石油设备用水性金属防腐绝热涂料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子材料
技术领域：
，具体涉及一种石油设备用水性金属防腐绝热涂料及其制备方法。
背景技术：
：随着科学技术与社会生产的快速发展，能源和环境已成为全社会日益瞩目的两大问题，为了节能和环保提出了更高的要求。近年来，生产厂房以及临时建筑性建筑所采用金属材料越来越多，特别是对于某些石油化工储罐、管道和露天的反应釜。高温也会带来生产事故隐患及过多的能源浪费。因此，在炎热的夏季需要采用空调或淋水的方式来降温。耗费了大量的能源。基于此，应用于金属基材的水性金属防腐绝热涂料应运而生。水性金属防腐绝热涂料不仅能够减少能源浪费，同时还能凭借其优越的防腐性能防止金属的过早腐蚀破坏从而延长金属材料的使用寿命及保证金属设备的安全运转。目前的水性金属防腐绝热涂料，存在隔热效果差，近红外线反射比数值低，涂料附着力差，容易返锈防腐性能差等技术问题。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种石油设备用水性金属防腐绝热涂料及其制备方法，解决以往涂料存在隔热效果差，近红外线反射比数值低，涂料附着力差，容易返锈防腐性能差的技术问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：第一方面：一种石油设备用水性金属防腐绝热涂料，其特征是，按质量份计包括a:浆料组份:树脂15-20份助溶剂5-10份第一份ph值调节剂0.3-1份催干剂0.2-0.6份分散剂0.6-2.0份第一份消泡剂0.01-0.1份防沉剂0.1-0.2份装饰颜料15-20份近红外反射隔热材料5-12份防锈颜料3—10份b:调漆组份:浆料45-75份丙烯酸乳液15-40份无机复合气凝胶5-15份成膜助剂1-3份第二份ph值调节剂0.3-1份第二份消泡剂0.1-0.4份基材润湿剂0.1-0.4份防闪锈剂0.3-1.0份耐盐雾助剂0.2-0.6份杀菌剂0.1-0.3份聚氨酯流平改性剂0.2-0.5份。进一步的，两份消泡剂均采用空气化学炔二醇104e消泡剂。进一步的，所述杀菌剂采用硫酸铝、醋酸苄酯、rs杀菌剂、甲基异噻唑啉酮中的一种或几种组合物。进一步的，所述树脂为水性丙烯酸改性环氧酯、水性丙烯酸乳液中的一种或两种复合。进一步的，两份ph值调节剂均为n-n二甲基乙醇胺、二氨基-2甲基-1-丙醇中的一种或几种的复合。进一步的，所述成膜助剂为2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚的一种或几种的复合。进一步的，所述助溶剂为乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚中的一种或二种的复合。进一步的，所述消防锈颜料为三聚磷酸铝、改性磷酸锌中的一种或两种的复合。进一步的，所述红外反射隔热材料为无机复合气凝胶、经过粒径处理的二氧化钛中的一种或二种材料的复合。第二方面：一种石油设备用水性金属防腐绝热涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤s01，按照质量份数配比称取涂料的原料：a:浆料组份:树脂15-20份，助溶剂5-10份，第一份ph值调节剂0.3-1份,催干剂0.2-0.6份,分散剂0.6-2.0份,第一份消泡剂0.01-0.1份,防沉剂0.1-0.2份,装饰颜料15-20份,近红外反射隔热材料5-12份,防锈颜料3—10份；步骤s02，按照配方量依次在分散釜中投入树脂、助溶剂、第一份ph值调节剂、催干剂、分散剂、消泡剂、防沉剂、装饰颜料、近红外反射隔热材料、防锈颜料，在800-1200r/min分散25-35min形成均匀浆料，浆料进入研磨机或高速振荡机研磨；步骤s03，按照质量份数配比称取涂料的原料：调漆组份:浆料45-75份,丙烯酸乳液15-40份,无机复合凝胶5-15份,成膜助剂1-3份,第二份ph值调节剂0.3-1份,第二份消泡剂0.1-0.4份,基材润湿剂0.1-0.4份,防闪锈剂0.3-1.0份，耐盐雾助剂0.2-0.6份,杀菌剂0.1-0.3份，聚氨酯流平改性剂0.2-0.5份；步骤s04，依配方量依次在调漆釜中加入第二步分散的浆料，在搅拌的情况下加入丙烯酸乳液、无机复合凝胶、成膜肋剂、第二份ph值调节剂、消泡剂、基材润湿剂、防闪锈剂、耐盐雾助剂、杀菌剂、聚氨酯流平改性剂；在500-1000r/min分散15-20min后静置20-24h后灭菌，灌装入桶即得石油设备用水性金属防腐绝热涂料。