CN102964955B - 储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料及其制备方法，由水性防腐底层涂料、水性隔热中间层涂料和水性降温面层涂料组成；水性防腐底层涂料是以丙烯酸乳液为成膜基料，以铁钛粉为防锈颜填料，以碳酸钙粉、沉淀硫酸钡粉和滑石粉为体质填料，并辅以助剂和水配制而成；水性隔热中间层涂料是以丙烯酸乳液为成膜基料，以空心玻璃微珠为隔热填料，并辅以助剂和水配制而成；水性降温面层涂料是以丙烯酸乳液为成膜基料，以钛白粉、滑石粉、空心玻璃微珠和远红外陶瓷粉为降温颜填料，并辅以助剂和水配制而成。本发明可对油气和化工原料储罐及槽车进行防腐和降温，具有防腐、节约油气、节约电能、节约水资源，对环境友好的优点。

Description

储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油气、化工原料储罐及槽车用的防腐涂料及其制备方法。

背景技术

油气在露天环境下的储运过程中，受到阳光辐照时，其表面和内部温度会快速升高，其中大部分热量集中于油界面表层，加快了油品的蒸发，造成“大呼吸损耗”和“小呼吸损耗”。这两种损耗存在于一年四季。据统计，在平均油温为10℃的情况下，单是拱顶汽油罐的日“小呼吸”损耗量即可达到197 kg。

作为油气蒸发损耗的推动力，油气的饱和蒸汽压随油品绝对温度的增加呈对数关系迅速增加。因此，在夏日阳光暴晒下，储罐内压随温度的升高急剧增大，对于静止的拱顶油气储罐而言，内压升高需要频繁开放气阀，这不可避免地加剧了油气损耗和大气污染；而对于运输槽车来说，内压过大时则会引起爆炸。不夸张地讲，油品生产和运输过程的所有火灾、爆炸事故都是油品蒸汽造成的。当散失于大气中的油蒸汽超过临界浓度时，还会给局部地区构成潜在的火灾危险。

解决油气蒸发损耗的常规方法就是在夏季用水对储罐进行喷淋降温，这种方法存在诸多缺点，归纳起来有以下几个方面：首先，需要外供动力，浪费宝贵的水、电资源；其次，用喷淋水的方法对油气及化工原料储罐的降温效果并不是很理想，而且降低蒸发损耗作用的时间短，仅限于夏季；再者，喷淋过程中，水管中的锈蚀物及循环水使用过程中的污垢沉积在储罐外壁，不仅腐蚀了罐体，缩短了其使用寿命，而且加深了罐体的颜色，加剧了罐体局部对太阳热的吸收，造成局部温度过高。

为了降低油气蒸发损耗、防止火灾爆炸、安全生产、节约电能和宝贵的水资源，近年来，在我国，具有防腐降温双重功能的涂料开始逐渐替代传统的喷淋水方法，用于油气及化工原料储罐及槽车的防腐降温。无论是冠之以热屏蔽涂料、隔热涂料还是太阳热反射涂料，商业化的这类涂料均采用多层结构复合设计，其底漆为防腐层，中间层为隔热层而面层则具有一定反射降温和辐射制冷功效。工程应用结果表明，在油气储罐上使用此类涂料，完全可以替代传统的防腐漆加喷淋水的方法，起到显著的节约油气、节水及节电作用。据统计，夏季仅停开一台喷淋水泵( 功率37kw, 流量160m3/ h) 的话，若以每年运行5个月，每日运行6小时计算的话，全年可节约33300度电和144000立方的新鲜喷淋水。

纵然取得了上述方面的进展，但防腐降温涂料的研发及应用还存在着如下亟待解决的两方面问题。一方面，商业化的防腐降温涂料基本上都是以有机物作溶剂的油性漆，在解决油气污染的同时，带来了有机挥发物对环境的污染，不仅危害施工人员的身心健康，而且给涂料施工过程造成安全隐患。另一方面，已商业化的防腐降温涂料，受选材、配方和制备工艺的制约，在整个太阳光谱范围内，其太阳热反射比不是很理想，大都低于0.85。由于太阳热反射比是决定降温性能的内因，自然地，其降温效果并不是很理想。

发明内容

本发明提供一种储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料及其制备方法，要解决现有油气及化工原料储罐用涂料对环境和人类健康有害、涂料涂敷过程安全性差、不具有降温功能、油气和化工原料呼吸损耗大的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

这种储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，由水性防腐底层涂料、水性隔热中间层涂料和水性降温面层涂料组成；

