CN113881301A - 一种室外用辐射制冷防腐涂料及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种室外用辐射制冷防腐涂料及其制备方法与应用。所述辐射制冷防腐涂料包括以下组分：辅料3~5重量份；基料35~45重量份；填料12~19重量份；空心微珠2~3重量份；溶剂35~45重量份；所述辅料包括防腐剂；所述防腐剂为道维希尔‑75和三聚磷酸铝的混合物；所述道维希尔‑75和三聚磷酸铝的质量比为0.2~0.5:0.15~0.4。所述辐射制冷防腐涂料，通过添加特定种类的防腐剂，可以使得所述的室外用辐射制冷防腐涂料具有良好的防腐蚀性能。

Description

一种室外用辐射制冷防腐涂料及其制备方法与应用
技术领域
本申请涉及一种室外用辐射制冷防腐涂料及其制备方法与应用，属于涂料技术领域。
背景技术
辐射制冷是指，通过向外界辐射能量以使温度较高的物体温度降低的方法。目前，辐射制冷技术是一种重要的无能耗的温度调节手段，使环境保护和能源利用两方面得到和谐的发展，将会给能源领域带来重大的变革。
大气中的温室气体增加阻挡了向外的辐射是全球变暖的主要因素。对大气光谱透过特性的分析表明，大气层对不同波长的电磁波有不同的透射率，其中最重要的一个透明波段是8~13微米，因为该波段和300K左右的物体的黑体辐射峰正好重合，地球辐射的主要部分是从该波段辐射到外太空的，因此该波段也称大气窗口。因此，如果能够增加地球在大气窗口中的辐射，将是有利于该表面降温。辐射制冷技术正是通过调控增加物体表面在大气比较透明的波段的发射率，从而实现降温的目的。
虽然辐射制冷涂料涂层已经广泛被应用，例如申请号为CN200710143635.7的专利中公开了一种辐射冷涂料的制备方法，但是现有的辐射冷涂料还存在长期使用导致基体表面生锈、开裂、脱落、表面硬度降低，从而毁坏受用体本身的问题。因此，特提供一种能使辐射制冷效果得到了保证，同时又不会影响、毁坏受用体本身的室外用辐射制冷防腐涂料。
发明内容
根据本申请的一个方面，提供一种室外用辐射制冷防腐涂料，通过添加特定防腐剂，可以使得所述的室外用辐射制冷防腐涂料具有良好的防腐蚀性能。
一种室外用辐射制冷防腐涂料，所述室外用辐射制冷防腐涂料包括以下组分：
辅料3~5重量份；
基料 35~45重量份；
填料12~19重量份；
空心微珠2~3重量份；
溶剂35~45重量份；
所述辅料包括防腐剂；
所述防腐剂为道维希尔-75和三聚磷酸铝的混合物；
所述道维希尔-75和三聚磷酸铝的质量比为0.2~0.5:0.15~0.4。
可选地，所述室外用辐射制冷防腐涂料由以下组分组成：
辅料3~5重量份；
基料 35~45重量份；
填料12~19重量份；
空心微珠2~3重量份；
溶剂35~45重量份；
所述辅料包括防腐剂；
所述防腐剂为道维希尔-75和三聚磷酸铝的混合物；
所述道维希尔-75和三聚磷酸铝的质量比为0.2~0.5:0.15~0.4。
可选地，所述室外用辐射制冷防腐涂料包括以下组分：
辅料3~4.5重量份；
基料 35~40重量份；
填料12~15重量份；
空心微珠2~3重量份；
溶剂35~45重量份；
所述辅料包括防腐剂；
所述防腐剂为道维希尔-75和三聚磷酸铝的混合物；
所述道维希尔-75和三聚磷酸铝的质量比为0.2~0.5:0.15~0.4。
所述室外用辐射制冷防腐涂料包括以下组分：
辅料3~4重量份；
基料 35~40重量份；
填料13~17重量份；
空心微珠2~3重量份；
溶剂38~45重量份；
所述辅料包括防腐剂；
所述防腐剂为道维希尔-75和三聚磷酸铝的混合物；
所述道维希尔-75和三聚磷酸铝的质量比为0.2~0.5:0.15~0.4。
可选地，所述防腐剂为道维希尔-75和三聚磷酸铝的混合物。
