CN111423792A - 防腐隔热保温纳米水性一体化涂料、涂层及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防腐隔热保温纳米水性一体化涂料、涂层及应用。所述防腐隔热保温纳米水性一体化涂料包括按照质量百分比计算的组分：5～30％水性纳米自交联耐高温树脂基体体系、10～40％中空微米填料、0.5～3％热辐射吸收的纳米功能填料、5～20％防锈颜填料、0.5～3％锈转化锈蚀抑制剂、20～40％水及0.5～3％助剂。本发明通过采用中空微米填料和热辐射纳米功能填料组合，得到有效隔热保温效果，把涂层热导率降到0.04w/m·k，采用具有高温下自交联功能的水性有机硅纳米乳液，耐高温到300℃隔热防护，本发明的涂层体系隔热保温耐热性能好、解决保温层下的基材锈蚀，是提高热能利用率、节约能源的有效途径。

Description

防腐隔热保温纳米水性一体化涂料、涂层及应用
技术领域
本发明涉及一种防腐涂料，特别涉及一种用于隔热保温和保温层下的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料及其制备方法，以及其形成的涂层体系与应用，属于表面防护材料技术领域。
背景技术
为了减少热介质和冷介质在管道或设备输送过程中的热量损失和冷量损失，通常需在管道，储罐设备外部用隔热材料包缠，对设备进行隔热保温的防护，减少热量的损失，提高能源的使用效率，而且使得外部的温度降低到人员的安全操作的范围。
解决保温层下的腐蚀问题是现在的保温技术最大的难题，在输油输气管道保温、食品加工保温储罐、电厂蒸汽保温的，现在是采用矿物岩棉、玻璃布、外包包覆铝板等。保温层下腐蚀，简称CUI，容易导致管道穿孔危害，甚至是安全事故。对于CUI的控制首先在实施保温项目时要对管道进行有效防腐，采取低表面处理，选择一些抵抗周围环境因素或者介质的耐高温，防腐涂料，而且是耐潮湿的防腐蚀涂料。关键是对于保温外护层处理特别重要，必须对保温层进行防水隔离处理，让外环境雨水和介质不得进入内保温层，才能做到防腐保温系统的实际使用年限和取得的设计效果。钢结构在“隔湿”保温层下所经历的腐蚀环境，可能是防护涂料行业内所遇到的最具腐蚀性的环境之一，传统上没有专门针对这种类型的防腐蚀设计。20世纪70年代世界能源危机的爆发促进了保温技术的推广应用，采用厚岩棉，或者玻璃毡布，外加铁皮包覆，在取得显著的保温节能效果同时，在保温层下的凝露也诱发更多CUI事故的发生。
在工业设备及管道绝热工程中，依据《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》GB 50184—1993要求，保温厚度大于100mm，保冷厚度大于80mm时应分层施工，往往设计要求保温厚度小于100mm、保冷厚度小于80mm，也需分层施工，保温层一般用岩棉、玻璃纤维布、聚氨脂泡沫等材料，还需要外包镀锌铁皮和铝皮。这样的工程施工需要很多人工，人工成本非常的高。这些的保温绝热材料都具有多孔结构，容易吸湿。材料吸湿受潮后，其导热系数增大。当含湿率大于5％-10％时，导热系数明显增加，多孔中有了水分或水蒸气后，水分子的运动将起主要传热作用，而水的导热系数比空气的导热系数大20倍左右，因此使得导热系数的明显升高。而且湿气进入金属基材和保温层的间隙出形成凝露层，而造成钢铁基材的加速腐蚀，成为保温层下的腐蚀难题。传统材料无法阻止热的流动，当有温差时，热量就会不断向温度低的一方传递，为达保温效果只有增加厚度。传统材料中大量的开放式的空气泡易受到潮气的浸入，则大大的降低隔热效果。传统隔热材料，其湿度增加1.5％，其隔热功能会相对降低35％，传统材料防火性能差，安全隐患多，施工工艺繁琐。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种防腐隔热保温纳米水性一体化涂料及其制备方法，以克服现有技术的不足。
本发明的另一目的在于提供一种防腐隔热保温纳米水性一体化涂层及其应用。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种防腐隔热保温纳米水性一体化涂料，其包含按照质量百分比计算的如下组分：5～30％水性纳米自交联耐高温树脂基体体系、10～40％中空微米填料、0.5～3％热辐射吸收的纳米功能填料、5～20％防锈颜填料、0.5～3％锈转化锈蚀抑制剂、20～40％水以及0.5～3％助剂。
