一种化工储罐用含高聚物的光反射工业弹性涂料及其制备方法与流程

本发明涉及工业涂料，具体的说是一种化工储罐用含高聚物的光反射工业弹性涂料及其制备方法。

背景技术：

1、涂料作为最常用的饰面材料，正在从简单的保护、装饰等用途逐渐向应用领域更广阔的功能性方向发展。传统的工业涂料一般主要应用于储罐、管路、集装箱、户外设备、承重装置等钢结构材质的表面，起到防腐蚀和装饰的作用。“减少三废排放”、“提高本质安全”、“节约能耗”成为当今工业领域亟待解决的重大课题和备受关注的热点话题。开发集隔热保温、防腐、自清洁、耐候、耐冲击等多功能于一体的工业涂料将具有很高的经济价值。

2、储罐是工业涂料的主要施工对象，由于其长期暴露在太阳下，高温环境导致储罐表面和内部温度快速升高，其中大部分热量集中于油界面表层，加快了油品的蒸发，造成油品“小呼吸”损耗和超压危险性。

3、传统的降温方法采用隔热层、水喷淋降温等方法。上述两种方法均有一定的局限性，近年来对于储罐的隔热降温主要是采用涂装保温涂料来实现。铝粉漆是最早投入使用的隔热涂料产品，铝粉漆涂膜具有光洁的镜面效果，能够反射大部分太阳光，且价格便宜，在一段时间内成为厂家们首选的产品。然而由于铝粉漆的耐腐蚀性和耐候性较差，往往涂刷一年后就失去效果，需要重新涂刷。反复施工造成的不便以及应用效果不理想使得该类产品逐渐被淘汰。溶剂型的光反射复合涂装体系成为铝粉漆的替代品，该产品具有降温效果好、耐候性好等优点，但是其价格较为昂贵，且施工较为复杂，需要涂装六层材料，施工工期长，且施工安全性较差。随着我国对于涂层材料环保要求的提高和我国工业涂料水性化的大趋势，溶剂型产品在未来的市场将逐渐被淘汰。

4、工业用水性涂料的发展已有几年时间，目前对于化工储罐的防腐隔热防护多采用水性反射涂料产品结合水喷淋降温的方式，需要产品具有优异的防水性，同时兼具隔热、防腐、耐候、耐盐雾等多功能性能。目前的水性反射涂料产品在高强度的水压喷淋下易出现开裂、脆化现象，所以提高水性反射涂料产品的柔韧性和抗冲击性是亟待解决的问题，这样可以延长产品的使用寿命，减少因反复施工带来的三废排放，降低维护成本，节约能耗。

5、中国专利200510028388.7公开了一种建筑用太阳能反射涂料的制备方法，该配方采用纯丙树脂和二氧化钛、硫酸钡、高岭石粉、海泡石等作为主要原料，制备的反射涂料反射比达到0.90。中国专利201410336222.0提供了一种红外节能涂料的制备方法，采用氧化铝微粉、锰铁尖晶石粉、铁铬尖晶石粉、五氧化二钒等原料作为功能填料制备的高红外辐射能力涂料，在室温下全波长积分发射率达到0.95，上述两个反射涂料的共同缺点是仅具有红外光反射和辐射能力，而不具备对热传导阻隔效果，适用范围较窄。中国专利200810021667.4公开了一种水性弹性保温隔热涂料，提到了可在储罐和管道上的应用，然而并未给出防腐蚀、耐候性、柔韧性的数据。中国专利201810597803.8公开了一种高性能耐腐蚀防水弹性涂料，同时具备耐酸碱、耐候性、伸缩性，但不具备反射隔热效果，无法用于高温下的化工储罐表面。因此，开发一种兼具反射隔热、防腐蚀、柔韧性等功能，同时施工相对安全环保、维护成本低的化工储罐用水性光反射工业节能弹性涂料具有重要的意义。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供兼具反射隔热、防腐、柔韧、耐冲击、环境友好等优良性能的一种化工储罐用含高聚物的光反射工业弹性涂料及其制备方法。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种化工储罐用含高聚物的光反射工业弹性涂料，所述涂料为双组份混合物，a组份配方按质量份数计，为高分子乳液40-50份、光反射填料35份、防腐填料3份、隔热填料2份、纳米填料4份、分散剂4份、成膜助剂2-3份、润湿剂0.5份、消泡剂0.2份、防冻剂2份、去离子水20-25份；b组份配方按质量份数计，为高聚物组分18-20份、固化剂6-8份、表面充油剂18-20份、溶剂36-40份；a组份与b组份按质量比为1.2-1.8：1。

