份的二氧化钛、5~15份的三氧化二铝、30~40份的成膜乳液以及5~10份的水。

    3、进一步地,硅铝基陶瓷空心微珠的抗压强度为4000kg/cm2~7000kg/cm2,导热系数为0.03w/(m·k)~0.12w/(m·k)。

    4、更进一步地,硅铝基陶瓷空心微珠的粒径为50μm~100μm。

    5、进一步地,硅铝基陶瓷空心微珠与氮化硅的粒径之比为(3~5):1。

    6、进一步地,成膜乳液为有机硅树脂乳液和丙烯酸乳液的混合乳液,且有机硅树脂乳液和丙烯酸乳液的重量比为(0.8~1.2):1。

    7、进一步地,有机硅树脂乳液的质量浓度为4wt%~5wt%,丙烯酸乳液的质量浓度为50wt%~55wt%。

    8、进一步地,二氧化钛的粒径为20μm~50μm,三氧化二铝的粒径为10μm~30μm。

    9、进一步地,隔热涂料中还包括流变剂、分散剂、润湿剂、偶联剂和消泡剂中的一种或多种;优选地,按重量份计,流变剂、分散剂、润湿剂、偶联剂和消泡剂在隔热涂料中各自独立地为1.0~1.2份。

    10、进一步地,按重量份数计,隔热涂料包括:10份的硅铝基陶瓷空心微珠、15份的氮化硅、15份的六钛酸钾晶须、10份的二氧化钛、10份的三氧化二铝、15份的有机硅树脂乳液、15份的丙烯酸乳液、5份的水、1份的流变剂、1份的分散剂、1份的润湿剂、1份的偶联剂以及1份的消泡剂;或,按重量份数计,隔热涂料包括:15份的硅铝基陶瓷空心微珠、5份的氮化硅、5份的六钛酸钾晶须、15份的二氧化钛、5份的三氧化二铝、15份的有机硅树脂乳液、15份的丙烯酸乳液、10份的水、1份的流变剂、1份的分散剂、1份的润湿剂、1份的偶联剂以及1份的消泡剂;或,按重量份数计,隔热涂料包括:10份的硅铝基陶瓷空心微珠、10份的氮化硅、10份的六钛酸钾晶须、5份的二氧化钛、15份的三氧化二铝、15份的有机硅树脂乳液、15份的丙烯酸乳液、5份的水、1份的流变剂、1份的分散剂、1份的润湿剂、1份的偶联剂以及1份的消泡剂。

    11、本发明的另一方面提供了一种上述隔热涂料在单晶炉的热场主室炉体内表面和/或内部石墨件外表面作为涂层材料的应用。

    12、应用本发明的技术方案,以水作为分散介质,同时对其中所添加组分的种类和用量进行了协同设计,其中添加有特殊的硅铝基陶瓷空心微珠以及六钛酸钾晶须,以使所得隔热涂料在固化后能够形成具有耐高温、绝热、防水、耐候等优良特性的隔热涂层。



    技术特征:

    1.一种隔热涂料,其特征在于,按重量份数计,所述隔热涂料包括:10~15份的硅铝基陶瓷空心微珠、5~15份的氮化硅、5~15份的六钛酸钾晶须、5~15份的二氧化钛、5~15份的三氧化二铝、30~40份的成膜乳液以及5~10份的水。

    2.根据权利要求1所述的隔热涂料,其特征在于,所述硅铝基陶瓷空心微珠的抗压强度为4000kg/cm2~7000kg/cm2,导热系数为0.03w/(m·k)~0.12w/(m·k)。

    3.根据权利要求1或2所述的隔热涂料,其特征在于,所述硅铝基陶瓷空心微珠的粒径为50μm~100μm。

    4.根据权利要求1至3中任一项所述的隔热涂料,其特征在于,所述硅铝基陶瓷空心微珠与所述氮化硅的粒径之比为(3~5):1。

    5.根据权利要求1至4中任一项所述的隔热涂料,其特征在于,所述成膜乳液为有机硅树脂乳液和丙烯酸乳液的混合乳液,且所述有机硅树脂乳液和所述丙烯酸乳液的重量比为(0.8~1.2):1。

    6.根据权利要求1至5中任一项所述的隔热涂料,其特征在于,所述有机硅树脂乳液的质量浓度为4wt%~5wt%,所述丙烯酸乳液的质量浓度为50wt%~55wt%。

    7.根据权利要求1至6中任一项所述的隔热涂料,其特征在于,所述二氧化钛的粒径为20μm~50μm,所述三氧化二铝的粒径为10μm~30μm。

    8.根据权利要求1至7中任一项所述的隔热涂料,其特征在于,所述隔热涂料中还包括流变剂、分散剂、润湿剂、偶联剂和消泡剂中的一种或多种;

    9.根据权利要求8所述的隔热涂料,其特征在于,

    10.一种权利要求1至9中任一项所述的隔热涂料在单晶炉的热场主室炉体内表面和/或内部石墨件外表面作为涂层材料的应用。


    技术总结
    本发明提供了一种隔热涂料及其应用。该隔热涂料包括:10~15份的硅铝基陶瓷空心微珠、5~15份的氮化硅、5~15份的六钛酸钾晶须、5~15份的二氧化钛、5~15份的三氧化二铝、30~40份的成膜乳液以及5~10份的水。本发明以水作为分散介质,同时对其中所添加组分的种类和用量进行了协同设计,其中添加有特殊的硅铝基陶瓷空心微珠以及六钛酸钾晶须,以使所得隔热涂料在固化后能够形成具有耐高温、绝热、防水、耐候等优良特性的隔热涂层。

    技术研发人员:时坤,乔乐,汪奇
    受保护的技术使用者:青海高景太阳能科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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