本发明的有益效果是：1、原料易得，符合gb/t25261-2108及hg/t5182-2017的标准要求，工艺简单，成本低，配方新颖科学，耐候性优异，不褪色，耐污性佳，不开裂，硬度高，附着力强，防腐性能优异。2、比较低的导热系数：无机复合凝胶，一是多孔结构的无机复合材料，该产品分子结构的孔径尺寸低于常压下空气分子平均自由程，因此材料中分子空隙中空气分子近似静此(空气不流动)，使用了该材料石油设备用水性金属防腐绝热涂料涂覆在金属表面，能有效阻止金属表面层与外界的空气对流从而阻止对流传热，二是该材料有着极低的体积密度及网格结构的弯曲路径，能阻止气态和固态的热传导，三是该材料无数的孔隙壁可以使热辐射降至最低，基于这三个方面，一种石油设备用水性金属防腐绝热涂料涂覆在金属表面的涂料层几乎阻断了热传递的所有途径，使其有比较低的导热系数。3、石油设备用水性金属防腐绝热涂料要有优秀的太阳能反射比及半球发射率，很高的隔热温差及极低的导热系数，反射隔热功能性材料的选择及用量非常关键。本发明除选用特殊功能性材料-无机复合气凝胶，并同时选择美国亨斯迈公司生产的经过特殊粒经处理二氧化钛,产品不仅获得优秀的太阳光反射比及半球发射率，同时赋于涂膜优异的遮盖力和优异耐老化性及漆膜的鲜艳度。4、石油和化工原料储运罐、石油化工设备、输油管线等腐蚀，主要是大气腐蚀；这是因大气中的水分、氧气、沿海盐雾、化工气体等腐蚀性物质造成的腐蚀，以及紫外线引起的涂层老化破坏等。储罐底板和边缘板的腐蚀：储罐底板由于毛细作用，地下水上升，长期处于潮湿的环境，而且由于板低焊接，焊缝附件的防腐涂层遭到破坏，该处腐蚀格外严重，储罐底外部埋于地下，处于潮湿环境中，受到土壤中水分和多数生物腐蚀，因此，在这些表面的涂装有着严格的要求。本发明一种石油设备用水性金属防腐绝热涂料虽然是与水性环氧这富锌底漆配套施工，但性能要求也比较高，单一的成膜物质因其自身局限性不易满足用漆较全面性能要求，所有本发明选择两种水性树脂配以附着促进剂进行筛选，优势互补，以达到产品性能要求。5、涂料的防腐功能是由所选成膜物质与防锈颜料共同作战的结果，而防锈颜料的加入会对涂层起到明显的促进作用，可提高漆膜的致密性，增强涂层，机械性能，能有效阻止水分侵入提高耐水性和防腐性能。因此防锈颜料的选择是一个很重要的环节。因此本发明选择的防锈颜料为：三聚磷酸铝、改性磷酸锌。三聚磷酸铝在涂料中能够解离出三聚磷酸根离子，三聚磷酸根离子具有极强的捕捉金属离子的能力，能有效地封闭住金属离子形成或无机高分子错合体，钝化金属表面起到化学防锈的效果，同时金属离子的加入可以减少钝化所需的临界电流密度，提高基材基面的耐极化性，增加钝化膜的稳定性，对钢铁以及轻金属等的腐蚀具有极强的抑制作用，然后它再慢慢分解为致密的正磷酸皮膜，隔绝水分，氧化等金属接触，起到隔绝防锈的效果。因此它具有化学防蚀和隔绝防锈的双重效果。改性磷酸锌其中所含游离的磷酸根离子形成钝化膜，与其他颜料离子交联形成络合物，起到保护作用，通过钼改性能提高它的水解能力，提高初期防锈效果。固本发明一种石油设备用水性金属防腐绝热涂料制备采用改性磷酸锌与三聚磷酸铝及缓蚀剂组合协同作用，优于原有产品技术的防腐效果。附图说明图1是实施例1、实施例2、实施例3实施结果涂膜耐盐雾性能验证图：具体实施方式现在结合具体实施例对本发明作进一步的说明。