石油化工油罐用水性节能隔热保温涂料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于涂料领域，尤其涉及隔热保温涂料。
【背景技术】
[0002] 地球每时每刻都要受到太阳的照射，太阳每秒大约有1765 X IO17J能量达到地球， 巨大的能量给人类生存和生活提供了必要条件。但太阳的强烈辐射，给人们的生活带来不 便。在炎热夏季中午，照射到地表太阳福射能可高达约l〇〇〇w/m 2。石化企业中的原油及成 品油储罐、轻质液体化工产品储罐受太阳辐射热，会持续集聚能量，导致储罐的表面和内部 快速升温。夏天中午照射到一个5000m 3拱顶罐罐顶的太阳辐射能可高达400kW，增加了原 油及油品的蒸发损耗，日积月累，损耗量很大，同时带来安全生产隐患和环境污染。为了降 低储罐温度，夏季往往采用喷淋降温的办法，由于喷淋，导致储罐表面腐蚀，不但影响美观， 还大大缩短了原防腐涂层的使用寿命，更加剧了局部对太阳光照的吸收，造成局部升温。此 外，喷淋水还会造成水、电资源的浪费。
[0003] 为了降低油品蒸发损耗，确保安全生产、节约能源，利用涂料隔热保温成为减少储 罐受太阳辐射热的重要措施。近几年国内许多单位开发研宄太阳热反射。目前国内储罐隔 热保温涂料研宄很多，但隔热保温效果各异，良莠不齐。专利CN1045271公布了一种隔热保 温涂料的制备工艺，选用硅酸盐增强纤维，经过精选、粉碎、化学处理等步骤。但该发明制备 工艺复杂，隔热反射效果不理想。专利CN1106051公布一种隔热保温涂料及其制备方法，采 用陶棉、海泡石、石棉等材料为骨料，但该发明存在问题是涂层较厚（3. 8_)，反射效果差。 专利CN1995250公布了一种耐高温隔热保温涂料及其制备方法，该专利采用有机溶剂作分 散介质，存在对环境污染的环保问题。专利CN101205432公布了隔热保温涂料及其制备方 法，采用过硅酸铝纤维、海泡石等原料，不足之处隔热保温效果有限。专利CN102093788公 布了一种工业隔热保温涂料制备方法，缺陷是组分较多，工艺复杂，质量控制不稳。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中涂料隔热保温性能的不足，提供一 种石油化工油罐用水性节能隔热保温涂料。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石油化工油罐用水性节能隔热 保温涂料，按重量份数计，配方为：中空陶瓷或空心玻璃微珠35~65份、改性聚合物乳液 40~80份、颜填料15~35份、助剂3~9份、水50~90份；所述的改性聚合物乳液为硅 溶胶与聚合物乳液的复配物。
[0006] 作为优选，所空心陶瓷、空心玻璃微珠粒径为20~140 μ m。
[0007] 进一步地，所述的硅溶胶与聚合物乳液的质量比为（15-30) :(45-75)，改性聚合 物乳液为两者在常温下搅拌混合均匀而得的复配物。
[0008] 进一步地，所述的聚合物乳液为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、纯丙乳液、环氧乳液、聚氨酯乳 液或硅丙乳液中的一种。
[0009] 作为优选，所述的醋酸乙烯共聚物乳液是由乙烯/醋酸乙烯单体共聚而成，其固 含量35-65%，常温下黏度为48000-52000mPa. s，平均粒径0. 2-1. Ομπι;醋酸乙烯均聚物 乳液是由醋酸乙烯单体均聚而成，固含量45-60 %，常温下黏度为28000-32000mPa. s，平均 粒径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/乙烯单体 共聚而成，固含量40-65%，常温下黏度为8000-12000mPa. s，平均粒径0. 2-0. 7μπι;醋丙 乳液是由醋酸乙烯和丙烯酸丁酯为主要功能单体共聚而成，固含量45-60%，常温下黏度 为48000-52000mPa. s，平均粒径0. 4-3. 0 μπι ;苯丙乳液是由苯乙烯和丙烯酸酯单体经乳液 共聚而得，固含量40-58%，常温下黏度为8000-12000mPa. s，平均粒径0. 1-1. 5μπι;纯丙 乳液是由多种丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲醋、丙烯酸酯类以及功能性助剂多元聚， 通过优化工艺共聚而成的乳液，固含量30-68%，常温下黏度为18000-22000mPa. s，平均 粒径0. 3-1. 0 μπι;环氧乳液是以环氧树脂为主成分，其固含量为55-60%，常温下黏度为 28000-32000mPa. s，平均粒径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，调节成一定浓度的水分散液，成为水溶性聚氨酯，其固含量20-53%，常 温下黏度为8000-12000mPa. s，平均粒径0. 1-1. 0 μ m ;硅丙乳液是将含有不饱和键的有机 硅单体与丙烯酸类单体加入合适的助剂，通过核壳包覆聚合工艺聚合而成的乳液，其固含 量为 35-50%，常温下黏度为 12000-1600011^3.8，平均粒径0.3-2.0 4111。
[0010] 进一步地，所述的颜填料包括钛白粉（金红石型和锐钛型）、陶瓷微球、立德粉、氧 化锌和云母粉。