所述水性防腐底层涂料是以丙烯酸乳液为成膜基料，以铁钛粉为防锈颜填料，以碳酸钙粉、沉淀硫酸钡粉和滑石粉为体质填料，并辅以助剂和水配制而成；

所述水性隔热中间层涂料是以丙烯酸乳液为成膜基料，以空心玻璃微珠为隔热填料，并辅以助剂和水配制而成；

所述水性降温面层涂料是以丙烯酸乳液为成膜基料，以钛白粉、滑石粉、空心玻璃微珠和远红外陶瓷粉为降温颜填料，并辅以助剂和水配制而成。

所述水性防腐底层涂料的原料组成按重量份配比如下：

丙烯酸乳液       25～35份；

水               25～32份；

铁钛粉           5～8份；

碳酸钙粉         3～7份；

沉淀硫酸钡粉     4～6份；

滑石粉           10～12份；

防闪锈剂         0.4～1.2份；

防沉降剂         0.5～0.8份；

分散剂           1～2份；

润湿剂           0.2～0.6份；

消泡剂           0.2～0.6份；

增稠流平剂       0.2～0.6份；

成膜助剂         0.2～0.6份；

所述水性隔热中间层涂料的原料组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；

分散剂           0.1～0.5份；

润湿剂           0.1～0.5份；

消泡剂           0.2～0.8份；

增稠流平剂       0.2～0.6份；

成膜助剂         0.1～0.5份；

所述水性降温面层涂料的原料组成按重量份配比如下：

丙烯酸乳液        20～60份；

钛白粉            10～40份；

滑石粉            1～4份；

空心玻璃微珠      6～18份；

远红外陶瓷粉      3～7份；

分散剂            0.1～0.5份；

润湿剂            0.1～0.4份；

消泡剂            0.7～1.8份；

增稠流平剂        0.06～0.6份；

成膜助剂          0.05～0.2份；

水                7～15份。

所述丙烯酸乳液均为单组分水性纯丙烯酸乳液，其固含量为45～48%，粘度为1～6 Pa.s，pH值为7.5～9.5，最低成膜温度23℃。

所述铁钛粉为600目白色粉末，其P205含量不小于12%，吸油量不大于22%，密度为2.8~ 3.5 g/cm³, 于水悬浮液中的pH值7～10。

所述防闪锈剂为无色液体，其pH值为8～9，密度为1.5 g/cm³；防沉降剂为白色粉末，其pH值为9～11。

所述碳酸钙粉、沉淀硫酸钡粉和滑石粉均为商业化的600目白色粉末。

所述空心玻璃微珠的粒径均为2～85 μm，真空密度为0.40 g/cm³，抗压强度为28～33 MPa；

所述远红外陶瓷粉为能集中发射波长为8～15μm的远红外线，并且其法向光谱比辐射率达到85%以上的纳米粉体；

所述钛白粉为用氯化法制得的金红石型钛白粉，二氧化钛含量不小于91%，吸油值17 g/100 g，于水悬浮液中的pH值7.5～9.5。

所述分散剂均为聚丙烯酸钠盐水溶液，其固含量为45%；润湿剂均为烷基酚聚氧乙烯醚，其固含量为100%；消泡剂均为矿物油系列混合物，固含量为100%；成膜助剂均为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯；流平剂均为非离子型疏水改性聚氨酯流平剂，其固含量为30%。

这种储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料的制备方法，分别制备水性防腐底层涂料、水性隔热中间层涂料和水性降温面层涂料；

所述水性防腐底层涂料的制备方法有如下步骤：

步骤一，将液体进料槽中按配方量称取的丙烯酸乳液、分散剂、润湿剂、防闪锈剂和消泡剂，通过真空泵入制浆罐中，用配方量中50～80%的水分次清洗液体进料槽后，通过真空泵人制浆罐中，于搅拌过程中将称量好的铁钛粉、碳酸钙粉、沉淀硫酸钡粉、滑石粉和防沉降剂依次通过真空泵入制浆罐中，搅拌均匀；

步骤二，将制得的悬浮液通过真空泵入砂磨罐中砂膜分散；

步骤三，将砂磨后的悬浮液通过真空泵入调漆罐中，加入成膜助剂和增稠流平剂，用余量的水调节涂料粘度后过筛、分装；

所述水性隔热中间层涂料的制备方法有如下步骤：

步骤一，将液体进料槽中按配方量称取的丙烯酸乳液、分散剂、润湿剂和消泡剂通过真空泵入制浆罐，用配方量中50～80%的水分次清洗液体进料槽后，通过真空泵入制浆罐中，于搅拌过程中将称量好的空心玻璃微珠通过真空泵入制浆罐中，搅拌均匀；