实施例一一种石油设备用水性金属防腐绝热涂料，按质量份计包括a:浆料组份:树脂15份；助溶剂5份；对树脂起活化作用，增加树脂与丙烯酸树脂的相溶性，提高涂膜的防腐性能；第一份ph值调节剂0.3份；催干剂0.2份，为涂料提供快速、均衡的初始干性和良好的透干性能中，提高涂膜的颜色的稳定性、光泽、涂膜硬度和抗水性；分散剂0.6份，分散颜、填料及功能性材料，增加涂料体系的稳定性及展色性，分散剂选用带有锚固基团的高分子共聚物；第一份消泡剂0.01份，消除在制漆过程中产生的机械泡及微泡，使漆膜具有更优越的装饰效果和防腐性能；防沉剂0.1份，阻止颜料及功能性粉料的沉降，提高体系的贮存稳定性；装饰颜料15份；近红外反射隔热材料5份，有效降底涂膜的近红外线反射比及半球发射率；防锈颜料3份；b:调漆组份:浆料45份丙烯酸乳液15份，涂料的成膜物质，增加漆膜理化性能；无机复合凝胶5份，降底涂膜的导热系数；成膜助剂1份，溶胀丙烯酸乳液的微径粒，提高涂膜成膜效果；第二份ph值调节剂0.3份第二份消泡剂0.1份基材润湿剂0.1份，增加成品漆对底材的润湿作用，增加漆膜对底材的附着力；防闪锈剂0.3份，防止漆膜在干燥过程中漆膜出现闪锈现象；耐盐雾助剂0.2份，提高漆膜的耐盐雾性能，增加漆膜的防腐性能；杀菌剂0.1份，防止成品漆在使用之前，腐坏变质，增加成品漆贮存稳定性；聚氨酯流平改性剂0.2份，改善成品漆流动流平性，提高成品漆的施工性能。本实施例中，两份消泡剂采用空气化学炔二醇104e消泡剂。本实施例中，所述杀菌剂采用硫酸铝、醋酸苄酯、rs杀菌剂、甲基异噻唑啉酮中的一种或几种组合物。本实施例中，所述树脂为水性丙烯酸改性环氧酯、水性丙烯酸乳液中的一种或两种复合。本实施例中，两份ph值调节剂均为n-n二甲基乙醇胺、二氨基-2甲基-1-丙醇中的一种或几种的复合。本实施例中，所述成膜助剂为2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇单异丁酸酯、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚的一种或几种的复合。本实施例中，所述助溶剂为乙二醇丁醚、二丙二醇甲醚中的一种或二种的复合。本实施例中，所述消防锈颜料为三聚磷酸铝、改性磷酸锌中的一种或两种的复合。本实施例中，所述红外反射隔热材料为无机复合气凝胶、经过粒径处理的二氧化钛中的一种或二种材料的复合。本实施例石油设备用水性金属防腐绝热涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤s01，按照质量份数配比称取涂料的原料：a:浆料组份:树脂15份，助溶剂5份，第一份ph值调节剂0.3份,催干剂0.2份,分散剂0.6份,第一份消泡剂0.01份,防沉剂0.1份,装饰颜料15份,近红外反射隔热材料5份,防锈颜料3份；防锈颜料选用改性磷酸锌和三聚磷酸铝，改性磷酸锌和三聚磷酸铝按照2:1进行配比复合。步骤s02，按照配方量依次在分散釜中投入树脂、助溶剂、第一份ph值调节剂、催干剂、分散剂、第一份消泡剂、防沉剂、装饰颜料、近红外反射隔热材料、改性磷酸锌和三聚磷酸铝，在800-1200r/min分散25-35min形成均匀浆料，浆料进入研磨机或高速振荡机研磨；步骤s03，按照质量份数配比称取涂料的原料：调漆组份:取a浆料45份,丙烯酸乳液15份,无机复合凝胶5份,成膜助剂1份,第二份ph值调节剂0.3份,第二份消泡剂0.1份,基材润湿剂0.1份,防闪锈剂0.3份,耐盐雾助剂0.2份,杀菌剂0.1份.聚氨酯流平改性剂0.2份；步骤s04，依配方量依次在调漆釜中加入第二步分散的浆料，在搅拌的情况下加入丙烯酸乳液、无机复合凝胶、成膜肋剂、第二份ph值调节剂、第二份消泡剂、基材润湿剂、防闪锈剂、耐盐雾助剂、杀菌剂、聚氨酯流平改性剂；在500-1000r/min分散15-20min后静置20-24h后灭菌，灌装入桶即得石油设备用水性金属防腐绝热涂料。实施例二一种石油设备用水性金属防腐绝热涂料，按质量份计包括a:浆料组份:树脂18份助溶剂7份第一份ph值调节剂0.5份催干剂0.4份分散剂1.2份第一份消泡剂0.02份防沉剂0.12份装饰颜料17.5份近红外反射隔热材料7.5份防锈颜料6份b:调漆组份:浆料58份丙烯酸乳液32.5份无机复合凝胶8份成膜助剂2.5份第二份ph值调节剂0.5份第二份消泡剂0.25份基材润湿剂0.3份防闪锈剂0.6份耐盐雾助剂0.4份杀菌剂0.2份聚氨酯流平改性剂0.3份。本实施例石油设备用水性金属防腐绝热涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤s01，按照质量份数配比称取涂料的原料：a:浆料组份:树脂18份，助溶剂7份，第一份ph值调节剂0.5份,催干剂0.4份,分散剂1.2份,第一份消泡剂0.02份,防沉剂0.12份,装饰颜料17.5份,近红外反射隔热材料7.5份,防锈颜料6份；防锈颜料选用改性磷酸锌和三聚磷酸铝，改性磷酸锌和三聚磷酸铝按照2:1进行配比复合。