專利名稱：儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣、化工原料儲罐及槽車用的防腐涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
油氣在露天環(huán)境下的儲運過程中，受到陽光輻照時，其表面和內(nèi)部溫度會快速升高，其中大部分熱量集中于油界面表層，加快了油品的蒸發(fā)，造成“大呼吸損耗”和“小呼吸損耗”。這兩種損耗存在于一年四季。據(jù)統(tǒng)計，在平均油溫為10°c的情況下，單是拱頂汽油罐的日“小呼吸”損耗量即可達到197 kg。
作為油氣蒸發(fā)損耗的推動力，油氣的飽和蒸汽壓隨油品絕對溫度的增加呈對數(shù)關(guān)系迅速增加。因此，在夏日陽光暴曬下，儲罐內(nèi)壓隨溫度的升高急劇增大，對于靜止的拱頂油氣儲罐而言，內(nèi)壓升高需要頻繁開放氣閥，這不可避免地加劇了油氣損耗和大氣污染；而對于運輸槽車來說，內(nèi)壓過大時則會引起爆炸。不夸張地講，油品生產(chǎn)和運輸過程的所有火災(zāi)、爆炸事故都是油品蒸汽造成的。當散失于大氣中的油蒸汽超過臨界濃度時，還會給局部地區(qū)構(gòu)成潛在的火災(zāi)危險。解決油氣蒸發(fā)損耗的常規(guī)方法就是在夏季用水對儲罐進行噴淋降溫，這種方法存在諸多缺點，歸納起來有以下幾個方面首先，需要外供動力，浪費寶貴的水、電資源；其次，用噴淋水的方法對油氣及化工原料儲罐的降溫效果并不是很理想，而且降低蒸發(fā)損耗作用的時間短，僅限于夏季；再者，噴淋過程中，水管中的銹蝕物及循環(huán)水使用過程中的污垢沉積在儲罐外壁，不僅腐蝕了罐體，縮短了其使用壽命，而且加深了罐體的顏色，加劇了罐體局部對太陽熱的吸收,造成局部溫度過高。為了降低油氣蒸發(fā)損耗、防止火災(zāi)爆炸、安全生產(chǎn)、節(jié)約電能和寶貴的水資源，近年來，在我國，具有防腐降溫雙重功能的涂料開始逐漸替代傳統(tǒng)的噴淋水方法，用于油氣及化工原料儲罐及槽車的防腐降溫。無論是冠之以熱屏蔽涂料、隔熱涂料還是太陽熱反射涂料，商業(yè)化的這類涂料均采用多層結(jié)構(gòu)復(fù)合設(shè)計，其底漆為防腐層，中間層為隔熱層而面層則具有一定反射降溫和輻射制冷功效。工程應(yīng)用結(jié)果表明，在油氣儲罐上使用此類涂料，完全可以替代傳統(tǒng)的防腐漆加噴淋水的方法，起到顯著的節(jié)約油氣、節(jié)水及節(jié)電作用。據(jù)統(tǒng)計，夏季僅停開一臺噴淋水泵(功率37kw，流量160m3/h)的話，若以每年運行5個月，每日運行6小時計算的話，全年可節(jié)約33300度電和144000立方的新鮮噴淋水。縱然取得了上述方面的進展，但防腐降溫涂料的研發(fā)及應(yīng)用還存在著如下亟待解決的兩方面問題。一方面，商業(yè)化的防腐降溫涂料基本上都是以有機物作溶劑的油性漆，在解決油氣污染的同時，帶來了有機揮發(fā)物對環(huán)境的污染，不僅危害施工人員的身心健康，而且給涂料施工過程造成安全隱患。另一方面，已商業(yè)化的防腐降溫涂料，受選材、配方和制備工藝的制約，在整個太陽光譜范圍內(nèi)，其太陽熱反射比不是很理想，大都低于O. 85。由于太陽熱反射比是決定降溫性能的內(nèi)因，自然地，其降溫效果并不是很理想
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料及其制備方法，要解決現(xiàn)有油氣及化工原料儲罐用涂料對環(huán)境和人類健康有害、涂料涂敷過程安全性差、不具有降溫功能、油氣和化工原料呼吸損耗大的技術(shù)問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
這種儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，由水性防腐底層涂料、水性隔熱中間層涂料和水性降溫面層涂料組成；
所述水性防腐底層涂料是以丙烯酸乳液為成膜基料，以鐵鈦粉為防銹顏填料，以碳酸鈣粉、沉淀硫酸鋇粉和滑石粉為體質(zhì)填料，并輔以助劑和水配制而成；
所述水性隔熱中間層涂料是以丙烯酸乳液為成膜基料，以空心玻璃微珠為隔熱填料 ，并輔以助劑和水配制而成； 所述水性降溫面層涂料是以丙烯酸乳液為成膜基料，以鈦白粉、滑石粉、空心玻璃微珠和遠紅外陶瓷粉為降溫顏填料，并輔以助劑和水配制而成。所述水性防腐底層涂料的原料組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液25 35份；
水25 32份；
鐵鈦粉5 8份；
碳酸鈣粉3 7份；
沉淀硫酸鋇粉 4 6份；
滑石粉10 12份；
防閃銹劑0.4 I. 2份；
防沉降劑O. 5 O. 8份；
分散劑I 2份；
潤濕劑O. 2 O. 6份；
消泡劑O. 2 O. 6份；
增稠流平劑O. 2 O. 6份；