步骤二，将制得的悬浮液通过真空泵入调漆罐中，于固定转速下加入成膜助剂、增稠流平剂，加入余量水调节涂料粘度后过筛、分装；

所述水性降温面层涂料的制备方法有如下步骤：

步骤一，将液体进料槽中按配方量称取的丙烯酸乳液、分散剂、润湿剂和消泡剂，通过真空泵入制浆罐，用配方量中50～80%的水分次清洗液体进料槽后，通过真空泵入制浆罐中，于搅拌分散过程中，将按配方称量好的钛白粉和滑石粉通过真空泵入制浆罐中，搅拌均匀；用配方量中1～5%的水分散远红外陶瓷粉，再将分散好的远红外陶瓷粉悬浮液泵入制浆罐中，搅拌均匀；

步骤二，将制得的悬浮液通过真空泵入砂磨罐中砂磨分散；

步骤三，将砂磨后的悬浮液通过真空泵入调漆罐中，在固定转速下，通过调漆罐上部的进料口加入配方量的空心玻璃微珠，搅拌分散均匀后，从进料口加入成膜助剂和增稠流平剂，加入余量水调节涂料粘度后过筛、分装。

本发明的有益效果如下：

本发明的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料采用防腐层-隔热层-降温层三层复合设计，防锈底漆具有优异的防腐功能，能有效地保护基材，使其免受酸碱盐等腐蚀。采用空心玻璃微珠作为隔热中间层填料，提高了涂料的降温性能，又提高了涂料的耐洗刷性。降温面层集反射、辐射、隔热三种降温机理于一体，具有良好的散热降温效果。

本发明可替代喷淋水加银粉漆的传统方法，对油气和化工原料储罐及槽车进行防腐和降温，达到防腐、节约油气、节约电能、节约水资源之目的。本涂料以水性纯丙烯酸乳液为成膜基料，不但能够在常温下成膜，施工安全便利，而且不含有机挥发物，环境友好。合理的选材以及优化的配方、生产工艺和层间匹配设计不仅使得该涂料具有极高的太阳热反射比（0.89）、半球发射率（0.87）和优异的降温性能，而且赋予该涂料很好的耐化学介质腐蚀、耐洗刷、耐玷污和耐老化性。

本发明各层涂料均采用纯丙烯酸乳液作成膜基料，透明性好，所得涂膜折射系数较低，涂层的降温性能也相应较好。再者，丙烯酸树脂本身因不含吸热基团，具有极好的耐水性、抗渗性、耐候性、柔韧性和与基层的粘接强度。此外，该成膜基料为单组份常温自固化，方便施工。     

本发明的底漆采用一种新型的防锈颜料-复合铁钛粉，其性价比和耐候性要优于红丹粉，该防锈颜料易分散，不易起泡，抗沉淀和储存稳定性好，而且不含铅、铬等有害重金属，可替代锌铬黄、磷酸锌、三聚磷酸铝等传统防锈颜料，显著降低成本而不影响涂料质量。因此，在本发明中，选取白色复合铁钛粉作为防腐底漆的主填料。

作为体质颜料，沉淀硫酸钡对提高涂膜的厚度、耐磨性、耐水性、耐热性、表面硬度、耐冲击性等起着很重要的作用。另外，硫酸钡在波长300-400μm 范围内有很高的反射性，可以保护漆膜免遭光老化，是一种有效而廉价的白色无机光稳定剂。同时，由于硫酸钡的吸油量低，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％的钛白粉，在提高白度的同时，并不影响遮盖力。

滑石粉的加入不仅可以降低涂料成本，还可以增加涂料粘度，防止涂料沉降，同时，滑石粉还可起到骨架作用，提高涂料的漆膜硬度。而碳酸钙的填入可以增强底漆对基层表面的沉积性和渗透性，同时具有一定的防锈作用。

水性涂料在应用过程中，当其中的水分与碳钢基材接触时会产生闪锈现象，为此，在防腐底漆的配制过程中加入了抑制闪锈发生的防闪锈剂。由于铁钛粉密度很高，一旦防锈底漆出现沉淀现象后，很难搅拌，因此我们在防腐底漆的配制过程中还加入了防沉降剂。 本发明的水性隔热中间层涂料采用导热系数低的空心玻璃微珠，可增强涂层的耐磨擦、耐洗刷、耐碱性和耐水性。而且，作为一种隔热填料，由于能够反射80 %～90 %的太阳光辐射热能，提高涂层的降温性能，因此将其作为中间隔热层的唯一填料和降温面层的功能填料。