本发明实施例还提供了由前述防腐隔热保温纳米水性一体化涂料形成的涂层，所述涂层的热导率小于0.045w/m·k。
本发明实施例还提供了由前述防腐隔热保温纳米水性一体化涂料形成的涂层的制备方法，其包括：采用无气喷涂、刮涂或滚涂的方式，将所述防腐隔热保温纳米水性一体化涂料直接涂覆于金属基材表面，获得所述涂层。
进一步地，所述制备方法还包括：在所述涂层表面喷涂水性聚氨酯或者水性丙烯酸，从而在涂层表面形成保护层。
本发明实施例还提供了前述防腐隔热保温纳米水性一体化涂料或涂层于金属基材表面防腐隔热保温领域中的用途。
例如，本发明实施例还提供了一种基材表面防腐隔热保温方法，其包括：
采用无气喷涂、刮涂或滚涂的方式，将前述的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料直接涂覆于金属基材表面，形成涂层。
进一步地，所述方法还包括：在所述涂层表面喷涂水性聚氨酯或者水性丙烯酸，从而在涂层表面形成保护层。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：
1)本发明提供的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料用于输送和存储热介质的管道，容器和储罐的外表面防护，适用于防护的温度到300℃。本发明通过采用中空微米填料隔热和热辐射纳米功能填料的组合，得到有效的隔热保温效果，把所获涂层的热导率降到0.04w/m·k，涂层中含有防锈颜料和腐蚀抑制剂使得在停机或者设备的间歇性或温度循环操作保护钢基材不会被锈蚀；
2)本发明的防腐隔热保温纳米水性一体化涂层表面可以覆盖水性丙烯酸或者水性聚氨酯面漆赋予光滑的装饰性表面和形成阻隔湿气入侵的保护层，相互协同形成一个完整的隔热保温防腐体系。这一完整的功能性涂层体系和保护的管道，储罐和容器的表面无缝隙，代替传统的岩棉和镀锌铁皮包覆的保温系统，解决下保温层下凝露带来的腐蚀问题，不需要拆开维修检查和重新进行保温层的包覆。由于这种新型的水性纳米隔热保温材料具有安全、环保、附着力强、防水、耐腐蚀、弹性好、使用寿命长、施工方便和不需要拆开检修等特性，适用于对现在的保温隔热防腐技术的升级换代，同时扩大了微纳米材料在保温隔热技术材料的应用领域。纳米尺度材料比传统的二氧化钛反射净红外线高出几百倍甚至上千倍，所以保温隔热效果大大优于传统材料；
3)本发明提供的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料具有锈转化和锈蚀抑制的功能，在管道、储罐和容器设备进行翻新重涂的项目上，具有把表面的铁锈转化成有机铁化合物的钝化膜层的效果，膜层具有封闭性，密实和附着力牢固。维修保养项目的表面处理上工效高，施工成本低，对那些不易操作进行打磨的表面更具有独特的优点。
具体实施方式
针对目前传统的岩棉和镀锌铁皮包覆的保温系统下凝露带来的保温层下的腐蚀问题等诸多不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其是提供一款单组份水性含纳米的高聚物表面防护材料，可直接施工在钢铁或其它金属基材的表面，提供隔热保温防腐一体化的功能。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例的一个方面提供的一种防腐隔热保温纳米水性一体化涂料，其包含按照质量百分比计算的如下组分：5～30％水性纳米自交联耐高温树脂基体体系、10～40％中空微米填料、0.5～3％热辐射吸收的纳米功能填料、5～20％防锈颜填料、0.5～3％锈转化锈蚀抑制剂、20～40％水以及0.5～3％助剂。
在一些实施方案中，所述水性纳米自交联耐高温树脂基体体系可以是水性有机硅高聚物、水性聚酯改性有机硅、水性环氧改性有机硅和水性无机硅酸盐体系等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
