一种水性反射隔热涂料及其制备方法技术

本发明专利技术属于涂料技术领域，公开了一种水性反射隔热涂料及其制备方法。涂料组分包括水性丙烯酸乳液、聚脲改性异氰酸酯预聚体、去离子水、金红石型钛白粉、稀土纳米隔热剂、功能性隔热填料、分散剂、消泡剂、PH调节剂、聚氨酯增稠剂剂、基材润湿剂、助溶剂。本发明专利技术制备的涂料，具有长效防腐性和耐久性，在海洋腐蚀环境下，涂层设计使用寿命可达到10

【技术实现步骤摘要】
一种水性反射隔热涂料及其制备方法


[0001]本专利技术属于涂料
，具体涉及一种水性反射隔热涂料及其制备方法。

技术介绍

[0002]针对我国石油战略储备的需要和经济发展对石油资源需求量的不断增大，我国近年来新建和已建了大量石油储罐。钢制石油储罐在夏季高温环境下吸收太阳光能量，罐体温度不断升高，外壁温度最高可以达到50～70℃。由于热传导的作用，导致储罐内部油品温度升高，从而加快油品挥发，不仅增加了能源的浪费和环境污染，还大大增加火灾危险。另一方面，随着我国加大对海洋矿产资源的勘查开发力度，鼓励发展商业石油储备和成品油储备，越来越多的油港码头和近海油库已成为输油工业不可缺少的重要环节。沿海区域腐蚀环境恶劣，会大大加速油罐腐蚀，给安全生产带来很多隐患。因此，做好储罐的隔热与防腐，减少油品挥发引起能源浪费、减少环境污染、消除安全隐患，以及延长储罐设备的长期安全运行，具有重要的意义。
[0003]目前对于轻质油罐的隔热降温主要采用涂装反射隔热涂料和喷淋水的方式，降温效果并不理想。不仅造成水资源的浪费，而且地下水中的杂质、沙土还会影响储罐外观效果，降低储罐外表面涂层太阳光反射比，达不到长效隔热降温效果。目前，石油储罐用反射隔热涂料产品以单组份凉凉胶为主，其隔热性、防腐性和耐老化性不理想。在工业大气腐蚀环境下，使用寿命为仅为5～8年。在海洋腐蚀环境下，涂层使用寿命会进一步缩短，已经远远不能满足石油储运系统长效、经济、安全的防腐等级要求。采用新型涂层材料，提高储罐防腐涂层在夏季高温环境下具有优异的隔热性能，及解决在海洋环境下长效耐腐蚀性和耐久性，成了当务之急。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种水性反射隔热涂料及其制备方法，解决目前石油储罐外壁用防腐涂层隔热性能不理想，耐化学腐蚀性和耐老化性差的问题，提供一种能够达到长效防腐15年以上并且具有优异的隔热降温效果的功能性重防腐涂料。
[0005]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的：一种水性反射隔热涂料，其特征在于：按重量份数计，该涂料包括以下组份：水性丙烯酸乳液30～40份，聚脲改性异氰酸酯预聚体10～15份，去离子水10～20份、金红石型钛白粉15～25份、稀土纳米隔热剂2.0～5.0份、功能性隔热填料15～25份、分散剂0.1～3.0份、消泡剂0.05～0.2份、PH调节剂0.1～0.4份、聚氨酯增稠剂剂0.1～1.0份、基材润湿剂0.2～0.5份、助溶剂3.0～5.0份。
[0006]进一步的，所述聚脲改性异氰酸酯预聚体的组成为二异氰酸酯单体：端羟基聚醚：天门冬氨酸酯树脂：丙二醇甲醚醋酸酯＝3.8：4.4：1.8：5.3～6.5。
[0007]进一步的，所述端羟基聚醚的平均分子量为2000，官能度为2。所述天门冬氨酸酯树脂为低反应活性天门冬氨酸酯树脂，其NH当量为(g/mol)：340～350。
[0008]进一步的，所述二异氰酸酯单体为六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰
酸酯(IPDI)的混合物，混合比例为2：1。
[0009]进一步的，所述的聚脲改性异氰酸酯预聚体，NOC含量为9.5％～10.5％，质量固含为60％～65％。
[0010]进一步的，所述水性丙烯酸乳液是一种具有乳化功能的羟基丙烯酸乳液，羟基含量为2.0％～3.0％，质量固含为42％～45％。
[0011]进一步的，所述稀土纳米隔热剂为铈系稀土氧化物的水性分散浆料。
[0012]进一步的，所述功能性隔热填料为空心玻璃微珠。空心玻璃微珠为粒径40～60μm和20～30μm的两种混合物，混合比例为2：1。
[0013]本专利技术所述的制备方法具体步骤如下：
[0014]⑴
制备聚脲改性异氰酸酯预聚体：
[0015]①
将端羟基聚醚和天门冬氨酸酯树脂在100～120℃、负压0.1MPa的条件下，脱水1h～2h。
[0016]②
步骤
①
完成后，降温至50～60℃，在转速800～1200r/min条件下，匀速滴加二异氰酸酯单体，滴加时间为1～1.5h。滴加完毕后，升温至75～80℃，恒温反应1.5～2h；
[0017]③
步骤
②
完成后的反应物，降温至常温，在转速为500～800r/min条件下，加入丙二醇甲醚醋酸酯，搅拌0.4～0.6h，即得所述聚脲改性异氰酸酯预聚体。将制备的聚脲改性异氰酸酯预聚体进行过滤，制备水性反射隔热涂料的乙组份。