步骤s02，按照配方量依次在分散釜中投入树脂、助溶剂、第一份ph值调节剂、催干剂、分散剂、第一份消泡剂、防沉剂、装饰颜料、近红外反射隔热材料、防锈颜料，在800-1200r/min分散25-35min形成均匀浆料，浆料进入研磨机或高速振荡机研磨；步骤s03，按照质量份数配比称取涂料的原料：调漆组份:取a浆料58份,丙烯酸乳液32.5份,无机复合凝胶8份,成膜助剂2.3份,第二份ph值调节剂0.5份,第二份消泡剂0.25份,基材润湿剂0.3份,防闪锈剂0.6份,耐盐雾助剂0.4份,杀菌剂0.2份.聚氨酯流平改性剂0.3份；步骤s04，依配方量依次在调漆釜中加入第二步分散的浆料，在搅拌的情况下加入丙烯酸乳液、无机复合凝胶、成膜肋剂、第二份ph值调节剂、第二份消泡剂、基材润湿剂、防闪锈剂、耐盐雾助剂、杀菌剂、聚氨酯流平改性剂；在500-1000r/min分散15-20min后静置20-24h后灭菌，灌装入桶即得石油设备用水性金属防腐绝热涂料。实施例三一种石油设备用水性金属防腐绝热涂料，按质量份计包括a:浆料组份:树脂20份助溶剂10份第一份ph值调节剂1份催干剂0.6份分散剂2份第一份消泡剂0.1份防沉剂0.2份装饰颜料20份近红外反射隔热材料12份防锈颜料10份b:调漆组份:浆料75份丙烯酸乳液40份无机复合凝胶15份成膜助剂3份第二份ph值调节剂1份第二份消泡剂0.4份基材润湿剂0.4份防闪锈剂1.0份耐盐雾助剂0.6份杀菌剂0.3份聚氨酯流平改性剂0.5份。本实施例石油设备用水性金属防腐绝热涂料的制备方法，包括以下步骤：步骤s01，按照质量份数配比称取涂料的原料：a:浆料组份:树脂20份，助溶剂10份，第一份ph值调节剂1份,催干剂0.6份,分散剂2份,第一份消泡剂0.1份,防沉剂0.2份,装饰颜料20份,近红外反射隔热材料12份,防锈颜料10份；防锈颜料选用改性磷酸锌和三聚磷酸铝，改性磷酸锌和三聚磷酸铝按照2:1进行配比复合。步骤s02，按照配方量依次在分散釜中投入树脂、助溶剂、第一份ph值调节剂、催干剂、分散剂、第一份消泡剂、防沉剂、装饰颜料、近红外反射隔热材料、防锈颜料，在800-1200r/min分散25-35min形成均匀浆料，浆料进入研磨机或高速振荡机研磨；步骤s03，按照质量份数配比称取涂料的原料：调漆组份:取a浆料75份,丙烯酸乳液40份,无机复合凝胶15份,成膜助剂3份,第二份ph值调节剂1份,第二份消泡剂0.4份,基材润湿剂0.4份,防闪锈剂1份,耐盐雾助剂0.6份,杀菌剂0.3份.聚氨酯流平改性剂0.5份；步骤s04，依配方量依次在调漆釜中加入第二步分散的浆料，在搅拌的情况下加入丙烯酸乳液、无机复合凝胶、成膜肋剂、第二份ph值调节剂、第二份消泡剂、基材润湿剂、防闪锈剂、耐盐雾助剂、杀菌剂、聚氨酯流平改性剂；在500-1000r/min分散15-20min后静置20-24h后灭菌，灌装入桶即得石油设备用水性金属防腐绝热涂料。实施例1、实施例2、实施例3实施结果涂膜耐化学及物理性能验证：、表一项目实施例1实施例2实施例3耐盐雾性/h196296220耐水性/h729672耐酸性/h729672耐油性/h729672耐碱性/h729672附着力/级111柔韧性/mm111耐冲击性/cm505050耐热性172240172如图1所示；实施例1、实施例2、实施例3实施结果涂膜耐盐雾性能验证：实施例1、实施例2、实施例3实施结果热效性能验证：表三实施案例二耐盐雾性能最好，盐雾测试296h无起起泡、生锈、耐热性312无异常，耐水性、耐酸性、耐油性、耐碱性、附着力情况良好。近红外线反射比0.85，隔热温差14℃、当量导热系数0.035.测试条件环境温度25℃，相对湿度50％-60％，能满足标准要求，(50±2)℃热贮7d无异常，储存放置无问题，使用时用水调节施工粘度，使用方便、环保。以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。当前第1页12