[0011] 进一步地，所述的助剂包括水性分散剂、水性消泡剂、水性成膜剂、水性流平剂、水 性流平剂和水性增稠剂。其中，助剂中的水性分散剂、水性消泡剂、水性成膜助剂、水性流平 剂和水性增稠剂的比例为（2-4) : (0. 3-0. 5) : (2-4) : (0. 3-0. 5) : (0. 5-1. 5);
[0012] 上述水性分散剂为磷酸盐、硅酸盐、聚丙烯酸盐类或聚异丁烯顺丁烯二酸盐类，优 选为磷酸盐中的六偏磷酸钠、美国大祥公司生产的SN-5040或英国诺彻特N0RCHTY分散剂 WD100 ；
[0013] 上述水性消泡剂为磷酸酯类消泡剂、矿物油类消泡剂或有机硅类消泡剂中的一 种，具体为BYK-Chemie公司生产的BYK系列、FoamStar AlO系列、含娃类FoamStar A30系 列、非硅非油聚合物类FoamStar MF系列或英国诺彻特N0RCHTY消泡剂AX250中的一种；
[0014] 上述水性成膜助剂为乙二醇、丙二醇、己二醇、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚、丙二醇乙 醚、甲基苄醇、一缩乙二醇、乙二醇丁醚醋酸酯或江苏润泰化学有限公司的十二碳醇酯中的 一种；
[0015] 上述水性流平剂为丙烯酸共聚物、有机硅或氟碳表面活性剂中的一种，如英国诺 彻特 N0RCHTYFL330 ;
[0016] 上述水性增稠剂具体为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 的一种。
[0017] 上述的石油化工油罐用水性节能隔热保温涂料的制备方法，步骤如下：
[0018] (1)在700-1200转/分钟搅拌条件下，在水中依次加入助剂中的市售水性分散剂、 2/3重量份的市售水性消泡剂、市售水性成膜助剂、市售水性流平剂和市售水性增稠剂、功 能性填料，搅拌40-70min得均匀的混合溶液；
[0019] (2)在300-500转/分钟搅拌条件下，向上述混合溶液中依次加入改性聚合物乳 液、填料；在搅拌过程中，滴加剩余1/3重量份的消泡剂，搅拌30-60min。
[0020] (3)过滤、灌装。
[0021] 本发明与同类涂料产品相比，具有以下优势：
[0022] 1)涂层薄，反射隔热效果好，节能效果显著：本发明专利涂料一般在0. 3mm即能达 到良好的隔热效果。现有隔热保温涂料采用普通无机原料，如硅酸盐，珍珠岩等，普遍存在 导热系数偏高，涂层较厚，隔热保温效果差。本发明采用空心玻化微珠或中空陶瓷的复配， 由于微观结构的特殊性，导热系数小，隔热保温效果好。
[0023] 2)绿色环保：本产品采用的中空陶瓷、、玻化微珠、改性复合乳液等材料构成的水 性涂料无污染，无放射性，不伤害人体，不腐蚀罐体，属于绿色环保型产品。
[0024] 3)综合性能优良：现有隔热保温涂料采用无机粘结剂，或普通树脂，存在问题是 涂料易开裂，老化性能不理想。本发明采用改性的聚合物乳液，既保证保温隔热的效果，又 提高了涂料的附着力，耐水性、柔韧性、耐老化等综合能力，克服现有技术中隔热保温涂料 综合性能的不足
[0025] 4)产品安全可靠：产品采用无机材料，阻燃，即使发生火灾，涂料不会产生有毒有 害气体，不增加罐顶的额外负荷，安全性能高。
[0026] 5)施工简洁：施工简单快捷，无论是何种材质的储油罐，一般只需要简单打磨除 锈后，可用喷枪或手工涂抹，避免包裹式隔热保温带来的脱落及受潮腐蚀的困扰，及无接缝 避免广生热桥。
[0027] 6)成本低：与其它类型的隔热保温材料相比，采用本发明的涂料，其涂抹厚度仅 为其他同类产品厚度的薄1/30到1/50, 一般在0. 3-1_。使用本发明的产品，成本大大降 低。
[0028] 本发明的有益效果是，本发明采用中空玻璃微珠、中空陶瓷等无机原料为骨料，选 择水性聚合物树脂为粘合剂，软化水为介质，添加其它助剂，经过物理与化学混合加工工艺 而成。本产品外观为白色或灰白色黏稠膏状物，干燥后成膜光洁。在大多数洁净、干燥的表 面使用，都具有很好的粘接强度。环保性：不含有害的有机挥发物，产品无毒，为水溶性。在 生产和使用中不会产生有害的废弃物和气体。
【具体实施方式】
[0029] 现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0030] 实施例1
[0031] a.按照配方：空心玻璃微珠40份，改性娃丙乳液45份（娃溶胶与娃丙乳液的质 量比为20:60)，陶瓷微球18份，二氧化钛7份，助剂4份，水60份。称取物料。在高速搅 拌（700-1200转/分钟）下，在水中加入分散剂、消泡剂和成膜剂等助剂，其中，助剂中的市 售水性分散剂国诺彻特NORCHTY分散剂WDKKK2/3重量份的市售水性消泡剂英国诺彻特 NORCHTY消泡剂AX250、市售水性成膜助剂江苏润泰化学有限公司的十二碳醇酯、市售水性 流平剂英国诺彻特N0RCHTYFL330和市售水性增稠剂Aqualon公司的Natrosol 250的比例 为（2-4) : (0· 3-0. 5) : (2-4) : (0· 3-0. 5) : (0· 5-1. 5);加入空心玻璃微珠，搅拌 40-70 分钟。
[0032] b.在低速搅拌（300-500转/分钟）下，依次加入纯丙乳液、陶瓷微球及二氧化钛。 在搅拌过程中，滴加剩余消泡剂。搅拌30-60分钟。
[0033] c.过滤、灌装。
[0034] 实施例2
[0035] a.按照配方：中空陶瓷45份，改性纯丙乳液55份（硅溶胶与纯丙乳液的质量比 为20:65)，陶瓷微球19份，二氧化钛6份，助剂5份，水65份。称取物料。在高速搅拌 (700-1200转/分钟）下，在水中加入分散剂、消泡剂和成膜剂等助剂，