[0018]⑵
制备水性分散浆：
[0019]在配料罐中加入10～20份去离子水，在500～800转/分钟的低速搅拌下依次加入0.1～3.0份的水性分散剂、0.05～0.2份的水性消泡剂、金红石型钛白粉15～25份，加料完毕，在800～1000转/分钟的中速下分散20～30分钟，将搅拌好的浆料转移到研磨机中，研磨至细度小于20μm，得到水性分散浆；
[0020]⑶
将30～40份水性丙烯酸乳液加入配料罐中，在500～600转/分钟低速搅拌下依次加入30～40份水性分散浆料、0.1～0.4份PH调节剂、2.0～5.0份稀土纳米隔热剂、15～25份功能性隔热填料、0.2～0.5份基材润湿剂、0.1～1.0份聚氨酯增稠剂剂、3.0～5.0份助溶剂。加料完毕后，在500～800转/分钟中速搅拌30～40分钟至均匀。将搅拌均匀的漆料进行过滤，制得水性反射隔热涂料的甲组份；
[0021]⑷
使用时将水性反射隔热涂料的甲组份与乙组份按100：10～15混合，搅拌均匀后，进行涂装施工，涂料干膜厚度为200～300μm，涂装完后自然干燥。
[0022]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0023]1.通过制备的聚脲改性异氰酸酯预聚体，在涂料的成膜物分子结构中，引入了聚脲基团，大大提高了涂层的内聚力，从而提了涂层的附着力和耐防腐性能。
[0024]2.本专利技术不同于常规方法，将天门冬氨酸酯树脂直接加入甲组份中，而导致的反应速度过快(0.5～1h)，影响涂料可使用时间的问题。本专利技术是将聚脲基团引入交联剂组份中，与之相比，可使作时间大大延长(2.5～3h)，有利于涂料施工。
[0025]3.本专利技术在合成聚脲改性异氰酸酯预聚体过程中，使用空间位阻大，反应活性低的大分子量天门冬氨酸酯树脂，仲氨基官能团活性较低。不同于目前市场上的常规小分子量的天门冬氨酸酯树脂，反应活性高导致反应剧烈。另外，本专利技术使用了HDI和IPDI二异氰酸酯的混合物，由于IPDI单体反应活性比HDI低，使得二异氰酸酯单体混合物的反应活性较
为适中。因此，在聚脲改性异氰酸酯预聚体合成过程中，反应速度适中，聚合物组成更加均匀。
[0026]4.本专利技术采用了具有乳化功能的含羟基丙烯酸乳液，在涂料配制过程中，能够很好有对聚脲改性异氰酸酯预聚体进行乳化，使本专利技术制备的涂料具有优异的亲水性能，可以在施工过程中使用水进行稀释，施工简单、操本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水性反射隔热涂料，其特征在于，成分按重量份数计，该涂料包括以下组份：水性丙烯酸乳液30～40份，聚脲改性异氰酸酯预聚体10～15份，去离子水10～20份、金红石型钛白粉15～25份、稀土纳米隔热剂2.0～5.0份、功能性隔热填料15～25份、分散剂0.1～3.0份、消泡剂0.05～0.2份、PH调节剂0.1～0.4份、聚氨酯增稠剂剂0.1～1.0份、基材润湿剂0.2～0.5份、助溶剂3.0～5.0份。2.根据权利要求1所述的水性反射隔热涂料，其特征在于，所述聚脲改性异氰酸酯预聚体的组成为二异氰酸酯单体：端羟基聚醚：天门冬氨酸酯树脂：丙二醇甲醚醋酸酯＝3.8：4.4：1.8：5.3～6.5。3.根据权利要求2所述的水性反射隔热涂料，其特征在于，所述端羟基聚醚的平均分子量为2000，官能度为2；所述天门冬氨酸酯树脂为低反应活性天门冬氨酸酯树脂，其NH当量为340～350，单位为g/mol。4.根据权利要求2所述的水性反射隔热涂料，其特征在于，所述二异氰酸酯单体为六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的混合物，混合比例为2：1。5.根据权利要求1所述的水性反射隔热涂料，其特征在于，所述聚脲改性异氰酸酯预聚体NOC含量为9.5％～10.5％，质量固含为60％～65％。6.根据权利要求1所述的水性反射隔热涂料，其特征在于，所述水性丙烯酸乳液是一种具有乳化功能的羟基丙烯酸乳液，羟基含量为2.0％～3.0％，质量固含为42％～45％。7.根据权利要求1所述的水性反射隔热涂料，其特征在于，所述稀土纳米隔热剂为铈系稀土氧化物的水性分散浆料。8.根据权利要求1所述的水性反射隔热涂料，其特征在于，所述功能性隔热填料为空心玻璃微珠；空心玻璃微珠为粒径40～60μm和20～30μm的两种混合物，混合比例为2：1。9.权利要求1所述的水性反射隔热涂料的制备方法，其特征在于，步骤为：
⑴
制备聚脲改性异...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军，任环，宫庭玉，车宇琪，黄宇，董富刚，
申请(专利权)人：鑫隆涂环保科技大连有限公司，
类型：发明
国别省市：