本发明的降温面层采用折光指数最高的金红石型二氧化钛，对可见光具有强烈的反射，降温效果最好，是降温涂料制备过程首先和必选的主颜料。

要使涂层具有良好降温效果，必须同时具备高的太阳热反射比和红外发射率，前者降低了辐射到涂层表面的热量，而后者则增强了辐射制冷。远红外陶瓷粉的主要特征功能就是能够辐射出比正常物体更多的远红外线，因此作为降温面漆的另一主要功能填料。

在降温面层中选用滑石粉是因为其折光指数与成膜基料相近，因此，在整个可见光和近红外区域是透明的，不产生反射，不干扰其它颜填料的性能，而且具有很强的红外辐射性能。同时，由于价格低廉，在降低涂料成本的同时，可增加涂层的红外辐射能力，将吸收的太阳热辐射掉。

本发明的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料具有以下优点，

1、所用乳液、颜填料及助剂均为无毒环保产品。

2、具有优异的防腐功能。

3、具有优异的耐洗刷和耐玷污性能。

4、具有很高的太阳热反射比和红外发射率，因而具有很好的降温效果。

5、具有优异的抗老化性能及耐候性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是不同批次储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料样品的太阳热反射曲线及太阳热反射比图。

图2是储罐及槽车用防腐降温多功能涂料室内动态降温性能在线连续测试结果图。

图3是储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料与某商业化同类产品的降温性能对比图。

图2中：TR11－参比样板面向热源一侧的温度；TR12－参比样板背向热源一侧的温度；TS1－涂层样板涂层表面（面向热源一侧）的温度；TS2－涂层样板背向热源一侧的温度。

图3中：TS11－某商业化防腐降温涂料样板面向热源一侧的温度；TS12－某商业化防腐降温涂料样板背向热源一侧的温度；TS21－本发明涂料涂层样板涂层表面（面向热源一侧）的温度；TS22－本发明涂料涂层样板背向热源一侧的温度。

具体实施方式　  

为使本发明的目的、技术方案及特点更加清晰明了，在本部分，结合具体实施方式，对储罐用防腐降温一体化涂料进行更详细的阐述。需要特别说明的是，本部分所描述的具体实施例只是为了解释本发明，而非为了限定本发明。

实施例1，这种储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，所述水性防腐底层涂料的原料组成按重量份配比如下：

丙烯酸乳液       25份；

水               25份；

铁钛粉           5份；

碳酸钙粉         3份；

沉淀硫酸钡粉     4份；

滑石粉           10份；

防闪锈剂         0.4份；

防沉降剂         0.5份；

分散剂           1份；

润湿剂           0.2份；

消泡剂           0.2份；

增稠流平剂       0.2份；

成膜助剂         0.2份；

所述水性隔热中间层涂料的原料组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；

分散剂           0.1份；

润湿剂           0.1份；

消泡剂           0.2份；

增稠流平剂       0.2份；

成膜助剂         0.1份；

所述水性降温面层涂料的原料组成按重量份配比如下：

丙烯酸乳液        20份；

钛白粉            10份；

滑石粉            1份；

空心玻璃微珠      6份；

远红外陶瓷粉      3份；

分散剂            0.1份；

润湿剂            0.1份；

消泡剂            0.7份；

增稠流平剂        0.06份；

成膜助剂          0.05份；

水                7份。

实施例2，这种储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，所述水性防腐底层涂料的原料组成按重量份配比如下：

丙烯酸乳液       35份；

水               32份；

铁钛粉           8份；

碳酸钙粉         7份；

沉淀硫酸钡粉     6份；

滑石粉           12份；

防闪锈剂         1.2份；

防沉降剂         0.8份；

分散剂           2份；

润湿剂           0.6份；

消泡剂           0.6份；

增稠流平剂       0.6份；

成膜助剂         0.6份；

所述水性隔热中间层涂料的原料组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；

分散剂           0.5份；

润湿剂           0.5份；

消泡剂           0.8份；

增稠流平剂       0.6份；

成膜助剂         0.5份；

所述水性降温面层涂料的原料组成按重量份配比如下：

丙烯酸乳液        60份；

钛白粉            40份；

滑石粉            4份；

空心玻璃微珠      18份；

远红外陶瓷粉      7份；

分散剂            0.5份；

润湿剂            0.4份；

消泡剂            1.8份；

增稠流平剂        0.6份；

成膜助剂          0.2份；

水                15份。

实施例3，这种储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，所述水性防腐底层涂料的原料组成按重量份配比如下：