在一些实施方案中，所述中空微米填料包括空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠、闭孔膨胀珍珠岩等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步地，所述中空微米填料可以是空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠、闭孔膨胀珍珠岩等空心材料中的一种或多种的组合，使用颗粒范围为100-1600目，粒径在5-200微米。
进一步地，所述防腐隔热保温纳米水性一体化涂料的粒径为5～200μm。
在一些实施方案中，所述热辐射吸收的纳米功能填料包括纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米三氧化钨等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
进一步地，所述热辐射吸收的纳米功能填料的粒径为5～100nm。
在一些实施方案中，所述锈转化锈蚀抑制剂为单宁酸，或称鞣酸，但不限于此。
进一步地，所述单宁酸的重均分子量为1000～3000。
在一些实施方案中，所述防锈颜填料可以是三聚磷酸铝、三聚磷酸锌铝、磷酸锌、亚硝酸钠、云母粉、重晶石、硅灰石、煅烧高岭土等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。
在一些实施方案中，所述助剂包括消泡剂、分散剂(例如可以是DISPERBYK-190)、润湿剂、流平剂、增塑剂、防结皮剂、触变剂(例如可以是羟乙基纤维素醚(HEC))、增稠剂(例如可以是气相二氧化硅)等中的任意两种以上的组合，但不限于此。
本发明实施例的另一个方面还提供了前述防腐隔热保温纳米水性一体化涂料的制备方法，其包括：将水性纳米自交联耐高温树脂基体体系、中空微米填料、热辐射吸收的纳米功能填料、防锈颜填料、锈转化锈蚀抑制剂、水以及助剂等各组分按照质量配比进行均匀混合，获得所述涂料。
本发明的涂料适用于输送和存储热介质的管道，容器和储罐的外表面防护，适用于防护的温度到300℃，通过采用微米中空填料隔热和纳米二氧化钛热辐射技术的组合，得到有效的隔热保温效果，把该涂层的热导率降到0.04w/m·k，涂层中含有防锈颜料和锈转化锈蚀抑制剂使得在停机或者设备的间歇性或温度循环操作保护钢基材不会被锈蚀。
本发明实施例的另一个方面还提供了由前述防腐隔热保温纳米水性一体化涂料形成的涂层，所述涂层的热导率小于0.045w/m·k。
进一步地，所述涂层的厚度为3～15mm，优选为3～10mm。
进一步地，所述涂层表面还设置有保护层，所述保护层由水性丙烯酸或者水性聚氨酯形成。该涂层表面可以覆盖水性丙烯酸或者水性聚氨酯面漆赋予光滑的装饰性表面和形成阻隔湿气入侵的保护层，相互协同形成一个完整的隔热保温防腐体系。这一完整的功能性涂层体系代替传统的岩棉和镀锌铁皮包覆的保温系统，解决下保温层下凝露带来的腐蚀问题，不需要拆开维修检查和重新进行保温层的包覆。由于这种新型的水性纳米隔热保温材料具有安全、环保、附着力强、防水、耐腐蚀、弹性好、使用寿命长、施工方便和不需要拆开检修等特性，适用于对现在的保温隔热防腐技术的升级换代，同时扩大了微纳米材料在保温隔热技术材料的应用领域。
本发明的单组分水性涂层体系具有保护钢铁基材不被锈蚀，具有耐温和隔热保温功能，耐300℃的温度，可持续的在300℃下应用，施工的喷涂可以一次到1000微米厚，热导率<0.045w/m·k。
本发明实施例的另一个方面还提供了由前述的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料形成的涂层的制备方法，其包括：采用无气喷涂、刮涂或滚涂的方式，将所述防腐隔热保温水性纳米一体化涂料直接涂覆于金属基材表面，获得所述涂层。
进一步地，所述制备方法还包括：在所述涂层表面喷涂水性聚氨酯或者水性丙烯酸，从而在涂层表面形成保护层。
本发明实施例的另一个方面还提供了前述防腐隔热保温纳米水性一体化涂料或涂层于金属基材表面防腐隔热保温领域中的用途。
进一步地，所述金属基材包括钢铁，但不限于此。
进一步地，所述金属基材包括输送和存储热介质的管道、容器或储罐等，但不限于此。