所述道维希尔-75和三聚磷酸铝的质量比为0.2~0.5:0.15~0.4。
可选地，所述道维希尔-75和三聚磷酸铝的质量比为0.2~0.3：0.15~0.4。
可选地，所述道维希尔-75和三聚磷酸铝的质量比为0.2~0.3：0.2~0.4。
可选地，所述道维希尔-75和三聚磷酸铝的质量比为0.3~0.4：0.15~0.4。
可选地，所述道维希尔-75和三聚磷酸铝的质量比为0.3~0.5：0.15~0.3。
可选地，所述道维希尔-75和三聚磷酸铝的质量比为0.2~0.25：0.2~0.4。
可选地，所述防腐剂的质量与所述辅料的总质量比为0.4~1:3~6。
可选地，所述防腐剂的质量与所述辅料的总质量比为0.4~0.8:3~6。
可选地，所述防腐剂的质量与所述辅料的总质量比为0.4~0.8:3~5。
可选地，所述辅料还包括增塑剂、表面活性剂、增稠剂、分散剂、消泡剂、流平剂中的至少一种；
可选地，所述增塑剂包括邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯中的至少一种；
所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、脂肪酸甘油酯、卵磷脂中的至少一种；
所述增稠剂包括羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠中的至少一种；
所述分散剂包括乙烯基双硬脂酰胺；
所述消泡剂包括聚二甲基硅氧烷；
所述流平剂包括MONENG-1074；
可选地，所述辅料中，所述增塑剂、表面活性剂、增稠剂、分散剂、消泡剂、流平剂、防腐剂质量比为0.3~1：0.3~1:0.3~1:0.3~1:0.3~1:0.3~1:0.3~1。
可选地，所述基料包括聚合物中的至少一种；
可选地，所述基料包括环氧改性丙烯酸树脂、有机硅单体与丙烯酸类单体共聚物、苯乙烯单体和丙烯酸酯单体共聚物中的至少一种；
可选地，所述填料包括金红石型二氧化钛、重钙、二氧化硅、片状云母粉中的至少一种；
可选地，所述金红石型二氧化钛、重钙、二氧化硅、片状云母粉的质量比为3~13:0.4~5:0.5~7:0.4~4；
可选地，所述空心微珠包括中空陶瓷微珠、中空玻璃微珠中的至少一种；
可选地，所述溶剂包括水。
根据本申请的一个方面，提供上述任一项所述的室外用辐射制冷防腐涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
取50~70%的溶剂与填料混合，研磨，加入基料、辅料、空心微珠和剩余的溶剂，搅拌，得到所述室外用辐射制冷防腐涂料。
可选地，所述研磨的转速为1500~1800r/min，研磨的时间为30~50 min。
可选地，所述搅拌的转速为600~800r/min，搅拌的时间为20~40 min。
根据本申请的一个方面，提供上述任一项所述的室外用辐射制冷防腐涂料或根据上述任一项所述的制备方法制备得到的室外用辐射制冷防腐涂料在物体表面降温或隔热中的应用。
可选地，所述物体的材质选自水泥、混凝土、瓷砖、金属中的任一种。
根据本申请的一个方面，提供一种物体表面降温/隔热涂层，所述物体表面降温/隔热涂层通过将室外用辐射制冷防腐涂料涂覆于物体表面得到；
所述室外用辐射制冷防腐涂料选自上述任一项所述的室外用辐射制冷防腐涂料或根据上述任一项所述的制备方法制备得到的室外用辐射制冷防腐涂料。
可选地，所述降温/隔热涂层的厚度为300~350um。
本申请能产生的有益效果包括：
（1）本申请所提供的室外用辐射制冷防腐涂料，通过添加特定种类的防腐剂，可以使得所述的室外用辐射制冷防腐涂料具有良好的防腐蚀性能。
（2）本申请所提供的室外用辐射制冷防腐涂料，通过防腐剂用量的优化，可以提高室外用辐射制冷防腐涂料的防腐蚀性能。