丙烯酸乳液       30份；

水               28份；

铁钛粉           7份；

碳酸钙粉         5份；

沉淀硫酸钡粉     5份；

滑石粉           11份；

防闪锈剂         0.8份；

防沉降剂         0.7份；

分散剂           2份；

润湿剂           0.4份；

消泡剂           0.4份；

增稠流平剂       0.4份；

成膜助剂         0.4份；

所述水性隔热中间层涂料的原料组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；

分散剂           0.3份；

润湿剂           0.3份；

消泡剂           0.5份；

增稠流平剂       0.4份；

成膜助剂         0.3份；

所述水性降温面层涂料的原料组成按重量份配比如下：

丙烯酸乳液        40份；

钛白粉            25份；

滑石粉            3份；

空心玻璃微珠      12份；

远红外陶瓷粉      5份；

分散剂            0.3份；

润湿剂            0.3份；

消泡剂            1.3份；

增稠流平剂        0.33份；

成膜助剂          0.13份；

水                11份。

实施例4，这种储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，所述水性防腐底层涂料的原料组成按重量份配比如下：

丙烯酸乳液       27份；

水               29份；

铁钛粉           6份；

碳酸钙粉         4份；

沉淀硫酸钡粉     5份；

滑石粉           11份；

防闪锈剂         0.6份；

防沉降剂         0.6份；

分散剂           1份；

润湿剂           0.3份；

消泡剂           0.3份；

增稠流平剂       0.3份；

成膜助剂         0.3份；

所述水性隔热中间层涂料的原料组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；

分散剂           0.2份；

润湿剂           0.2份；

消泡剂           0.4份；

增稠流平剂       0.3份；

成膜助剂         0.2份；

所述水性降温面层涂料的原料组成按重量份配比如下：

丙烯酸乳液        30份；

钛白粉            20份；

滑石粉            2份；

空心玻璃微珠      9份；

远红外陶瓷粉      4份；

分散剂            0.2份；

润湿剂            0.2份；

消泡剂            1.1份；

增稠流平剂        0.3份；

成膜助剂          0.09份；

水                9份。

上述实施例1～4中，所述丙烯酸乳液均可为单组分水性纯丙烯酸乳液，其固含量为45～48%，粘度为1～6 Pa.s，pH值为7.5～9.5，最低成膜温度23℃。

所述铁钛粉可为600目白色粉末，其P205含量不小于12%，吸油量不大于22%，密度为2.8~ 3.5 g/cm³, 于水悬浮液中的pH值7～10。

所述防闪锈剂为无色液体，其pH值为8～9，密度为1.5 g/cm³；防沉降剂为白色粉末，其pH值为9～11。

所述碳酸钙粉、沉淀硫酸钡粉和滑石粉均为商业化的600目白色粉末。

所述空心玻璃微珠的粒径均为2～85 μm，真空密度为0.40 g/cm³，抗压强度为28～33 MPa；

所述远红外陶瓷粉可为能集中发射波长为8～15μm的远红外线，并且其法向光谱比辐射率达到85%以上的纳米粉体；

所述钛白粉可为用氯化法制得的金红石型钛白粉，二氧化钛含量不小于91%，吸油值17 g/100 g，于水悬浮液中的pH值7.5～9.5。

所述分散剂均可为聚丙烯酸钠盐水溶液，其固含量为45%；润湿剂均为烷基酚聚氧乙烯醚，其固含量为100%；消泡剂均为矿物油系列混合物，固含量为100%；成膜助剂均为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯；流平剂均为非离子型疏水改性聚氨酯流平剂，其固含量为30%。

这种储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料的制备方法，分别制备水性防腐底层涂料、水性隔热中间层涂料和水性降温面层涂料；

所述水性防腐底层涂料的制备方法有如下步骤：

步骤一，将液体进料槽中按配方量称取的丙烯酸乳液、分散剂、润湿剂、防闪锈剂和消泡剂，通过真空泵入制浆罐中，用配方量中50～80%的水分次清洗液体进料槽后，通过真空泵人制浆罐中，开动制浆罐分散盘马达，将转速调至200转∕分钟，于搅拌过程中将称量好的铁钛粉、碳酸钙粉、沉淀硫酸钡粉、滑石粉和防沉降剂依次通过真空泵入制浆罐中，将分散盘转速调至1000转∕分钟，高速搅拌分散20分钟；