本发明实施例的另一个方面还提供了一种基材表面防腐隔热保温方法，其包括：
采用无气喷涂、刮涂或滚涂的方式，将前述的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料直接喷涂于金属基材表面，形成涂层。
进一步地，所述方法还包括：在所述涂层表面喷涂水性聚氨酯或者水性丙烯酸，从而在涂层表面形成保护层。
一步地，所述金属基材包括钢铁，但不限于此。
进一步地，所述金属基材包括输送和存储热介质的管道、容器或储罐等，但不限于此。
本发明的涂层采用无气喷涂直接喷到金属的表面，达到需要的厚度，根据需要降低温度的区间，确定需要的厚度，一般为3-10mm。外层可以复涂市场通用的水性聚氨酯，或者水性丙烯酸的涂层，相互协同形成一个完整的隔热保温防腐体系。这一完整的功能性涂层体系，和保护的管道，储罐和容器的表面无缝隙，解决了采用传统的岩棉和镀锌铁皮包覆的保温系统下凝露带来的保温层下的腐蚀问题，不需要拆开维修检查和重新进行保温层的包覆。由于这种新型的水性纳米隔热保温材料具有安全、环保、附着力强、防水、耐腐蚀、弹性好、使用寿命长、施工方便和不需要拆开检修等特性，适用于对现在的保温隔热防腐技术的升级换代，同时扩大了微纳米材料在保温隔热技术材料的应用领域。纳米尺度材料比传统的二氧化钛反射净红外线高出几百倍甚至上千倍，所以保温隔热效果大大优于传统材料。
藉由上述技术方案，本发明通过采用中空微米填料隔热和热辐射纳米功能填料的组合，得到有效的隔热保温效果，把涂层的热导率降到0.04w/m·k，采用了具有高温下自交联功能的水性有机硅纳米乳液，耐高温到300℃隔热防护，而且是单组分体系为涂装提高了施工操作性，涂层中含有防锈颜料护钢基材不会被锈蚀，还含有锈转化剂把钢铁氧化物的铁锈转化成有机铁化合物，也适用于维修保养项目，集防腐隔热保温功能为一体。本发明的涂层表面可以覆盖水性丙烯酸或者水性聚氨酯面漆赋予光滑的装饰性表面和形成阻隔湿气入侵的保护层，相互协同形成一个完整的隔热保温防腐体系，直接涂敷在管道，储罐和容器的表面，解决了传统的岩棉或玻璃纤维毡外包镀锌铁皮的保温方法带领的保温层下的腐蚀问题。工业设备与管道的保温采用本发明的涂层防护，可显著降低生产能耗和成本，改善环境，操作安全，而且不存在保温层下凝露腐蚀的问题，免去拆开保温层检查腐蚀的年检，降低了维护成本。本发明的涂层体系隔热保温热性能好、对基材提供防腐蚀保护，使用周期寿命长，是提高热能利用率、节约能源的有效途径。
综上所述，工业设备与管道的保温采用本发明的涂层防护，可显著降低生产能耗和成本，改善环境，操作安全，而且不存在保温层下凝露腐蚀的问题，解决每年拆开保温层检查腐蚀的问题，降低了维护成本。本发明的涂层体系隔热保温热性能好、对基材提供防腐蚀保护，使用周期寿命长，是提高热能利用率、节约能源的有效途径，石油管道、大型发电厂对这类保温隔热材料有巨大的需求。
进一步地，本发明的隔热保温涂层的适合应用的领域包括：
工艺生产过程要求隔热的设备和管道(含管件、阀门等)；
为减少设备和管道的热量或冷量损失；
为防止设备和管道的外壁结露；
为防止高温设备和管道散热对周围环境的影响；
设备、管道及其附件的外表温度超过80℃并需要经常操作维护，和与人员接触存在烫伤的风险。
以下结合若干实施例对本发明的技术方案作进一步的解释说明，但本发明并不局限于此。但是，应当理解，在本发明范围内，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
下面实施例中所述的试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
将去离子水、有机硅聚酯树脂乳液、气相二氧化硅、羟乙基纤维素醚(HEC)、分散剂DISPERBYK-190、中空陶瓷微珠、硅灰石、三聚磷酸锌铝、单宁酸、纳米二氧化钛等各组分均匀混合，获得防腐隔热保温纳米水性一体化涂料，其中，各组分用量比例如表1所示。
实施例2
将去离子水、有机硅聚酯树脂乳液、气相二氧化硅、羟乙基纤维素醚(HEC)、分散剂DISPERBYK-190、中空陶瓷微珠、硅灰石、三聚磷酸锌铝、单宁酸、纳米二氧化钛等各组分均匀混合，获得防腐隔热保温纳米水性一体化涂料，其中，各组分用量比例如表1所示。
实施例3