（3）本申请所提供的室外用辐射制冷防腐涂料，通过防腐剂与特定种类的基料进行协同作用，可以使得所述的室外用辐射制冷防腐涂料的防腐蚀性能得到提高，其中基料选择环氧改性丙烯酸树脂效果最佳。
（4）本申请所提供的室外用辐射制冷防腐涂料，通过将含有特定组分的填料（金红石二氧化钛、重钙、二氧化硅、片状云母粉）与基料、辅料、溶剂按一定比例混合制得一种室外用辐射制冷防腐涂料。涂刷在水泥、混凝土、瓷砖、金属外表面等基材表面，起到良好的降温/隔热作用，并且，因本涂料中加入环氧改性丙烯酸树脂和防腐剂，使涂层表面对各种腐蚀介质的耐受性大大增强，提高了提料的防腐性能。
附图说明
图1是实施例1和对比例1的辐射制冷涂层的防腐性能对比图，其中A为对比例1的涂层，B为实施例1的涂层。
图2是实施例1和实施例11的防腐性能对比图。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
如无特别说明，本申请的实施例中的原料均通过商业途径购买。
实施例1
室外用辐射制冷防腐涂料制备方法
(1)按重量计，用26Kg的蒸馏水和15Kg填料(填料为6.75Kg金红石型二氧化钛、0.75Kg重钙、6.75Kg二氧化硅、0.75Kg片状云母粉的混合物），在混合罐中进行混合；
(2)通过研磨机以1600r/min的转速进行研磨分散40min，制成色浆，
(3)加入35Kg环氧改性丙烯酸树脂（具体为美国翰森HEXION Epikote 828）、3.5Kg辅料、2.5Kg空心玻璃微珠、18Kg蒸馏水，投入调漆器中以700r/min的转速进行搅拌混合30mim；
其中，辅料为0.5Kg增塑剂（具体为邻苯二甲酸二甲酯）、0.5Kg表面活性剂（具体为十二烷基硫酸钠）、0.5Kg增稠剂（具体为羧甲基纤维素）、0.5Kg分散剂（具体为乙烯基双硬脂酰胺）、0.5Kg消泡剂（具体为聚二甲基硅氧烷）、0.5Kg流平剂（具体为MONENG-1074)和0.5Kg防腐剂（具体为0.3Kg道维希尔-75和0.2Kg三聚磷酸铝混合物）的混合物；
(4)混和后进入过滤器进行过滤；
(5)最后进入罐装机进行包装即得到成品。
实施例2
室外用辐射制冷防腐涂料制备方法
基本与实施例1相同，不同之处在于填料为：6Kg金红石型二氧化钛、1.5Kg重钙、6Kg二氧化硅、1.5Kg片状云母粉。
实施例3
室外用辐射制冷防腐涂料制备方法
基本与实施例1相同，不同之处在于填料为：4Kg金红石型二氧化钛、4Kg重钙、4Kg二氧化硅、3Kg片状云母粉。
实施例4
室外用辐射制冷防腐涂料制备方法
基本与实施例1相同，不同之处在于填料为：8Kg金红石型二氧化钛、1Kg重钙、4Kg二氧化硅、2Kg片状云母粉。
实施例5
室外用辐射制冷防腐涂料制备方法
基本与实施例1相同，不同之处在于填料为：10Kg金红石型二氧化钛、1Kg重钙、2Kg二氧化硅、2Kg片状云母粉。
实施例6
室外用辐射制冷防腐涂料制备方法
基本与实施例1相同，不同之处在于填料为：6Kg金红石型二氧化钛、3Kg重钙、3Kg二氧化硅、3Kg片状云母粉。
实施例7
室外用辐射制冷防腐涂料制备方法
基本与实施例1相同，不同之处在于填料为：12Kg金红石型二氧化钛、1Kg重钙、1Kg二氧化硅、1Kg片状云母粉。
实施例8
室外用辐射制冷防腐涂料制备方法
基本与实施例1相同，不同之处在于填料为：9Kg金红石型二氧化钛、2Kg重钙、2Kg二氧化硅、2Kg片状云母粉。
实施例9
室外用辐射制冷防腐涂料制备方法
（1）按重量计，用24Kg的蒸馏水和15Kg填料(填料为6.75Kg金红石型二氧化钛、0.75Kg重钙、6.75Kg二氧化硅、0.75Kg片状云母粉），在混合罐中进行混合；
