石油化工油罐用水性節(jié)能隔熱保溫涂料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于涂料領(lǐng)域，尤其涉及隔熱保溫涂料。
【背景技術(shù)】
[0002] 地球每時每刻都要受到太陽的照射，太陽每秒大約有1765 X IO17J能量達(dá)到地球， 巨大的能量給人類生存和生活提供了必要條件。但太陽的強(qiáng)烈輻射，給人們的生活帶來不 便。在炎熱夏季中午，照射到地表太陽福射能可高達(dá)約l〇〇〇w/m 2。石化企業(yè)中的原油及成 品油儲罐、輕質(zhì)液體化工產(chǎn)品儲罐受太陽輻射熱，會持續(xù)集聚能量，導(dǎo)致儲罐的表面和內(nèi)部 快速升溫。夏天中午照射到一個5000m 3拱頂罐罐頂?shù)奶栞椛淠芸筛哌_(dá)400kW，增加了原 油及油品的蒸發(fā)損耗，日積月累，損耗量很大，同時帶來安全生產(chǎn)隱患和環(huán)境污染。為了降 低儲罐溫度，夏季往往采用噴淋降溫的辦法，由于噴淋，導(dǎo)致儲罐表面腐蝕，不但影響美觀， 還大大縮短了原防腐涂層的使用壽命，更加劇了局部對太陽光照的吸收，造成局部升溫。此 外，噴淋水還會造成水、電資源的浪費。
[0003] 為了降低油品蒸發(fā)損耗，確保安全生產(chǎn)、節(jié)約能源，利用涂料隔熱保溫成為減少儲 罐受太陽輻射熱的重要措施。近幾年國內(nèi)許多單位開發(fā)研宄太陽熱反射。目前國內(nèi)儲罐隔 熱保溫涂料研宄很多，但隔熱保溫效果各異，良莠不齊。專利CN1045271公布了一種隔熱保 溫涂料的制備工藝，選用硅酸鹽增強(qiáng)纖維，經(jīng)過精選、粉碎、化學(xué)處理等步驟。但該發(fā)明制備 工藝復(fù)雜，隔熱反射效果不理想。專利CN1106051公布一種隔熱保溫涂料及其制備方法，采 用陶棉、海泡石、石棉等材料為骨料，但該發(fā)明存在問題是涂層較厚（3. 8_)，反射效果差。 專利CN1995250公布了一種耐高溫隔熱保溫涂料及其制備方法，該專利采用有機(jī)溶劑作分 散介質(zhì)，存在對環(huán)境污染的環(huán)保問題。專利CN101205432公布了隔熱保溫涂料及其制備方 法，采用過硅酸鋁纖維、海泡石等原料，不足之處隔熱保溫效果有限。專利CN102093788公 布了一種工業(yè)隔熱保溫涂料制備方法，缺陷是組分較多，工藝復(fù)雜，質(zhì)量控制不穩(wěn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)中涂料隔熱保溫性能的不足，提供一 種石油化工油罐用水性節(jié)能隔熱保溫涂料。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種石油化工油罐用水性節(jié)能隔熱 保溫涂料，按重量份數(shù)計，配方為：中空陶瓷或空心玻璃微珠35~65份、改性聚合物乳液 40~80份、顏填料15~35份、助劑3~9份、水50~90份；所述的改性聚合物乳液為硅 溶膠與聚合物乳液的復(fù)配物。
[0006] 作為優(yōu)選，所空心陶瓷、空心玻璃微珠粒徑為20~140 μ m。
[0007] 進(jìn)一步地，所述的硅溶膠與聚合物乳液的質(zhì)量比為（15-30) :(45-75)，改性聚合 物乳液為兩者在常溫下攪拌混合均勻而得的復(fù)配物。
[0008] 進(jìn)一步地，所述的聚合物乳液為醋酸乙烯共聚物乳液、醋酸乙烯均聚物乳液、醋酸 乙烯酯-乙烯共聚物乳液（EVA乳液）、醋丙乳液、苯丙乳液、純丙乳液、環(huán)氧乳液、聚氨酯乳 液或硅丙乳液中的一種。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的醋酸乙烯共聚物乳液是由乙烯/醋酸乙烯單體共聚而成，其固 含量35-65%，常溫下黏度為48000-52000mPa. s，平均粒徑0. 2-1. Ομπι;醋酸乙烯均聚物 乳液是由醋酸乙烯單體均聚而成，固含量45-60 %，常溫下黏度為28000-32000mPa. s，平均 粒徑0. 2-3. 