将去离子水、有机硅聚酯树脂乳液、气相二氧化硅、羟乙基纤维素醚(HEC)、分散剂DISPERBYK-190、中空陶瓷微珠、硅灰石、三聚磷酸锌铝、单宁酸、纳米二氧化钛等各组分均匀混合，获得防腐隔热保温纳米水性一体化涂料，其中，各组分用量比例如表1所示。
实施例4
本实施例中提供的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料，其包含按照质量百分比计算的如下组分(总计100)：5％水性聚酯改性有机硅树脂基体体系、40％空心玻璃微珠、3％纳米氧化锌、20％三聚磷酸铝、3％单宁酸、28.5％水、0.2％气相二氧化硅、0.2％羟乙基纤维素醚(HEC)以及0.1％DISPERBYK-190。
所述防腐隔热保温纳米水性一体化涂料的制备方法包括：将上述配比的水性聚酯改性有机硅树脂基体体系、空心玻璃微珠、纳米氧化锌、三聚磷酸铝、单宁酸、水、气相二氧化硅、羟乙基纤维素醚(HEC)以及DISPERBYK-190均匀混合，获得防腐隔热保温水性纳米一体化涂料。
实施例5
本实施例中提供的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料，其包含按照质量百分比计算的如下组分(总计100)：30％水性环氧改性有机硅树脂基体体系、10％闭孔膨胀珍珠岩、3％纳米三氧化钨、20％亚硝酸钠、3％单宁酸、29％水、0.5％气相二氧化硅、1.0％羟乙基纤维素醚(HEC)以及1.5％DISPERBYK-190。
所述防腐隔热保温纳米水性一体化涂料的制备方法包括：将上述配比的水性环氧改性有机硅树脂基体体系、闭孔膨胀珍珠岩、纳米三氧化钨、亚硝酸钠、单宁酸、水、气相二氧化硅、羟乙基纤维素醚(HEC)以及DISPERBYK-190均匀混合，获得防腐隔热保温纳米水性一体化涂料。
实施例6
本实施例中提供的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料，其包含按照质量百分比计算的如下组分(总计100)：30％水性无机硅酸盐体系、40％空心陶瓷微珠、3％纳米二氧化钛、3％云母粉、1％重晶石、1％煅烧高岭土、0.5％单宁酸、20％水、0.5％气相二氧化硅、0.5％羟乙基纤维素醚(HEC)以及0.5％DISPERBYK-190。
所述防腐隔热保温纳米水性一体化涂料的制备方法包括：将上述配比的水性无机硅酸盐体系、空心陶瓷微珠、纳米二氧化钛、云母粉、重晶石、煅烧高岭土、单宁酸、水、气相二氧化硅、羟乙基纤维素醚(HEC)以及DISPERBYK-190均匀混合，获得防腐隔热保温纳米水性一体化涂料。
实施例7
采用无气喷涂、刮涂或滚涂的方式，将实施例1所获防腐隔热保温纳米水性一体化涂料直接喷涂于金属基材表面，获得所述涂层。在所述涂层表面喷涂水性聚氨酯或者水性丙烯酸，从而在涂层表面形成保护层。
本发明的涂层采用无气喷涂直接喷到金属的表面，达到需要的厚度，根据需要降低温度的区间，确定需要的厚度，一般为3-10mm。外层可以复涂市场通用的水性聚氨酯，或者水性丙烯酸的涂层，相互协同形成一个完整的隔热保温防腐体系。这一完整的功能性涂层体系，和保护的管道，储罐和容器的表面无缝隙，解决了采用传统的岩棉和镀锌铁皮包覆的保温系统下凝露带来的保温层下的腐蚀问题，不需要拆开维修检查和重新进行保温层的包覆。由于这种新型的水性纳米隔热保温材料具有安全、环保、附着力强、防水、耐腐蚀、弹性好、使用寿命长、施工方便和不需要拆开检修等特性，适用于对现在的保温隔热防腐技术的升级换代，同时扩大了微纳米材料在保温隔热技术材料的应用领域。纳米尺度材料比传统的二氧化钛反射净红外线高出几百倍甚至上千倍，所以保温隔热效果大大优于传统材料。
对照例1
将去离子水、有机硅聚酯树脂乳液、气相二氧化硅、羟乙基纤维素醚(HEC)、分散剂DISPERBYK-190、中空陶瓷微珠、硅灰石、三聚磷酸锌铝等各组分均匀混合，获得涂料，其中，各组分用量比例如表1所示。
对照例2
将去离子水、有机硅聚酯树脂乳液、气相二氧化硅、羟乙基纤维素醚(HEC)、分散剂DISPERBYK-190、中空陶瓷微珠、硅灰石、纳米二氧化钛等各组分均匀混合，获得涂料，其中，各组分用量比例如表1所示。
对照例3