(2)通过研磨机以1600r/min的转速进行研磨分散40min，制成色浆，
(3)加入39Kg环氧改性丙烯酸树脂（具体为美国翰森HEXION Epikote 828）、3.5Kg辅料、2.5Kg空心玻璃微珠、16Kg蒸馏水，投入调漆器中以700r/min的转速进行搅拌混合30mim；
其中，辅料的组成与实施例1相同；
(4)混和后进入过滤器进行过滤；
(5)最后进入罐装机进行包装即得到成品。
实施例10
室外用辐射制冷防腐涂料制备方法
（1）按重量计，用24Kg的蒸馏水和12Kg填料(填料为5.4Kg金红石型二氧化钛、0.6Kg重钙、5.4Kg二氧化硅、0.6Kg片状云母粉），在混合罐中进行混合；
(2)通过研磨机以1600r/min的转速进行研磨分散40min，制成色浆，
(3)加入40Kg环氧改性丙烯酸树脂（具体为美国翰森HEXION Epikote 828）、5Kg辅料、3Kg空心玻璃微珠、16Kg蒸馏水，投入调漆器中以700r/min的转速进行搅拌混合30mim；
其中，辅料为0.7Kg增塑剂（具体种类为邻苯二甲酸二甲酯）、0.7Kg表面活性剂（具体种类为十二烷基硫酸钠）、0.7Kg增稠剂（具体种类为羧甲基纤维素）、0.7Kg分散剂（具体种类为乙烯基双硬脂酰胺）、0.7Kg消泡剂（具体种类为聚二甲基硅氧烷）、0.7Kg流平剂（具体种类为MONENG-1074)和0.8Kg防腐剂（具体为0.45Kg道维希尔-75和0.35Kg三聚磷酸铝的混合物）的混合物；
(4)混和后进入过滤器进行过滤；
(5)最后进入罐装机进行包装即得到成品。
实施例11
室外用辐射制冷防腐涂料制备方法
与实施例1的制备方法基本相同，区别仅在于将环氧改性丙烯酸树脂换为苯乙烯单体和丙烯酸酯单体共聚物。
对比例1
室外用辐射制冷涂料制备方法
与实施例的制备方法基本相同，区别仅在于不添加防腐剂。
效果验证：
（1）降温效果测试
在国网重庆市电力公司500KV 玉屏变电站选取2个220kV智能控制柜小室作为测试对象，在2个220kV智能控制柜小室分别设置有一台制冷量1000W 空调的空调（空调温度设置为25℃），并且其中一台220kV智能控制柜小室将实施例1制备得到的室外用辐射制冷防腐涂料刷涂于其表面，厚度为320um（263#室），另外一台220kV智能控制柜小室未涂覆涂层（对照室），测试刷涂有本申请涂层和未刷涂层智能控制柜小室表面温度差、空调运行能耗差在2021年9月28日~2021年9月30日进行了3天的测试，结果如表1所示。与照室相比，263#室温度平均下降22℃，最高下降24.7℃，减少空调开启对应的平均节电率为58.77%，最大节电率73.44%。
表1 室外用辐射制冷防腐涂料降温数据统计
时间 天气 环境温度（℃） 263#室温度（℃） 对照智控柜温度（℃） 263#室与对照室温差（℃） 降温比（%） 263#室逐日耗电（KWH） 对照室逐日耗电（KWH） 逐日耗电差（KWH） 节电比（%）
9.28 小雨转多云 27.6 27.3 44 -16.7 37.95 0.17 0.29 0.12 41.38
9.29 晴 31.1 31.7 56.4 -24.7 43.79 0.34 1.28 0.94 73.44
9.30 晴 33 33 57.6 -24.6 42.71 0.67 1.74 1.07 61.49
（2）防腐效果测试
实施例1和对比例1的辐射制冷涂层的防腐性能对比如图1所示，其中A为对比例1的涂层，B为实施例1的涂层，厚度均为320um，基底均为低碳刚金属。结果表明，将两者在室外条件下放置12个月，与对比例1相比，实施例1的涂层由于加入了道维希尔-75和三聚磷酸铝，使涂料在长期使用后仍能具备良好的防腐性能，对基体有着良好的保护作用。