0 μπι ;醋酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液（EVA乳液）是由醋酸乙烯酯/乙烯單體 共聚而成，固含量40-65%，常溫下黏度為8000-12000mPa. s，平均粒徑0. 2-0. 7μπι;醋丙 乳液是由醋酸乙烯和丙烯酸丁酯為主要功能單體共聚而成，固含量45-60%，常溫下黏度 為48000-52000mPa. s，平均粒徑0. 4-3. 0 μπι ;苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯單體經(jīng)乳液 共聚而得，固含量40-58%，常溫下黏度為8000-12000mPa. s，平均粒徑0. 1-1. 5μπι;純丙 乳液是由多種丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲醋、丙烯酸酯類以及功能性助劑多元聚， 通過優(yōu)化工藝共聚而成的乳液，固含量30-68%，常溫下黏度為18000-22000mPa. s，平均 粒徑0. 3-1. 0 μπι;環(huán)氧乳液是以環(huán)氧樹脂為主成分，其固含量為55-60%，常溫下黏度為 28000-32000mPa. s，平均粒徑0. 4-3. 0 μπι ;聚氨酯乳液是利用可溶于水的聚氨酯聚合物， 在水中溶解、分散，調(diào)節(jié)成一定濃度的水分散液，成為水溶性聚氨酯，其固含量20-53%，常 溫下黏度為8000-12000mPa. s，平均粒徑0. 1-1. 0 μ m ;硅丙乳液是將含有不飽和鍵的有機(jī) 硅單體與丙烯酸類單體加入合適的助劑，通過核殼包覆聚合工藝聚合而成的乳液，其固含 量為 35-50%，常溫下黏度為 12000-1600011^3.8，平均粒徑0.3-2.0 4111。
[0010] 進(jìn)一步地，所述的顏填料包括鈦白粉（金紅石型和銳鈦型）、陶瓷微球、立德粉、氧 化鋅和云母粉。
[0011] 進(jìn)一步地，所述的助劑包括水性分散劑、水性消泡劑、水性成膜劑、水性流平劑、水 性流平劑和水性增稠劑。其中，助劑中的水性分散劑、水性消泡劑、水性成膜助劑、水性流平 劑和水性增稠劑的比例為（2-4) : (0. 3-0. 5) : (2-4) : (0. 3-0. 5) : (0. 5-1. 5);
[0012] 上述水性分散劑為磷酸鹽、硅酸鹽、聚丙烯酸鹽類或聚異丁烯順丁烯二酸鹽類，優(yōu) 選為磷酸鹽中的六偏磷酸鈉、美國大祥公司生產(chǎn)的SN-5040或英國諾徹特N0RCHTY分散劑 WD100 ；
[0013] 上述水性消泡劑為磷酸酯類消泡劑、礦物油類消泡劑或有機(jī)硅類消泡劑中的一 種，具體為BYK-Chemie公司生產(chǎn)的BYK系列、FoamStar AlO系列、含娃類FoamStar A30系 列、非硅非油聚合物類FoamStar MF系列或英國諾徹特N0RCHTY消泡劑AX250中的一種；
[0014] 上述水性成膜助劑為乙二醇、丙二醇、己二醇、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、丙二醇乙 醚、甲基芐醇、一縮乙二醇、乙二醇丁醚醋酸酯或江蘇潤泰化學(xué)有限公司的十二碳醇酯中的 一種；
[0015] 上述水性流平劑為丙烯酸共聚物、有機(jī)硅或氟碳表面活性劑中的一種，如英國諾 徹特 N0RCHTYFL330 ;
[0016] 上述水性增稠劑具體為Aqualon公司的Natrosol 250、Union Carbide公司的 Cellusize QP、Texanol、Lusolvan FBH、Coasol、DBE-IB、DPnB、D0WAN0L PPh 或醇酯 12 中 的一種。
[0017] 上述的石油化工油罐用水性節(jié)能隔熱保溫涂料的制備方法，步驟如下：
[0018] (1)在700-1200轉(zhuǎn)/分鐘攪拌條件下，在水中依次加入助劑中的市售水性分散劑、 2/3重量份的市售水性消泡劑、市售水性成膜助劑、市售水性流平劑和市售水性增稠劑、功 能性填料，攪拌40-70min得均勻的混合溶液；
[0019] (2)在300-500轉(zhuǎn)/分鐘攪拌條件下，向上述混合溶液中依次加入改性聚合物乳 液、填料；在攪拌過程中，滴加剩余1/3重量份的消泡劑，攪拌30-60min。
[0020] (3)過濾、灌裝。