将去离子水、有机硅聚酯树脂乳液、气相二氧化硅、羟乙基纤维素醚(HEC)、分散剂DISPERBYK-190、硅灰石、三聚磷酸锌铝、纳米二氧化钛等各组分均匀混合，获得涂料，其中，各组分用量比例如表1所示。
表1实施例1-3、对照例1-3中各组分的用量比例
Figure BDA0002512621290000091
Figure BDA0002512621290000101
本案发明人还对以上实施例1-3、对照例1-3中所获涂料进行了隔热效果的测试，结果如表2所示：
隔热效果的测试：将涂料刮涂在20×10×0.3cm的铁板上，只覆盖一半的面积，做成样板。养护干燥24小时后，置于平面加热板上，用热点偶同时测量铁板表面，和涂层表面的温度，在升温过程中，在每50℃停止15分钟，等温度计示数稳定时候，记录此时温度。涂层的厚度的设计从3mm到10mm，测试涂层表面的温度对比铁板的温度，得到不同涂层的隔热效果。
以隔热涂层为5mm的实例，铁基材隔热效果为：
表2实施例1-3、对照例1-3中所获涂料隔热效果测试结果
实施例1 实施例2 实施例3 对照例1 对照例2 对照例3
铁板温度℃ 250 250 250 250 250 250
涂层表面温度℃ 70 76 78 150 120 200
导热系数是描述材料导热能力的一个物理量，为材料的固有特性。GB/T10295-2009和ISO8301:1991描述了绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法。采用热流法，将制备好的样片厚度1mm，面积不超过400平方毫米，放入DRL-III导热系数测试仪，加压到一定压力；开始加热，当温度达到设定温度时，热面温度保持恒定，冷面温度会随着热面温度升高而升高直至达到一种恒定稳定状态；此时会输出热阻数值，按下面的公式计算出导热系数。
Figure BDA0002512621290000111
△T：流入面与流出面温差单位：℃
本案发明人还对由以上实施例1-3、对照例1-3中所获涂料形成的涂层进行了导热系数测试，结果如表3所示：
表3实施例1-3、对照例1-3中所获涂层的导热系数测试结果
实施例1 实施例2 实施例3 对照例1 对照例2 对照例3
导热系数w/m.K 0.04 0.041 0.045 0.26 0.18 1.1
本案发明人还按照GB/T1771-2009色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定，把本发明的实施例1-3、和对照例1-3所获涂料喷涂到150x100x2mm的喷沙钢板上，控制实施的膜厚得到5mm的干膜，在其上复涂70mm的聚氨酯面漆。样板没有采用划痕，对不同的实施例也进行了防腐蚀的性能测试，在钢铁表面的隔热保温防腐一体防护涂层体系，测得到的耐中性盐雾的小时，其结果如表4所示：
表4实施例1-3、对照例1-3中所获涂层的耐中性盐雾测试结果
实施例1 实施例2 实施例3 对照例1 对照例2 对照例3
中性盐雾小时 1800 1800 1700 1700 800 1800
本案发明人还针对实施例4-7所获防腐隔热保温纳米水性一体化涂料及形成的涂层的各方面性能也进行了测试，其测试结果与实施例1-3制备的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料及涂层基本一致。
本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。
在本发明案中标题及章节的使用不意味着限制本发明；每一章节可应用于本发明的任何方面、实施例或特征。
在本发明案通篇中，在将组合物描述为具有、包含或包括特定组份之处或者在将过程描述为具有、包含或包括特定过程步骤之处，预期本发明教示的组合物也基本上由所叙述组份组成或由所叙述组份组成，且本发明教示的过程也基本上由所叙述过程步骤组成或由所叙述过程步骤组组成。
除非另外具体陈述，否则术语“包含(include、includes、including)”、“具有(have、has或having)”的使用通常应理解为开放式的且不具限制性。
应理解，各步骤的次序或执行特定动作的次序并非十分重要，只要本发明教示保持可操作即可。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。