步骤二，将制得的悬浮液通过真空泵入砂磨罐中砂膜分散，调节砂磨罐变频器，将其分散盘转速调至1000转∕分钟，高速砂膜分散15分钟；

步骤三，将砂磨后的悬浮液通过真空泵入调漆罐中，开动调漆罐搅拌分散叶片的马达，于固定转速20转∕分钟下，加入成膜助剂和增稠流平剂，搅拌5分钟.，用余量的水调节涂料粘度在300~400 Pa.s后，过800目筛、分装；

所述水性隔热中间层涂料的制备方法有如下步骤：

步骤一，将液体进料槽中按配方量称取的丙烯酸乳液、分散剂、润湿剂和消泡剂通过真空泵入制浆罐，用配方量中50～80%的水分次清洗液体进料槽后，通过真空泵入制浆罐中，开动制浆罐分散盘马达，将转速调至200转∕分钟，于搅拌过程中将称量好的空心玻璃微珠通过真空泵入制浆罐中，调节制浆罐分散盘转速至100转/分钟，搅拌分散60分钟；

步骤二，将制得的悬浮液通过真空泵入调漆罐中，于固定转速20转/分钟下加入成膜助剂、增稠流平剂，加入余量水调节涂料粘度在300~400 Pa.s后，过800目筛、分装；

 所述水性降温面层涂料的制备方法有如下步骤：

步骤一，将液体进料槽中按配方量称取的丙烯酸乳液、分散剂、润湿剂和消泡剂，通过真空泵入制浆罐，用配方量中50～80%的水分次清洗液体进料槽后，通过真空泵入制浆罐中，开动制浆罐分散盘马达，将转速调至300转∕分钟，于搅拌分散过程中，将按配方称量好的钛白粉和滑石粉通过真空泵入制浆罐中；用配方量中1～5%的水分散远红外陶瓷粉，再将分散好的远红外陶瓷粉悬浮液泵入制浆罐中，调节制浆罐分散盘转速至1000转∕分钟，高速搅拌30分钟；

步骤二，将制得的悬浮液通过真空泵入砂磨罐中砂磨分散，调节砂磨罐转速至500转∕分钟，砂磨分散30分钟；

步骤三，将砂磨后的悬浮液通过真空泵入调漆罐中，在固定转速20转∕分钟下，通过调漆罐上部的进料口加入配方量的空心玻璃微珠，搅拌分散20分钟，从进料口加入成膜助剂和增稠流平剂，加入余量水调节涂料粘度至300~400 Pa.s后，过800目筛、分装。

本发明的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料性能测试样品的制备如下：

采用喷涂的方法，将储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料的防腐底漆、隔热中间漆和降温面漆涂敷到3数块儿4cm×4 cm铝合金板（测试反射率）、2块儿17 cm×17 cm碳钢板（测试室内降温性能）、12块儿15 cm×7 cm的碳钢板上（测试耐酸碱盐性能），再用线棒涂布器将底漆、中间漆和面漆涂覆到3块儿15 cm×7 cm的纤维石棉板（测试耐玷污性）和3块儿42.5×15 cm纤维石棉板上涂覆上（测试耐洗刷性）。在标准条件下养护7天后，按照相关国家或行业标准测定涂料的光学、热学和理化性能。所有样板上防腐底漆、隔热中间漆和降温面漆的厚度分别为100 μm、 100μm和100 μm。

1、储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料性能测试如下：

储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料太阳热反射和红外辐射性能用配有积分球（150 mm diameter, Labsphere RSA-PE-19）的紫外-可见光-近红外分光光度计（(Perkin Elmer Lambda 950)测定本发明所涉及的防腐降温多功能涂料在整个太阳热光谱范围（250-2500 nm）的反射率曲线，通过积分可求得其太阳热反射比。不同批次三个样品的反射率曲线及太阳热反射比见图1。