成膜助劑O. 2 O. 6份；
所述水性隔熱中間層涂料的原料組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液60 80份；
水6 9份；
空心玻璃微珠 18 25份；
分散劑O. I O. 5份；
潤濕劑O. I O. 5份；
消泡劑O. 2 O. 8份；
增稠流平劑O. 2 O. 6份；
成膜助劑O. I O. 5份；
所述水性降溫面層涂料的原料組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液20 60份；
鈦白粉10 40份；
滑石粉I 4份；空心玻璃微珠 6 18份；
遠紅外陶瓷粉 3 7份；
分散劑O. I O. 5份；
潤濕劑O. I O. 4份；
消泡劑O. 7 I. 8份；
增稠流平劑O. 06 O. 6份；
成膜助劑O. 05 O. 2份；
水7 15份。 所述丙烯酸乳液均為單組分水性純丙烯酸乳液，其固含量為45 48%，粘度為I
6Pa. s，pH值為7. 5 9. 5，最低成膜溫度23 °C。所述鐵鈦粉為600目白色粉末，其P205含量不小于12%，吸油量不大于22%，密度為2. 8 3. 5 g/cm3,于水懸浮液中的pH值7 10。所述防閃銹劑為無色液體,其pH值為8 9,密度為I. 5 g/cm3 ;防沉降劑為白色粉末，其pH值為9 11。所述碳酸鈣粉、沉淀硫酸鋇粉和滑石粉均為商業(yè)化的600目白色粉末。所述空心玻璃微珠的粒徑均為2 85 μ m，真空密度為O. 40 g/cm3，抗壓強度為28 33 MPa ；
所述遠紅外陶瓷粉為能集中發(fā)射波長為8 15 μ m的遠紅外線，并且其法向光譜比輻射率達到85%以上的納米粉體；
所述鈦白粉為用氯化法制得的金紅石型鈦白粉，二氧化鈦含量不小于91%，吸油值17g/100 g，于水懸浮液中的pH值7. 5 9. 5。所述分散劑均為聚丙烯酸鈉鹽水溶液，其固含量為45% ;潤濕劑均為烷基酚聚氧乙烯醚，其固含量為100%;消泡劑均為礦物油系列混合物，固含量為100% ;成膜助劑均為2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯；流平劑均為非離子型疏水改性聚氨酯流平劑，其固含量為30%。這種儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料的制備方法，分別制備水性防腐底層涂料、水性隔熱中間層涂料和水性降溫面層涂料；
所述水性防腐底層涂料的制備方法有如下步驟
步驟一，將液體進料槽中按配方量稱取的丙烯酸乳液、分散劑、潤濕劑、防閃銹劑和消泡劑，通過真空泵入制漿罐中，用配方量中50 80%的水分次清洗液體進料槽后，通過真空泵人制漿罐中，于攪拌過程中將稱量好的鐵鈦粉、碳酸鈣粉、沉淀硫酸鋇粉、滑石粉和防沉降劑依次通過真空泵入制漿罐中，攪拌均勻；
步驟二，將制得的懸浮液通過真空泵入砂磨罐中砂膜分散；
步驟三，將砂磨后的懸浮液通過真空泵入調(diào)漆罐中，加入成膜助劑和增稠流平劑，用余量的水調(diào)節(jié)涂料粘度后過篩、分裝；
所述水性隔熱中間層涂料的制備方法有如下步驟
步驟一，將液體進料槽中按配方量稱取的丙烯酸乳液、分散劑、潤濕劑和消泡劑通過真空泵入制漿罐，用配方量中50 80%的水分次清洗液體進料槽后，通過真空泵入制漿罐中，于攪拌過程中將稱量好的空心玻璃微珠通過真空泵入制漿罐中，攪拌均勻；步驟二，將制得的懸浮液通過真空泵入調(diào)漆罐中，于固定轉(zhuǎn)速下加入成膜助劑、增稠流平劑，加入余量水調(diào)節(jié)涂料粘度后過篩、分裝；
所述水性降溫面層涂料的制備方法有如下步驟
步驟一，將液體進料槽中按配方量稱取的丙烯酸乳液、分散劑、潤濕劑和消泡劑，通過真空泵入制漿罐，用配方量中50 80%的水分次清洗液體進料槽后，通過真空泵入制漿罐中，于攪拌分散過程中，將按配方稱量好的鈦白粉和滑石粉通過真空泵入制漿罐中，攪拌均勻；用配方量中I 5%的水分散遠紅外陶瓷粉，再將分散好的遠紅外陶瓷粉懸浮液泵入制漿罐中，攪拌均勻；
步驟二，將制得的懸浮液通過真空泵入砂磨罐中砂磨分散；
步驟三，將砂磨后的懸浮液通過真空泵入調(diào)漆罐中，在固定轉(zhuǎn)速下，通過調(diào)漆罐上部的進料口加入配方量的空心玻璃微珠，攪拌分散均勻后，從進料口加入成膜助劑和增稠流平 劑，加入余量水調(diào)節(jié)涂料粘度后過篩、分裝。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料采用防腐層-隔熱層-降溫層三層復(fù)合設(shè)計，防銹底漆具有優(yōu)異的防腐功能，能有效地保護基材，使其免受酸堿鹽等腐蝕。采用空心玻璃微珠作為隔熱中間層填料，提高了涂料的降溫性能，又提高了涂料的耐洗刷性。降溫面層集反射、輻射、隔熱三種降溫機理于一體，具有良好的散熱降溫效果。本發(fā)明可替代噴淋水加銀粉漆的傳統(tǒng)方法，對油氣和化工原料儲罐及槽車進行防腐和降溫，達到防腐、節(jié)約油氣、節(jié)約電能、節(jié)約水資源之目的。