实施例1和实施例11的防腐性能对比如图2所示，其中左边为实施例11的涂层，右边为实施例1的涂层，厚度均为320um，基底均为混凝土。结果表明，将两者在同样的环境下放置6个月，实施例11模型顶部右侧有轻微脱落现象，相比而言，实施例1模型有更长效的防腐性能，表明，将道维希尔-75和三聚磷酸铝与环氧改性丙烯酸树脂具有更好的协同增效作用。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种室外用辐射制冷防腐涂料，其特征在于，所述室外用辐射制冷防腐涂料包括以下组分：
辅料 3~5重量份；
基料35~45重量份；
填料 12~19重量份；
空心微珠 2~3重量份；
溶剂35~45重量份；
所述辅料包括防腐剂；
所述防腐剂为道维希尔-75和三聚磷酸铝的混合物；
所述道维希尔-75和三聚磷酸铝的质量比为0.2~0.5:0.15~0.4。
2.根据权利要求1所述的室外用辐射制冷防腐涂料，其特征在于，所述防腐剂的质量与所述辅料的总质量比为0.4~1:3~6。
3.根据权利要求1所述的室外用辐射制冷防腐涂料，其特征在于，所述辅料还包括增塑剂、表面活性剂、增稠剂、分散剂、消泡剂、流平剂中的至少一种；
所述增塑剂包括邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯中的至少一种；
所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、脂肪酸甘油酯、卵磷脂中的至少一种；
所述增稠剂包括羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠中的至少一种；
所述分散剂包括乙烯基双硬脂酰胺；
所述消泡剂包括聚二甲基硅氧烷；
所述流平剂包括MONENG-1074。
4.根据权利要求1所述的室外用辐射制冷防腐涂料，其特征在于，所述基料包括环氧改性丙烯酸树脂、有机硅单体与丙烯酸类单体共聚物、苯乙烯单体和丙烯酸酯单体共聚物中的至少一种；
所述填料包括金红石型二氧化钛、重钙、二氧化硅、片状云母粉中的至少一种；
所述空心微珠包括中空陶瓷微珠、中空玻璃微珠中的至少一种；
所述溶剂包括水。
5.权利要求1~4任一项所述的室外用辐射制冷防腐涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
取50~70%的溶剂与填料混合，研磨，加入基料、辅料、空心微珠和剩余的溶剂，搅拌，得到所述室外用辐射制冷防腐涂料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述研磨的转速为1500~1800r/min，研磨的时间为30~50 min；
所述搅拌的转速为600~800r/min，搅拌的时间为20~40 min。
7.权利要求1~4任一项所述的室外用辐射制冷防腐涂料或根据权利要求5~6任一项所述的制备方法制备得到的室外用辐射制冷防腐涂料在物体表面降温或隔热中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述物体的材质选自水泥、混凝土、瓷砖、金属中的任一种。
9.一种物体表面降温/隔热涂层，其特征在于，所述物体表面降温/隔热涂层通过将室外用辐射制冷防腐涂料涂覆于物体表面得到；
所述辐射制冷防腐涂料选自权利要求1~4任一项所述的室外用辐射制冷防腐涂料或根据权利要求5~6任一项所述的制备方法制备得到的室外用辐射制冷防腐涂料。
10.根据权利要求9所述的降温/隔热涂层，其特征在于，所述降温/隔热涂层的厚度为300~350um。
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