图1清楚地表明，不同生产批次的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，其太阳热反射曲线重复性极好，在实验误差范围内，可以认为这三条曲线完全重合。三次测量结果所得反射率的平均值为0.89，其物理意义是，当太阳热辐射到涂层表面时，89%的热量被直接反射掉。就我们所了解到的情况而言，迄今为止，文献报道的商业化降温涂料，其整个太阳热范围（250-2500 nm）内的反射比大都低于0.85。有些降温涂料制造商或许会声称其产品的反射率大于90%，而不给出测量的波段范围。需知，太阳热反射比与常说的反射率或反射系数有区别，后者仅指可见光波段（400-700 nm)。这完全是宣传的需要，有主观故意误导之嫌，用户应该谨慎。事实上，在可见光范围内，本发明防腐降温涂料的反射率高达95%，而这正是降温涂料在整个太阳热光谱范围内的理论最高极限值。

按照ASTM E434-10和中华人民共和国建工标准 JG/T235-2008标准，采用稳态量热计法测定储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料的红外发生率，其数值为0.87，物理意义：被吸收的部分太阳热，其中的87%以红外的形式发射到周围环境。

2、储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料的室内动态降温性能测试如下：

    以涂覆银粉漆的碳钢样板作参比，用自行搭建的降温涂料降温性能在线连续检测装置测试储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料的室内动态降温性能，其结果如图2所。图2表明，本发明实施例的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料具有很好的降温性能，当银粉漆样板照射面温度为120 ℃时，涂层背面降温效果达到38 ℃。

由于不同基材具有不同的本征太阳热反射比，降温涂料的相对降温性能具有强烈的参比样品材料依赖性。为了进一步说明该储罐及槽车用水性防腐降温多功能降温涂料的降温性能，将此涂料和国内某商业化的同种涂料分别涂敷于两块纤维水泥石棉板上，干燥成膜后放置于降温性能在线连续检测装置中，在同步升温过程中进行降温性能对比，其结果如图3所示。需要特别指出的是，为了排除使用方法不当带来的实验误差，所述商业化防腐降温涂料的涂敷量及工艺完全遵照其使用说明书进行。

由图3可以看出，在同步连续升温过程中，无论是涂层表面还是样板背面，本发明实施例的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料均具有更好的散热降温效果，而且，随着温度的升高，其降温优势更加明显。

3、储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料的理化性能如下：

按照钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范附录A.7-热反射隔热防腐涂料的要求，参照其它国家及行业相关标准，测定储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料的理化性能，其性能如表1。

表1表明，本发明实施例的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，其涂膜具有优异的耐洗刷性、耐玷污性和耐候性。换言之，该涂料的长期防腐降温性能很好。由表1也可以看出本发明实施例的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料还具有很好的耐酸碱盐等化学介质腐蚀性。

Claims (9)

1.一种储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，其特征在于：由水性防腐底层涂料、水性隔热中间层涂料和水性降温面层涂料组成；

所述水性防腐底层涂料是以丙烯酸乳液为成膜基料，以铁钛粉为防锈颜填料，以碳酸钙粉、沉淀硫酸钡粉和滑石粉为体质填料，并辅以助剂和水配制而成；

所述水性隔热中间层涂料是以丙烯酸乳液为成膜基料，以空心玻璃微珠为隔热填料，并辅以助剂和水配制而成；

所述水性降温面层涂料是以丙烯酸乳液为成膜基料，以钛白粉、滑石粉、空心玻璃微珠和远红外陶瓷粉为降温颜填料，并辅以助剂和水配制而成；

所述水性防腐底层涂料的原料组成按重量份配比如下：

丙烯酸乳液       25～35份；

水               25～32份；

铁钛粉           5～8份；

碳酸钙粉         3～7份；

沉淀硫酸钡粉     4～6份；

滑石粉           10～12份；

防闪锈剂         0.4～1.2份；

防沉降剂         0.5～0.8份；

分散剂           1～2份；

润湿剂           0.2～0.6份；

消泡剂           0.2～0.6份；

增稠流平剂       0.2～0.6份；

成膜助剂         0.2～0.6份；

所述水性隔热中间层涂料的原料组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；

分散剂           0.1～0.5份；

润湿剂           0.1～0.5份；

消泡剂           0.2～0.8份；

增稠流平剂       0.2～0.6份；

成膜助剂         0.1～0.5份；

所述水性降温面层涂料的原料组成按重量份配比如下：

丙烯酸乳液        20～60份；

钛白粉            10～40份；

滑石粉            1～4份；

空心玻璃微珠      6～18份；

远红外陶瓷粉      3～7份；

分散剂            0.1～0.5份；

润湿剂            0.1～0.4份；

消泡剂            0.7～1.8份；

增稠流平剂        0.06～0.6份；

成膜助剂          0.05～0.2份；

水                7～15份。

2.根据权利要求1所述的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，其特征在于：所述丙烯酸乳液均为单组分水性纯丙烯酸乳液，其固含量为45～48%，粘度为1～6 Pa.s，pH值为7.5～9.5，最低成膜温度23℃。