本涂料以水性純丙烯酸乳液為成膜基料，不但能夠在常溫下成膜，施工安全便利，而且不含有機揮發(fā)物，環(huán)境友好。合理的選材以及優(yōu)化的配方、生產(chǎn)工藝和層間匹配設(shè)計不僅使得該涂料具有極高的太陽熱反射比(O. 89)、半球發(fā)射率(O. 87)和優(yōu)異的降溫性能，而且賦予該涂料很好的耐化學介質(zhì)腐蝕、耐洗刷、耐玷污和耐老化性。本發(fā)明各層涂料均采用純丙烯酸乳液作成膜基料，透明性好，所得涂膜折射系數(shù)較低，涂層的降溫性能也相應(yīng)較好。再者，丙烯酸樹脂本身因不含吸熱基團，具有極好的耐水性、抗?jié)B性、耐候性、柔韌性和與基層的粘接強度。此外，該成膜基料為單組份常溫自固化，方便施工。
本發(fā)明的底漆采用一種新型的防銹顏料-復(fù)合鐵鈦粉，其性價比和耐候性要優(yōu)于紅丹粉，該防銹顏料易分散，不易起泡，抗沉淀和儲存穩(wěn)定性好，而且不含鉛、鉻等有害重金屬，可替代鋅鉻黃、磷酸鋅、三聚磷酸鋁等傳統(tǒng)防銹顏料，顯著降低成本而不影響涂料質(zhì)量。因此，在本發(fā)明中，選取白色復(fù)合鐵鈦粉作為防腐底漆的主填料。作為體質(zhì)顏料，沉淀硫酸鋇對提高涂膜的厚度、耐磨性、耐水性、耐熱性、表面硬度、耐沖擊性等起著很重要的作用。另外，硫酸鋇在波長300-400 μ m范圍內(nèi)有很高的反射性，可以保護漆膜免遭光老化，是一種有效而廉價的白色無機光穩(wěn)定劑。同時，由于硫酸鋇的吸油量低，有很高的填充量，所以可使涂料成本下降。用其取代水性涂料中10%-25%的欽白粉，在提聞白度的同時，并不影響遮蓋力?；鄣募尤氩粌H可以降低涂料成本，還可以增加涂料粘度，防止涂料沉降，同時，滑石粉還可起到骨架作用，提高涂料的漆膜硬度。而碳酸鈣的填入可以增強底漆對基層表面的沉積性和滲透性，同時具有一定的防銹作用。
水性涂料在應(yīng)用過程中，當其中的水分與碳鋼基材接觸時會產(chǎn)生閃銹現(xiàn)象，為此，在防腐底漆的配制過程中加入了抑制閃銹發(fā)生的防閃銹劑。由于鐵鈦粉密度很高，一旦防銹底漆出現(xiàn)沉淀現(xiàn)象后，很難攪拌，因此我們在防腐底漆的配制過程中還加入了防沉降劑。本發(fā)明的水性隔熱中間層涂料采用導熱系數(shù)低的空心玻璃微珠，可增強涂層的耐磨擦、耐洗刷、耐堿性和耐水性。而且，作為一種隔熱填料，由于能夠反射80 % 90 %的太陽光輻射熱能，提高涂層的降溫性能，因此將其作為中間隔熱層的唯一填料和降溫面層的功能填料。本發(fā)明的降溫面層采用折光指數(shù)最高的金紅石型二氧化鈦，對可見光具有強烈的反射，降溫效果最好，是降溫涂料制備過程首先和必選的主顏料。要使涂層具有良好降溫效果，必須同時具備高的太陽熱反射比和紅外發(fā)射率，前者降低了輻射到涂層表面的熱量，而后者則增強了輻射制冷。遠紅外陶瓷粉的主要特征功能就是能夠輻射出比正常物體更多的遠紅外線，因此作為降溫面漆的另一主要功能填料。在降溫面層中選用滑石粉是因為其折光指數(shù)與成膜基料相近，因此，在整個可見 光和近紅外區(qū)域是透明的，不產(chǎn)生反射，不干擾其它顏填料的性能，而且具有很強的紅外輻射性能。同時，由于價格低廉，在降低涂料成本的同時，可增加涂 層的紅外輻射能力，將吸收的太陽熱輻射掉。本發(fā)明的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料具有以下優(yōu)點，
I、所用乳液、顏填料及助劑均為無毒環(huán)保產(chǎn)品。2、具有優(yōu)異的防腐功能。3、具有優(yōu)異的耐洗刷和耐玷污性能。4、具有很高的太陽熱反射比和紅外發(fā)射率，因而具有很好的降溫效果。5、具有優(yōu)異的抗老化性能及耐候性能。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖I是不同批次儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料樣品的太陽熱反射曲線及太陽熱反射比圖。圖2是儲罐及槽車用防腐降溫多功能涂料室內(nèi)動態(tài)降溫性能在線連續(xù)測試結(jié)果圖。圖3是儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料與某商業(yè)化同類產(chǎn)品的降溫性能對比圖。圖2中TRl I —參比樣板面向熱源一側(cè)的溫度；TR12 —參比樣板背向熱源一側(cè)的溫度；TS1 —涂層樣板涂層表面(面向熱源一側(cè))的溫度；TS2 —涂層樣板背向熱源一側(cè)的溫度。圖3中TS11 —某商業(yè)化防腐降溫涂料樣板面向熱源一側(cè)的溫度；TS12 —某商業(yè)化防腐降溫涂料樣板背向熱源一側(cè)的溫度；TS21 —本發(fā)明涂料涂層樣板涂層表面(面向熱源一側(cè))的溫度；TS22 —本發(fā)明涂料涂層樣板背向熱源一側(cè)的溫度。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及特點更加清晰明了，在本部分，結(jié)合具體實施方式
