一種隔熱涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隔熱涂料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)是涉及一種專業(yè)用于輸油管道、儲(chǔ)油罐、戶外工業(yè)用降溫設(shè)備等多種金屬表面及其它表面的隔熱涂料及其制備方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]太陽(yáng)每時(shí)每刻都在向地球表面輻射著巨大的能量，暴露在太陽(yáng)直射下的物體往往由于熱量的逐漸積累而使其表面溫度過(guò)度升高，給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患，人們?yōu)榱私档瓦@些物體表面的溫度，浪費(fèi)了很多的能源。特別對(duì)于某些石油化工容器、露天的反應(yīng)釜以及石油管道，高溫會(huì)給它們帶來(lái)潛在的事故隱患和過(guò)多的能源浪費(fèi)。在夏季(特別是我國(guó)南方地區(qū))，由于太陽(yáng)輻照強(qiáng)烈，露天儲(chǔ)油罐內(nèi)油品的溫度不斷升高，日光照射強(qiáng)烈時(shí)，溫度可達(dá)50°C以上，這會(huì)造成油品蒸發(fā)加劇形成油氣，使得放氣閥頻繁開(kāi)啟，造成設(shè)備的損耗以及油量的損失，甚至?xí)l(fā)爆炸。另外，目前常用的鋁粉涂料耐久性和耐磨性很差，隔熱性能不理想，所以石化企業(yè)通常采用人工水噴淋的方式來(lái)降低放置在戶外的油品儲(chǔ)罐、油罐車、液化氣罐、化工原料儲(chǔ)罐的溫度，大量噴淋水的使用除了浪費(fèi)水資源和人力資源以外，進(jìn)一步加劇了金屬罐體的腐蝕。
近年來(lái)，具有隔熱功能的涂料開(kāi)發(fā)成為隔熱領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)而備受關(guān)注。目前，隔熱涂料按其隔熱機(jī)理可分為三類:阻隔型隔熱涂料、反射型隔熱涂料和輻射型隔熱涂料。隔熱涂料的研究使得在隔熱涂料領(lǐng)域產(chǎn)生了很多的專利產(chǎn)品，但是大部分產(chǎn)品在應(yīng)用普及方面均存在著很多問(wèn)題，第一，溶劑型的隔熱涂料占一大部分，大量的有機(jī)溶劑揮發(fā)到大氣中，造成了環(huán)境的污染，同時(shí)也不利于施工人員的身體健康；第二，一部分水性的隔熱涂料同樣存在問(wèn)題，如涂層的干燥速率、對(duì)金屬表面的閃蝕等問(wèn)題；第三，居高不下的成本，使得很多需要隔熱涂料的領(lǐng)域應(yīng)用者只能望洋興嘆，嚴(yán)重阻礙了應(yīng)用的普及。另外，目前的大部分產(chǎn)品在配方上大同小異，主要是加入真空微珠和相應(yīng)的顏、填料，來(lái)增加涂層的熱反射率和輻射率，降低涂層的導(dǎo)熱系數(shù)，最終達(dá)到隔熱降溫的目的，要想進(jìn)一步提高涂料的隔熱性能，一方面，改進(jìn)功能填料的性能；另一方面，轉(zhuǎn)變思路，探索新的隔熱機(jī)理，以開(kāi)發(fā)出性能更加優(yōu)良的新的隔熱涂料。專利CN101205435A公開(kāi)了一種太陽(yáng)熱反射隔熱涂料，由面層和底層兩部分涂料共混而成，涂料中含有有機(jī)溶劑并且含有少量的增塑劑，大范圍使用不利于環(huán)保。隔熱涂料的專業(yè)化應(yīng)用還不成熟，隔熱性能優(yōu)良的主動(dòng)降溫型專業(yè)隔熱涂料，如專業(yè)用于露天化工設(shè)備、輸油管道等金屬表面的隔熱涂料，亟待開(kāi)發(fā)、普及應(yīng)用。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種隔熱涂料及其制備方法。該隔熱涂料為水性涂料，產(chǎn)品于人無(wú)害，對(duì)環(huán)境友好，使用方便；該涂料具有優(yōu)異的調(diào)溫隔熱功能，可以大大降低太陽(yáng)暴曬物體表面的溫度，具有節(jié)能意義。