Claims (10)

1.一种防腐隔热保温纳米水性一体化涂料，其特征在于包含按照质量百分比计算的如下组分：5～30％水性纳米自交联耐高温树脂基体体系、10～40％中空微米填料、0.5～3％热辐射吸收的纳米功能填料、5～20％防锈颜填料、0.5～3％锈转化锈蚀抑制剂、20～40％水以及0.5～3％助剂。
2.根据权利要求1所述的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料，其特征在于：所述水性纳米自交联耐高温树脂基体体系包括水性有机硅高聚物、水性聚酯改性有机硅、水性环氧改性有机硅和水性无机硅酸盐体系中的任意一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料，其特征在于：所述中空微米填料包括空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠、闭孔膨胀珍珠岩中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述防腐隔热保温纳米水性一体化涂料的粒径为5～200μm。
4.根据权利要求1所述的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料，其特征在于：所述热辐射吸收的纳米功能填料包括纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米三氧化钨中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述热辐射吸收的纳米功能填料的粒径为5～100nm。
5.根据权利要求1所述的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料，其特征在于：所述防锈颜填料包括三聚磷酸铝、三聚磷酸锌铝、磷酸锌、亚硝酸钠、云母粉、重晶石、硅灰石、煅烧高岭土中的任意一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料，其特征在于：所述锈转化锈蚀抑制剂包括单宁酸，优选的，所述单宁酸的重均分子量为1000～3000；
和/或，所述助剂包括消泡剂、分散剂、润湿剂、流平剂、增塑剂、防结皮剂、触变剂、增稠剂中的任意两种以上的组合。
7.由权利要求1-6中任一项所述的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料形成的涂层，所述涂层的热导率小于0.045w/m·k；优选的，所述涂层的厚度为3～15mm，尤其优选为3～10mm；
优选的，所述涂层表面还设置有保护层，所述保护层由水性丙烯酸或者水性聚氨酯形成。
8.权利要求1-6中任一项所述的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料形成的涂层的施工方法，其特征在于包括：采用无气喷涂、刮涂或滚涂的方式，将所述防腐隔热保温纳米水性一体化涂料直接涂覆于金属基材表面，获得所述涂层；
优选的，所述制备方法还包括：在所述涂层表面喷涂水性聚氨酯或者水性丙烯酸，从而在涂层表面形成保护层。
9.权利要求1-6中任一项所述的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料或权利要求7所述的涂层于金属基材表面防腐隔热保温领域中的用途；优选的，所述金属基材包括钢铁；优选的，所述金属基材包括输送和存储热介质的管道、容器或储罐。
10.一种基材表面防腐隔热保温方法，其特征在于包括：
采用无气喷涂、刮涂或滚涂的方式，将权利要求1-6中任一项所述的防腐隔热保温纳米水性一体化涂料直接涂覆于金属基材表面，形成涂层；
优选的，所述方法还包括：在所述涂层表面喷涂水性聚氨酯或者水性丙烯酸，从而在涂层表面形成保护层；优选的，所述金属基材包括钢铁；优选的，所述金属基材包括输送和存储热介质的管道、容器或储罐。
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