，對儲罐用防腐降溫一體化涂料進行更詳細的闡述。需要特別說明的是，本部分所描述的具體實施例只是為了解釋本發(fā)明，而非為了限定本發(fā)明。實施例1，這種儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，所述水性防腐底層涂料的原料組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液25份；
水25份；
鐵鈦粉5份；
碳酸鈣粉3份；
沉淀硫酸鋇粉4份； 滑石粉10份；
防閃銹劑O. 4份；
防沉降劑O. 5份；
分散劑I份；
潤濕劑O. 2份；
消泡劑O. 2份；
增稠流平劑O. 2份；
成膜助劑O. 2份；
所述水性隔熱中間層涂料的原料組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液60份；
水6份；
空心玻璃微珠18份；
分散劑O. I份；
潤濕劑O. I份；
消泡劑O. 2份；
增稠流平劑O. 2份；
成膜助劑O. I份；
所述水性降溫面層涂料的原料組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液20份；
鈦白粉10份；
滑石粉I份；
空心玻璃微珠6份；
遠紅外陶瓷粉3份；
分散劑O. I份；
潤濕劑O. I份；
消泡劑O. 7份；
增稠流平劑O. 06份；
成膜助劑O. 05份；
水7份。
實施例2，這種儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，所述水性防腐底層涂料的原料組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液35份；
水32份；
鐵鈦粉8份；
碳酸鈣粉7份；
沉淀硫酸鋇粉6份；
滑石粉12份； 防閃銹劑I. 2份；
防沉降劑O. 8份；
分散劑2份；
潤濕劑O. 6份；
消泡劑O. 6份；
增稠流平劑O. 6份；
成膜助劑O. 6份；
所述水性隔熱中間層涂料的原料組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液80份；
水9份；
空心玻璃微珠25份；
分散劑O. 5份；
潤濕劑O. 5份；
消泡劑O. 8份；
增稠流平劑O. 6份；
成膜助劑O. 5份；
所述水性降溫面層涂料的原料組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液60份；
鈦白粉40份；
滑石粉4份；
空心玻璃微珠 18份；
遠紅外陶瓷粉 7份；
分散劑O. 5份；
潤濕劑O. 4份；
消泡劑I. 8份；
增稠流平劑O. 6份；
成膜助劑O. 2份；
水15份。
實施例3，這種儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，所述水性防腐底層涂料的原料
組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液30份；水28份；
鐵鈦粉7份；
碳酸鈣粉5份；
沉淀硫酸鋇粉5份；
滑石粉11份；
防閃銹劑0.8份；
防沉降劑O. 7份； 分散劑2份；
潤濕劑O. 4份；
消泡劑O. 4份；
增稠流平劑O. 4份；
成膜助劑O. 4份；
所述水性隔熱中間層涂料的原料組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液70份；
水8份；
空心玻璃微珠22份；
分散劑O. 3份；
潤濕劑O. 3份；
消泡劑O. 5份；
增稠流平劑O. 4份；
成膜助劑O. 3份；
所述水性降溫面層涂料的原料組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液40份；
鈦白粉25份；
滑石粉3份；
空心玻璃微珠12份；
遠紅外陶瓷粉5份；
分散劑O. 3份；
潤濕劑O. 3份；
消泡劑I. 3份；
增稠流平劑O. 33份；
成膜助劑O. 13份；
水11份。
實施例4，這種儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，所述水性防腐底層涂料的原料
組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液27份；
水29份；
鐵鈦粉6份；碳酸鈣粉4份；
沉淀硫酸鋇粉 5份；
滑石粉11份；
防閃銹劑0.6份；
防沉降劑O. 6份；
分散劑I份； 潤濕劑O. 3份；
消泡劑O. 3份；
增稠流平劑O. 3份；
成膜助劑O. 3份；
所述水性隔熱中間層涂料的原料組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液65份；