[0006]本發(fā)明解決所述涂料技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:設(shè)計(jì)一種隔熱涂料，其特征在于該涂料是由下述重量份數(shù)物質(zhì)組成的混合物:
A組分40-80份；
B組分20-60份；
金紅石型二氧化鈦15-40份；
粉煤灰漂珠10-25份；
真空陶瓷微珠1-10份；
紅外輻射物質(zhì)1-5份；
防閃蝕劑0.1-1份；
硅烷偶聯(lián)劑0.1-0.8份；
增稠劑0.2-2份，
所述A組分為重量份數(shù)3-10份的聚乙二醇800、1-8份的聚乙二醇1000、1-6份的石蠟、15-35份的膨脹珍珠巖、5-15份的硅藻土、0.1-0.5份的JFC、0.1_0.6份的十二烷基磺酸鈉、0.1-0.3份的0P-10和40-60份的去離子水組成的混均物；
所述B組分為重量份數(shù)20-50份的硅丙乳液、10-30份的聚氨酯乳液、5-20份的氟樹(shù)脂乳液、0.1-0.3份的成膜助劑、0.1-0.8份的流變助劑和10-30份的去離子水組成的混均物；所述的成膜助劑是一種水性醚酯類成膜助劑；所述流變助劑是一種非離子型聚氨酯類流變助劑；
所述紅外輻射物質(zhì)為Fe203、Mn02、Co2O3、CuO中的一種或幾種物質(zhì)的混合物；
所述防閃蝕劑為商品牌號(hào)為SER-ADFA17的防閃蝕劑；
所述硅烷偶聯(lián)劑為KH550、KH570和KH560中的一種或幾種復(fù)配物；
所述增稠劑為一種締合型聚氨酯增稠劑；
本發(fā)明解決所述制備方法技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:設(shè)計(jì)一種隔熱涂料的制備方法，該制備方法以本發(fā)明所述重量份數(shù)物質(zhì)的涂料為依據(jù)，并采用下述工藝:
1.制備A組分常溫下，按所述A組分的重量份數(shù)組成，先將所述JFC、十二烷基磺酸鈉、0P-10加到去離子水中進(jìn)行攪拌，然后，加入聚乙二醇800和聚乙二醇1000，將溶液放入溫度55-75°C的水浴中，攪拌均勻，待聚乙二醇全部溶解后，加入石蠟，慢速攪拌，待石蠟完全熔融后，在1500-3000r/min的轉(zhuǎn)速下，進(jìn)行高速攪拌乳化，獲得略帶藍(lán)光的相變材料乳液；在100-500r/min的攪拌速度下，逐漸加入膨脹珍珠巖和硅藻土，攪拌30-60分鐘，冷卻至室溫，獲得相變材料改性的功能填料A組分，待用；
2制備B組分在常溫下，按所述B組分的重量份數(shù)組成，先將所述成膜助劑、流變助劑加入到去離子水中，攪拌均勻，依次加入硅丙乳液、聚氨酯乳液和氟樹(shù)脂乳液，低速攪拌均勻，即得成膜劑乳液B組分，待用；
3制備隔熱涂料在常溫下，按照本發(fā)明所述涂料的重量份數(shù)組成，將金紅石型二氧化鈦和紅外輻射物質(zhì)依次加入到A組分中，攪拌均勻，加入球磨機(jī)中進(jìn)行研磨,使其顆粒細(xì)度達(dá)到50μπι以下，然后，在攪拌速度為60-150r/min下，加入粉煤灰漂珠、真空陶瓷微珠和防閃蝕劑，攪拌10-40分鐘，加入B組分和硅烷偶聯(lián)劑，繼續(xù)攪拌10-40分鐘，最后，加入增稠劑調(diào)節(jié)涂料粘度，即獲得隔熱涂料。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明涂料及其制備方法具有如下優(yōu)點(diǎn): I相變材料的引入賦予涂層智能調(diào)溫的功能，四種隔熱機(jī)理的協(xié)同效應(yīng)，大大提高了涂料的隔熱性能。
[0008]2涂料中引入了防閃蝕劑，解決了目前水系隔熱涂料在金屬表面容易造成閃蝕的問(wèn)題。
[0009]3由于氟樹(shù)脂的加入提高了涂層表面的耐老化、拒油、防污效果，延長(zhǎng)了使用壽命，增強(qiáng)了隔熱效果。
[0010]4本發(fā)明采用水作為分散系，比以往的溶劑型隔熱涂料在環(huán)保方面有了很大的進(jìn)步，涂層后揮發(fā)的水份，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何污染。
