一種隔熱涂料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及隔熱涂料技術領域，更具體地說是涉及一種專業(yè)用于輸油管道、儲油罐、戶外工業(yè)用降溫設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】
[0003]太陽每時每刻都在向地球表面輻射著巨大的能量，暴露在太陽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度升高，給安全生產(chǎn)帶來隱患，人們?yōu)榱私档瓦@些物體表面的溫度，浪費了很多的能源。特別對于某些石油化工容器、露天的反應釜以及石油管道，高溫會給它們帶來潛在的事故隱患和過多的能源浪費。在夏季(特別是我國南方地區(qū))，由于太陽輻照強烈，露天儲油罐內(nèi)油品的溫度不斷升高，日光照射強烈時，溫度可達50°C以上，這會造成油品蒸發(fā)加劇形成油氣，使得放氣閥頻繁開啟，造成設備的損耗以及油量的損失，甚至會引發(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降低放置在戶外的油品儲罐、油罐車、液化氣罐、化工原料儲罐的溫度，大量噴淋水的使用除了浪費水資源和人力資源以外，進一步加劇了金屬罐體的腐蝕。
近年來，具有隔熱功能的涂料開發(fā)成為隔熱領域的研發(fā)熱點而備受關注。目前，隔熱涂料按其隔熱機理可分為三類: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域產(chǎn)生了很多的專利產(chǎn)品，但是大部分產(chǎn)品在應用普及方面均存在著很多問題，第一，溶劑型的隔熱涂料占一大部分，大量的有機溶劑揮發(fā)到大氣中，造成了環(huán)境的污染，同時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題，如涂層的干燥速率、對金屬表面的閃蝕等問題；第三，居高不下的成本，使得很多需要隔熱涂料的領域應用者只能望洋興嘆，嚴重阻礙了應用的普及。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的顏、填料，來增加涂層的熱反射率和輻射率，降低涂層的導熱系數(shù)，最終達到隔熱降溫的目的，要想進一步提高涂料的隔熱性能，一方面，改進功能填料的性能；另一方面，轉(zhuǎn)變思路，探索新的隔熱機理，以開發(fā)出性能更加優(yōu)良的新的隔熱涂料。專利CN101205435A公開了一種太陽熱反射隔熱涂料，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)化應用還不成熟，隔熱性能優(yōu)良的主動降溫型專業(yè)隔熱涂料，如專業(yè)用于露天化工設備、輸油管道等金屬表面的隔熱涂料，亟待開發(fā)、普及應用。
[0004]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明擬解決的技術問題是，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)品于人無害，對環(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問題的技術方案是:設計一種隔熱涂料，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問題的技術方案是:設計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，進行高速攪拌乳化，獲得略帶藍光的相變材料乳液；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，加入球磨機中進行研磨,使其顆粒細度達到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)有技術相比，本發(fā)明涂料及其制備方法具有如下優(yōu)點: I相變材料的引入賦予涂層智能調(diào)溫的功能，四種隔熱機理的協(xié)同效應，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題。
[0009]3由于氟樹脂的加入提高了涂層表面的耐老化、拒油、防污效果，延長了使用壽命，增強了隔熱效果。
[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步，涂層后揮發(fā)的水份，不會對環(huán)境造成任何污染。
[0011]【具體實施方式】:
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步闡釋。
[0012]本發(fā)明所述隔熱涂料(簡稱涂料)，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為S-6302的水性成膜助劑；所述流變助劑是商品牌號為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為SER-ADFA17的防閃蝕劑；
所述硅烷偶聯(lián)劑為商品牌號為KH550的硅烷偶聯(lián)劑；
所述增稠劑為商品牌號為WT-203締合型聚氨酯增稠劑；
本發(fā)明同時設計了所述隔熱涂料的制備方法(簡稱制備方法)。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，進行高速攪拌乳化，獲得略帶藍光的相變材料乳液；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)的相變材料通過發(fā)生相變而吸收或放出熱量，從而達到調(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滲出涂層表面而影響整個涂層的性能。
[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、聚氨酯乳液和氟樹脂乳液，低速攪拌均勻，即得成膜劑乳液B組分，待用；幾種樹脂乳液的復配可以獲得性能優(yōu)良的水系成膜物質(zhì)，氟樹脂具有優(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性能，成膜物質(zhì)的優(yōu)劣對隔熱涂料涂層的整體性能起著至關重要的作用。
[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