水7份；
空心玻璃微珠 20份；
分散劑O. 2份；
潤濕劑O. 2份；
消泡劑O. 4份；
增稠流平劑O. 3份；
成膜助劑O. 2份；
所述水性降溫面層涂料的原料組成按重量份配比如下
丙烯酸乳液30份；
鈦白粉20份；
滑石粉2份；
空心玻璃微珠 9份；
遠紅外陶瓷粉 4份；
分散劑O. 2份；
潤濕劑O. 2份；
消泡劑I. I份；
增稠流平劑O. 3份；
成膜助劑O. 09份；
水9份。
上述實施例I 4中，所述丙烯酸乳液均可為單組分水性純丙烯酸乳液，其固含量為45 48%，粘度為I 6 Pa. s，pH值為7. 5 9. 5，最低成膜溫度23°C。所述鐵鈦粉可為600目白色粉末，其P205含量不小于12%，吸油量不大于22%，密度為2. 8 3. 5 g/cm3,于水懸浮液中的pH值7 10。所述防閃銹劑為無色液體,其pH值為8 9,密度為I. 5 g/cm3 ;防沉降劑為白色粉末，其pH值為9 11。所述碳酸鈣粉、沉淀硫酸鋇粉和滑石粉均為商業(yè)化的600目白色粉末。
所述空心玻璃微珠的粒徑均為2 85 μ m，真空密度為O. 40 g/cm3，抗壓強度為28 33 MPa ；
所述遠紅外陶瓷粉可為能集中發(fā)射波長為8 15 μ m的遠紅外線，并且其法向光譜比輻射率達到85%以上的納米粉體；
所述鈦白粉可為用氯化法制得的金紅石型鈦白粉，二氧化鈦含量不小于91%，吸油值17g/100 g，于水懸浮液中的pH值7. 5 9. 5。所述分散劑均可為聚丙烯酸鈉鹽水溶液，其固含量為45% ;潤濕劑均為烷基酚聚氧乙烯醚，其固含量為100%;消泡劑均為礦物油系列混合物，固含量為100% ;成膜助劑均為2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯；流平劑均為非離子型疏水改性聚氨酯 流平劑，其固含量為30%。 這種儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料的制備方法，分別制備水性防腐底層涂料、水性隔熱中間層涂料和水性降溫面層涂料；
所述水性防腐底層涂料的制備方法有如下步驟
步驟一，將液體進料槽中按配方量稱取的丙烯酸乳液、分散劑、潤濕劑、防閃銹劑和消泡劑，通過真空泵入制漿罐中，用配方量中50 80%的水分次清洗液體進料槽后，通過真空泵人制漿罐中，開動制漿罐分散盤馬達，將轉(zhuǎn)速調(diào)至200轉(zhuǎn)/分鐘，于攪拌過程中將稱量好的鐵鈦粉、碳酸鈣粉、沉淀硫酸鋇粉、滑石粉和防沉降劑依次通過真空泵入制漿罐中，將分散盤轉(zhuǎn)速調(diào)至1000轉(zhuǎn)/分鐘，高速攪拌分散20分鐘；
步驟二，將制得的懸浮液通過真空泵入砂磨罐中砂膜分散，調(diào)節(jié)砂磨罐變頻器，將其分散盤轉(zhuǎn)速調(diào)至1000轉(zhuǎn)/分鐘，高速砂膜分散15分鐘；
步驟三，將砂磨后的懸浮液通過真空泵入調(diào)漆罐中，開動調(diào)漆罐攪拌分散葉片的馬達，于固定轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/分鐘下，加入成膜助劑和增稠流平劑，攪拌5分鐘.，用余量的水調(diào)節(jié)涂料粘度在30(T400 Pa. s后，過800目篩、分裝；
所述水性隔熱中間層涂料的制備方法有如下步驟
步驟一，將液體進料槽中按配方量稱取的丙烯酸乳液、分散劑、潤濕劑和消泡劑通過真空泵入制漿罐，用配方量中50 80%的水分次清洗液體進料槽后，通過真空泵入制漿罐中，開動制漿罐分散盤馬達，將轉(zhuǎn)速調(diào)至200轉(zhuǎn)/分鐘，于攪拌過程中將稱量好的空心玻璃微珠通過真空泵入制漿罐中，調(diào)節(jié)制漿罐分散盤轉(zhuǎn)速至100轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌分散60分鐘；步驟二，將制得的懸浮液通過真空泵入調(diào)漆罐中，于固定轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/分鐘下加入成膜助劑、增稠流平劑，加入余量水調(diào)節(jié)涂料粘度在3(ΚΓ400 Pa. s后，過800目篩、分裝；
所述水性降溫面層涂料的制備方法有如下步驟
步驟一，將液體進料槽中按配方量稱取的丙烯酸乳液、分散劑、潤濕劑和消泡劑，通過真空泵入制漿罐，用配方量中50 80%的水分次清洗液體進料槽后，通過真空泵入制漿罐中，開動制漿罐分散盤馬達，將轉(zhuǎn)速調(diào)至300轉(zhuǎn)/分鐘，于攪拌分散過程中，將按配方稱量好的鈦白粉和滑石粉通過真空泵入制漿罐中；用配方量中I 5%的水分散遠紅外陶瓷粉，再將分散好的遠紅外陶瓷粉懸浮液泵入制漿罐中，調(diào)節(jié)制漿罐分散盤轉(zhuǎn)速至1000轉(zhuǎn)/分鐘，高速攪拌30分鐘；