3.根据权利要求1所述的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，其特征在于：所述铁钛粉为600目白色粉末，其P205含量不小于12%，吸油量不大于22%，密度为2.8~ 3.5 g/cm³, 于水悬浮液中的pH值7～10。

4.根据权利要求1所述的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，其特征在于：所述防闪锈剂为无色液体，其pH值为8～9，密度为1.5 g/cm³；防沉降剂为白色粉末，其pH值为9～11。

5.根据权利要求1所述的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，其特征在于：所述碳酸钙粉、沉淀硫酸钡粉和滑石粉均为商业化的600目白色粉末。

6.根据权利要求1所述的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，其特征在于：所述空心玻璃微珠的粒径均为2～85 μm，真空密度为0.40 g/cm³，抗压强度为28～33 MPa；

所述远红外陶瓷粉为能集中发射波长为8～15μm的远红外线，并且其法向光谱比辐射率达到85%以上的纳米粉体。

7.根据权利要求1所述的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，其特征在于：所述钛白粉为用氯化法制得的金红石型钛白粉，二氧化钛含量不小于91%，吸油值17 g/100 g，于水悬浮液中的pH值7.5～9.5。

8.根据权利要求1所述的储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料，其特征在于：所述分散剂均为聚丙烯酸钠盐水溶液，其固含量为45%；润湿剂均为烷基酚聚氧乙烯醚，其固含量为100%；消泡剂均为矿物油系列混合物，固含量为100%；成膜助剂均为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯；流平剂均为非离子型疏水改性聚氨酯流平剂，其固含量为30%。

9.一种如权利要求1～8任意一项所述储罐及槽车用水性防腐降温多功能涂料的制备方法，其特征在于：分别制备水性防腐底层涂料、水性隔热中间层涂料和水性降温面层涂料；

所述水性防腐底层涂料的制备方法有如下步骤：

步骤一，将液体进料槽中按配方量称取的丙烯酸乳液、分散剂、润湿剂、防闪锈剂和消泡剂，通过真空泵入制浆罐中，用配方量中50～80%的水分次清洗液体进料槽后，通过真空泵人制浆罐中，于搅拌过程中将称量好的铁钛粉、碳酸钙粉、沉淀硫酸钡粉、滑石粉和防沉降剂依次通过真空泵入制浆罐中，搅拌均匀；

步骤二，将制得的悬浮液通过真空泵入砂磨罐中砂磨分散；

步骤三，将砂磨后的悬浮液通过真空泵入调漆罐中，加入成膜助剂和增稠流平剂，用余量的水调节涂料粘度后过筛、分装；

所述水性隔热中间层涂料的制备方法有如下步骤：

步骤一，将液体进料槽中按配方量称取的丙烯酸乳液、分散剂、润湿剂和消泡剂通过真空泵入制浆罐，用配方量中50～80%的水分次清洗液体进料槽后，通过真空泵入制浆罐中，于搅拌过程中将称量好的空心玻璃微珠通过真空泵入制浆罐中，搅拌均匀；

步骤二，将制得的悬浮液通过真空泵入调漆罐中，于固定转速下加入成膜助剂、增稠流平剂，加入余量水调节涂料粘度后过筛、分装；

所述水性降温面层涂料的制备方法有如下步骤：

步骤一，将液体进料槽中按配方量称取的丙烯酸乳液、分散剂、润湿剂和消泡剂，通过真空泵入制浆罐，用配方量中50～80%的水分次清洗液体进料槽后，通过真空泵入制浆罐中，于搅拌分散过程中，将按配方称量好的钛白粉和滑石粉通过真空泵入制浆罐中，搅拌均匀；用配方量中1～5%的水分散远红外陶瓷粉，再将分散好的远红外陶瓷粉悬浮液泵入制浆罐中，搅拌均匀；

步骤二，将制得的悬浮液通过真空泵入砂磨罐中砂磨分散；

步骤三，将砂磨后的悬浮液通过真空泵入调漆罐中，在固定转速下，通过调漆罐上部的进料口加入配方量的空心玻璃微珠，搅拌分散均匀后，从进料口加入成膜助剂和增稠流平剂，加入余量水调节涂料粘度后过筛、分装。