[0021] 本發(fā)明與同類涂料產(chǎn)品相比，具有以下優(yōu)勢：
[0022] 1)涂層薄，反射隔熱效果好，節(jié)能效果顯著：本發(fā)明專利涂料一般在0. 3mm即能達(dá) 到良好的隔熱效果?，F(xiàn)有隔熱保溫涂料采用普通無機(jī)原料，如硅酸鹽，珍珠巖等，普遍存在 導(dǎo)熱系數(shù)偏高，涂層較厚，隔熱保溫效果差。本發(fā)明采用空心?；⒅榛蛑锌仗沾傻膹?fù)配， 由于微觀結(jié)構(gòu)的特殊性，導(dǎo)熱系數(shù)小，隔熱保溫效果好。
[0023] 2)綠色環(huán)保：本產(chǎn)品采用的中空陶瓷、、?；⒅?、改性復(fù)合乳液等材料構(gòu)成的水 性涂料無污染，無放射性，不傷害人體，不腐蝕罐體，屬于綠色環(huán)保型產(chǎn)品。
[0024] 3)綜合性能優(yōu)良：現(xiàn)有隔熱保溫涂料采用無機(jī)粘結(jié)劑，或普通樹脂，存在問題是 涂料易開裂，老化性能不理想。本發(fā)明采用改性的聚合物乳液，既保證保溫隔熱的效果，又 提高了涂料的附著力，耐水性、柔韌性、耐老化等綜合能力，克服現(xiàn)有技術(shù)中隔熱保溫涂料 綜合性能的不足
[0025] 4)產(chǎn)品安全可靠：產(chǎn)品采用無機(jī)材料，阻燃，即使發(fā)生火災(zāi)，涂料不會產(chǎn)生有毒有 害氣體，不增加罐頂?shù)念~外負(fù)荷，安全性能高。
[0026] 5)施工簡潔：施工簡單快捷，無論是何種材質(zhì)的儲油罐，一般只需要簡單打磨除 銹后，可用噴槍或手工涂抹，避免包裹式隔熱保溫帶來的脫落及受潮腐蝕的困擾，及無接縫 避免廣生熱橋。
[0027] 6)成本低：與其它類型的隔熱保溫材料相比，采用本發(fā)明的涂料，其涂抹厚度僅 為其他同類產(chǎn)品厚度的薄1/30到1/50, 一般在0. 3-1_。使用本發(fā)明的產(chǎn)品，成本大大降 低。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明采用中空玻璃微珠、中空陶瓷等無機(jī)原料為骨料，選 擇水性聚合物樹脂為粘合劑，軟化水為介質(zhì)，添加其它助劑，經(jīng)過物理與化學(xué)混合加工工藝 而成。本產(chǎn)品外觀為白色或灰白色黏稠膏狀物，干燥后成膜光潔。在大多數(shù)潔凈、干燥的表 面使用，都具有很好的粘接強(qiáng)度。環(huán)保性：不含有害的有機(jī)揮發(fā)物，產(chǎn)品無毒，為水溶性。在 生產(chǎn)和使用中不會產(chǎn)生有害的廢棄物和氣體。
【具體實施方式】
[0029] 現(xiàn)在結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0030] 實施例1
[0031] a.按照配方：空心玻璃微珠40份，改性娃丙乳液45份（娃溶膠與娃丙乳液的質(zhì) 量比為20:60)，陶瓷微球18份，二氧化鈦7份，助劑4份，水60份。稱取物料。在高速攪 拌（700-1200轉(zhuǎn)/分鐘）下，在水中加入分散劑、消泡劑和成膜劑等助劑，其中，助劑中的市 售水性分散劑國諾徹特NORCHTY分散劑WDKKK2/3重量份的市售水性消泡劑英國諾徹特 NORCHTY消泡劑AX250、市售水性成膜助劑江蘇潤泰化學(xué)有限公司的十二碳醇酯、市售水性 流平劑英國諾徹特N0RCHTYFL330和市售水性增稠劑Aqualon公司的Natrosol 250的比例 為（2-4) : (0· 3-0. 5) : (2-4) : (0· 3-0. 5) : (0· 5-1. 5);加入空心玻璃微珠，攪拌 40-70 分鐘。
[0032] b.在低速攪拌（300-500轉(zhuǎn)/分鐘）下，依次加入純丙乳液、陶瓷微球及二氧化鈦。 在攪拌過程中，滴加剩余消泡劑。攪拌30-60分鐘。
[0033] c.過濾、灌裝。
[0034] 實施例2
[0035] a.按照配方：中空陶瓷45份，改性純丙乳液55份（硅溶膠與純丙乳液的質(zhì)量比 為20:65)，陶瓷微球19份，二氧化鈦6份，助劑5份，水65份。稱取物料。在高速攪拌 (700-1200轉(zhuǎn)/分鐘）下，在水中加入分散劑、消泡劑和成膜劑等助劑，