步驟二，將制得的懸浮液通過真空泵入砂磨罐中砂磨分散，調(diào)節(jié)砂磨罐轉(zhuǎn)速至500轉(zhuǎn)/分鐘，砂磨分散30分鐘；步驟三，將砂磨后的懸浮液通過真空泵入調(diào)漆罐中，在固定轉(zhuǎn)速20轉(zhuǎn)/分鐘下，通過調(diào)漆罐上部的進料口加入配方量的空心玻璃微珠，攪拌分散20分鐘，從進料口加入成膜助劑和增稠流平劑，加入余量水調(diào)節(jié)涂料粘度至3(ΚΓ400 Pa.s后，過800目篩、分裝。本發(fā)明的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料性能測試樣品的制備如下
采用噴涂的方法，將儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料的防腐底漆、隔熱中間漆和降溫面漆涂敷到3數(shù)塊兒4cmX4 cm鋁合金板(測試反射率)、2塊兒17 cmX 17 cm碳鋼板(測試室內(nèi)降溫性能)、12塊兒15 cmX7 cm的碳鋼板上(測試耐酸堿鹽性能)，再用線棒涂布器將底漆、中間漆和面漆涂覆到3塊兒15 cmX7 cm的纖維石棉板(測試耐玷污性)和3塊兒42. 5X15 cm纖維石棉板上涂覆上(測試耐洗刷性)。在標準條件下養(yǎng)護7天后，按照相關(guān)國家或行業(yè)標準測定涂料的光學、熱學和理化性能。所有樣板上防腐底漆、隔熱中間漆和降溫面漆的厚度分別為100 μπκ ΙΟΟμπι和100 μπι。 I、儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料性能測試如下
儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料太陽熱反射和紅外輻射性能用配有積分球(150 mm diameter, Labsphere RSA-PE-19)的紫外-可見光-近紅外分光光度計((PerkinElmer Lambda 950)測定本發(fā)明所涉及的防腐降溫多功能涂料在整個太陽熱光譜范圍(250-2500 nm)的反射率曲線，通過積分可求得其太陽熱反射比。不同批次三個樣品的反射率曲線及太陽熱反射比見圖I。圖I清楚地表明，不同生產(chǎn)批次的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，其太陽熱反射曲線重復(fù)性極好，在實驗誤差范圍內(nèi)，可以認為這三條曲線完全重合。三次測量結(jié)果所得反射率的平均值為O. 89，其物理意義是，當太陽熱輻射到涂層表面時，89%的熱量被直接反射掉。就我們所了解到的情況而言，迄今為止，文獻報道的商業(yè)化降溫涂料，其整個太陽熱范圍(250-2500 nm)內(nèi)的反射比大都低于O. 85。有些降溫涂料制造商或許會聲稱其產(chǎn)品的反射率大于90%，而不給出測量的波段范圍。需知，太陽熱反射比與常說的反射率或反射系數(shù)有區(qū)別，后者僅指可見光波段(400-700 nm)。這完全是宣傳的需要，有主觀故意誤導之嫌，用戶應(yīng)該謹慎。事實上，在可見光范圍內(nèi)，本發(fā)明防腐降溫涂料的反射率高達95%，而這正是降溫涂料在整個太陽熱光譜范圍內(nèi)的理論最高極限值。按照ASTM E434-10和中華人民共和國建工標準JG/T235-2008標準，采用穩(wěn)態(tài)量熱計法測定儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料的紅外發(fā)生率，其數(shù)值為O. 87，物理意義被吸收的部分太陽熱，其中的87%以紅外的形式發(fā)射到周圍環(huán)境。2、儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料的室內(nèi)動態(tài)降溫性能測試如下
以涂覆銀粉漆的碳鋼樣板作參比，用自行搭建的降溫涂料降溫性能在線連續(xù)檢測裝置測試儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料的室內(nèi)動態(tài)降溫性能，其結(jié)果如圖2所。圖2表明，本發(fā)明實施例的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料具有很好的降溫性能，當銀粉漆樣板照射面溫度為120 1時，涂層背面降溫效果達到38 °C。由于不同基材具有不同的本征太陽熱反射比，降溫涂料的相對降溫性能具有強烈的參比樣品材料依賴性。為了進一步說明該儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能降溫涂料的降溫性能，將此涂料和國內(nèi)某商業(yè)化的同種涂料分別涂敷于兩塊纖維水泥石棉板上，干燥成膜后放置于降溫性能在線連續(xù)檢測裝置中，在同步升溫過程中進行降溫性能對比，其結(jié)果如圖3所示。需要特別指出的是，為了排除使用方法不當帶來的實驗誤差，所述商業(yè)化防腐降溫涂料的涂敷量及工藝完全遵照其使用說明書進行。由圖3可以看出，在同步連續(xù)升溫過程中，無論是涂層表面還是樣板背面，本發(fā)明實施例的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料均具有更好的散熱降溫效果，而且，隨著溫度的升高，其降溫優(yōu)勢更加明顯。3、儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料的理化性能如下