[0011]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡釋。
[0012]本發(fā)明所述隔熱涂料(簡(jiǎn)稱涂料)，其特征在于該涂料是由下述重量份數(shù)物質(zhì)組成的混合物:
A組分40-80份；
B組分20-60份；
金紅石型二氧化鈦15-40份；
粉煤灰漂珠10-25份；
真空陶瓷微珠1-10份；
紅外輻射物質(zhì)1-5份；
防閃蝕劑0.1-1份；
硅烷偶聯(lián)劑0.1-0.8份；
增稠劑0.2-2份，
所述A組分為重量份數(shù)3-10份的聚乙二醇800、1-8份的聚乙二醇1000、1-6份的石蠟、15-35份的膨脹珍珠巖、5-15份的硅藻土、0.1-0.5份的JFC、0.1_0.6份的十二烷基磺酸鈉、0.1-0.3份的0P-10和40-60份的去離子水組成的混均物；所述石蠟為商品牌號(hào)為52#的石蠟；
所述B組分為重量份數(shù)20-50份的硅丙乳液、10-30份的聚氨酯乳液、5-20份的氟樹(shù)脂乳液、0.1-0.3份的成膜助劑、0.1-0.8份的流變助劑和10-30份的去離子水組成的混均物；所述的成膜助劑是商品牌號(hào)為S-6302的水性成膜助劑；所述流變助劑是商品牌號(hào)為802-B水性流變助劑；
所述紅外輻射物質(zhì)為Fe2O3和CuO兩種物質(zhì)的混合物；
所述防閃蝕劑為商品牌號(hào)為SER-ADFA17的防閃蝕劑；
所述硅烷偶聯(lián)劑為商品牌號(hào)為KH550的硅烷偶聯(lián)劑；
所述增稠劑為商品牌號(hào)為WT-203締合型聚氨酯增稠劑；
本發(fā)明同時(shí)設(shè)計(jì)了所述隔熱涂料的制備方法(簡(jiǎn)稱制備方法)。該制備方法以本發(fā)明所述重量份數(shù)物質(zhì)的涂料為依據(jù)，包括制備A組分、B組分和最后制備隔熱涂料三個(gè)步驟。本發(fā)明制備方法采用下述工藝:
I制備A組分常溫下，按所述A組分的重量份數(shù)組成，先將所述JFC、十二烷基磺酸鈉、0P-10加到去離子水中進(jìn)行攪拌，然后，加入聚乙二醇800和聚乙二醇1000，將溶液放入溫度55-75°C的水浴中，攪拌均勻，待聚乙二醇全部溶解后，加入52#石蠟，慢速攪拌，待石蠟完全熔融后，在1500-3000r/min的轉(zhuǎn)速下，進(jìn)行高速攪拌乳化，獲得略帶藍(lán)光的相變材料乳液；在100-500r/min的攪拌速度下,逐漸加入膨脹珍珠巖和娃藻土,攪拌30-60分鐘，冷卻至室溫，獲得相變材料改性的功能填料A組分，待用；功能填料的制備是本發(fā)明制備方法的關(guān)鍵步驟，包括相變材料和多孔性物質(zhì)的選擇以及相變材料填充多孔性物質(zhì)的改性工藝等，通過(guò)合適的改性工藝將多孔性物質(zhì)制成具有相變調(diào)溫的功能填料，這些功能填料的加入可使隔熱涂料獲得智能調(diào)溫的功能，一方面，多孔性物質(zhì)內(nèi)的相變材料通過(guò)發(fā)生相變而吸收或放出熱量，從而達(dá)到調(diào)溫的目的；另一方面，由于相變材料被填充到微孔內(nèi)，故發(fā)生相變形成液體后不會(huì)滲出涂層表面而影響整個(gè)涂層的性能。
[0013]2制備B組分在常溫下，按所述B組分的重量份數(shù)組成，先將所述S-6302的水性成膜助劑、802-B水性流變助劑加入到去離子水中，攪拌均勻，依次加入硅丙乳液、聚氨酯乳液和氟樹(shù)脂乳液，低速攪拌均勻，即得成膜劑乳液B組分，待用；幾種樹(shù)脂乳液的復(fù)配可以獲得性能優(yōu)良的水系成膜物質(zhì)，氟樹(shù)脂具有優(yōu)良的耐候性能，聚氨酯具有很好的流平性和與基材良好的粘結(jié)性能，成膜物質(zhì)的優(yōu)劣對(duì)隔熱涂料涂層的整體性能起著至關(guān)重要的作用。
[0014]3制備隔熱涂料在常溫下，按照本發(fā)明所述涂料的重量份數(shù)，將金紅石型二氧化鈦和紅外輻射物質(zhì)依次加入到A組分中，攪拌