按照鋼質(zhì)石油儲罐防腐蝕工程技術(shù)規(guī)范附錄A. 7-熱反射隔熱防腐涂料的要求，參照其它國家及行業(yè)相關(guān)標準，測定儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料的理化性能，其性能如表I。
表I +鐘Sg及g車用本性防腐, 多功料 tmmM術(shù)指標丨糧》方+法丨試驗條+件丨實翻i杲
fiS&S差>10 0CJG/T235 一38CC
衰麗電 B〉1013ΩGB/T1735 —遵過
ItftItIt> 2000 次JC^ 1040 -MC 0W 次
酎玷污性￡20JGTlMO —7
爾老化性4 小時；s 2變JOT 1040 —O緩
耐熱性襻膜充好*無剝 GB.T1734 180 0C, 24 h 通過
Wlk本懂(3%無IS皺，無 <3—Β/ΓΠ63 ￠0 flC. 720 h >1000 h
NaCl)裂紋' 無起觀.
耐喊性(5%NaOH]無生無變色 GB/rH63 720 h>1000 h
耐酸性等現(xiàn)象，失覽窣 Ghfimi 720 b>1000 h
(5%H2S04)<20%表I表明，本發(fā)明實施例的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，其涂膜具有優(yōu)異的耐洗刷性、耐玷污性和耐候性。換言之，該涂料的長期防腐降溫性能很好。由表I也可以看出本發(fā)明實施例的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料還具有很好的耐酸堿鹽等化學介質(zhì)腐蝕性。
權(quán)利要求
1.一種儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，其特征在于由水性防腐底層涂料、水性隔熱中間層涂料和水性降溫面層涂料組成； 所述水性防腐底層涂料是以丙烯酸乳液為成膜基料，以鐵鈦粉為防銹顏填料，以碳酸鈣粉、沉淀硫酸鋇粉和滑石粉為體質(zhì)填料，并輔以助劑和水配制而成； 所述水性隔熱中間層涂料是以丙烯酸乳液為成膜基料，以空心玻璃微珠為隔熱填料，并輔以助劑和水配制而成； 所述水性降溫面層涂料是以丙烯酸乳液為成膜基料，以鈦白粉、滑石粉、空心玻璃微珠和遠紅外陶瓷粉為降溫顏填料，并輔以助劑和水配制而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，其特征在于所述水性防腐底層涂料的原料組成按重量份配比如下 丙烯酸乳液25 35份； 水25 32份； 鐵鈦粉5 8份； 碳酸鈣粉3 7份； 沉淀硫酸鋇粉 4 6份； 滑石粉10 12份； 防閃銹劑0.4 I. 2份； 防沉降劑O. 5 O. 8份； 分散劑I 2份； 潤濕劑O. 2 O. 6份； 消泡劑O. 2 O. 6份； 增稠流平劑O. 2 O. 6份； 成膜助劑O. 2 O. 6份； 所述水性隔熱中間層涂料的原料組成按重量份配比如下 丙烯酸乳液60 80份； 水6 9份； 空心玻璃微珠 18 25份； 分散劑O. I O. 5份； 潤濕劑O. I O. 5份； 消泡劑O. 2 O. 8份； 增稠流平劑O. 2 O. 6份； 成膜助劑O. I O. 5份； 所述水性降溫面層涂料的原料組成按重量份配比如下 丙烯酸乳液20 60份； 鈦白粉10 40份； 滑石粉I 4份； 空心玻璃微珠 6 18份； 遠紅外陶瓷粉 3 7份； 分散劑O. I O. 5份；潤濕劑O. I O. 4份；消泡劑O. 7 I. 8份；增稠流平劑O. 06 O. 6份；成膜助劑O. 05 O. 2份； 水7 15份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，其特征 在于所述丙烯酸乳液均為單組分水性純丙烯酸乳液，其固含量為45 48%，粘度為I 6 Pa. s，pH值為7. 5 9. 5，最低成膜溫度23°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，其特征在于所述鐵鈦粉為600目白色粉末，其P205含量不小于12%，吸油量不大于22%，密度為2. 8 3.5 g/cm3,于水懸浮液中的pH值7 10。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，其特征在于所述防閃銹劑為無色液體，其pH值為8 9，密度為1.5 g/cm3 ;防沉降劑為白色粉末，其pH值為9 11。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，其特征在于所述碳酸鈣粉、沉淀硫酸鋇粉和滑石粉均為商業(yè)化的600目白色粉末。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，其特征在于所述空心玻璃微珠的粒徑均為2 85 μ m，真空密度為O. 40 g/cm3，抗壓強度為28 33 MPa ； 所述遠紅外陶瓷粉為能集中發(fā)射波長為8 15 μ m的遠紅外線，并且其法向光譜比輻射率達到85%以上的納米粉體。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，其特征在于所述鈦白粉為用氯化法制得的金紅石型鈦白粉，二氧化鈦含量不小于91%，吸油值17 g/100 g,于水懸浮液中的pH值7. 5 9. 5。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料，其特征在于所述分散劑均為聚丙烯酸鈉鹽水溶液，其固含量為45%;潤濕劑均為烷基酚聚氧乙烯醚，其固含量為100% ;消泡劑均為礦物油系列混合物，固含量為100% ;成膜助劑均為2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇單異丁酸酯；流平劑均為非離子型疏水改性聚氨酯流平劑，其固含量為30%。
10.一種如權(quán)利要求I 9任意一項所述儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料的制備方法，其特征在于分別制備水性防腐底層涂料、水性隔熱中間層涂料和水性降溫面層涂料； 所述水性防腐底層涂料的制備方法有如下步驟 步驟一，將液體進料槽中按配方量稱取的丙烯酸乳液、分散劑、潤濕劑、防閃銹劑和消泡劑，通過真空泵入制漿罐中，用配方量中50 80%的水分次清洗液體進料槽后，通過真空泵人制漿罐中，于攪拌過程中將稱量好的鐵鈦粉、碳酸鈣粉、沉淀硫酸鋇粉、滑石粉和防沉降劑依次通過真空泵入制漿罐中，攪拌均勻； 步驟二，將制得的懸浮液通過真空泵入砂磨罐中砂膜分散； 步驟三，將砂磨后的懸浮液通過真空泵入調(diào)漆罐中，加入成膜助劑和增稠流平劑，用余量的水調(diào)節(jié)涂料粘度后過篩、分裝；所述水性隔熱中間層涂料的制備方法有如下步驟 步驟一，將液體進料槽中按配方量稱取的丙烯酸乳液、分散劑、潤濕劑和消泡劑通過真空泵入制漿罐，用配方量中50 80%的水分次清洗液體進料槽后，通過真空泵入制漿罐中，于攪拌過程中將稱量好的空心玻璃微珠通過真空泵入制漿罐中，攪拌均勻； 步驟二，將制得的懸浮液通過真空泵入調(diào)漆罐中，于固定轉(zhuǎn)速下加入成膜助劑、增稠流平劑，加入余量水調(diào)節(jié)涂料粘度后過篩、分裝； 所述水性降溫面層涂料的制備方法有如下步驟 步驟一，將液體進料槽中按配方量稱取的丙烯酸乳液、分散劑、潤濕劑和消泡劑，通過真空泵入制漿罐，用配方量中50 80%的水分次清洗液體進料槽后，通過真空泵入制漿罐中，于攪拌分散過程中，將按配方稱量好的鈦白粉和滑石粉通過真空泵入制漿罐中，攪拌均勻；用配方量中I 5%的水分散遠紅外陶瓷粉，再將分散好的遠紅外陶瓷粉懸浮液泵入制漿罐中，攪拌均勻； 步驟二，將制得的懸浮液通過真空泵入砂磨罐中砂磨分散； 步驟三，將砂磨后的懸浮液通過真空泵入調(diào)漆罐中，在固定轉(zhuǎn)速下，通過調(diào)漆罐上部的進料口加入配方量的空心玻璃微珠，攪拌分散均勻后，從進料口加入成膜助劑和增稠流平劑，加入余量水調(diào)節(jié)涂料粘度后過篩、分裝。
全文摘要
一種儲罐及槽車用水性防腐降溫多功能涂料及其制備方法，由水性防腐底層涂料、水性隔熱中間層涂料和水性降溫面層涂料組成；水性防腐底層涂料是以丙烯酸乳液為成膜基料，以鐵鈦粉為防銹顏填料，以碳酸鈣粉、沉淀硫酸鋇粉和滑石粉為體質(zhì)填料，并輔以助劑和水配制而成；水性隔熱中間層涂料是以丙烯酸乳液為成膜基料，以空心玻璃微珠為隔熱填料，并輔以助劑和水配制而成；水性降溫面層涂料是以丙烯酸乳液為成膜基料，以鈦白粉、滑石粉、空心玻璃微珠和遠紅外陶瓷粉為降溫顏填料，并輔以助劑和水配制而成。本發(fā)明可對油氣和化工原料儲罐及槽車進行防腐和降溫，具有防腐、節(jié)約油氣、節(jié)約電能、節(jié)約水資源，對環(huán)境友好的優(yōu)點。
文檔編號C09D133/00GK102964955SQ201210530978
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者宋中南, 石云興, 張衛(wèi)東, 宋建榮, 屈建, 李艷穩(wěn), 張紅強, 張榮普 申請人:中國建筑股份有限公司, 北京中建柏利工程技術(shù)發(fā)展有限公司