4、所述高分子乳液为羟基丙烯酸乳液；

5、所述光反射填料为二氧化钛和氧化锌；

6、所述防腐填料为云母氧化铁或石墨烯；

7、所述隔热填料为气凝胶粉；

8、所述纳米填料为氧化铟锡；

9、所述分散剂为环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷三嵌段聚合物和聚环氧乙烷-聚丙烯酸脂嵌段聚合物；

10、所述成膜助剂为乙二醇丁醚；

11、所述润湿剂为六偏磷酸钠或聚氧乙基壬基酚；

12、所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷；

13、所述防冻剂为丙二醇；

14、所述固化剂为异氰酸酯；

15、所述表面充油剂为白油7号或白油25号或白油32号；

16、所述溶剂为乙二醇丁醚、乙二醇单甲醚中的一种或两种。

17、所述光反射填料为二氧化钛和氧化锌，二者的重量比为5-6:1，所述二氧化钛的平均粒径为300nm；

18、所述防腐填料为500目的云母氧化铁，或平均片层数为7-8层的石墨烯；

19、所述隔热填料为气凝胶粉，其导热系数为0.02w/(m·k)，密度为240kg/m3，比表面积为220m2/g，粒径为3-8μm；

20、所述纳米填料为氧化铟锡，其平均粒径为70nm；

21、所述分散剂为环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷三嵌段聚合物和聚环氧乙烷-聚丙烯酸脂嵌段聚合物，二者的重量比为1:3。

22、所述高聚物弹性体的制备：

23、(1)将溶剂、苯乙烯、部分丁二烯和极性添加剂混合，升温至50℃，加入引发剂进行聚合，当聚合反应进行到60分钟后，苯乙烯和丁二烯的单体转化率超过95％，得到无规嵌段共聚物后，加入异戊二烯和剩余丁二烯，于50℃下继续反应60分钟，至异戊二烯和丁二烯单体转化率超过95％，得到异戊二烯和丁二烯无规嵌段共聚物，在20℃，加入偶联剂进行偶联反应，反应120分钟后，加入终止剂终止反应，得到三元共聚物；

24、(2)向得到的聚合物溶液中加入催化剂，搅拌均匀后通入氢气进行加氢反应，反应温度为60℃，反应压力为3mpa，反应时间为120分钟，得到聚合物，而后脱除加氢催化剂，沉降干燥得到弹性体干胶，聚合物加氢度大于99％，催化剂残留量小于30ppm。

25、所述高聚物弹性体制备中，苯乙烯5-10份、异戊二烯2-8份、丁二烯10-20份、引发剂2-4份、极性添加剂4-8份，偶联剂2-4份、溶剂90-100份、终止剂2-4份、催化剂0.005份/100份聚合物；

26、所述引发剂为正丁基锂；所述极性添加剂为四氢呋喃；所述偶联剂为二乙烯基苯；所述溶剂为环己烷；所述终止剂为异丙醇；

27、所述催化剂为环烷酸镍和三异丁基铝，二者的摩尔比为1:4。

28、一种所述的化工储罐用含高聚物的光反射工业弹性涂料的制备方法：

29、(1)b组份的制备：将高聚物弹性体干胶研磨成细粉末，用筛网过滤，之后将弹性体粉末与表面充油剂倒入高速混合机中，转速1400rpm，30℃下搅拌20min，之后升至60℃搅拌10min，将料取出，在转速100rpm、温度120℃下与溶剂、固化剂混合，搅拌60min，出料；

30、(2)浆料的制备：在涂料分散罐中加入去离子水、分散剂、防冻剂和一部分消泡剂，待混合均匀后加入光反射填料、隔热填料和防腐填料，在1200rpm转速下分散30min，得到浆料。利用卧式砂磨机对上述浆料进行研磨，将浆料与锆珠按体积比1:1.1的比例混合，调整转速至2000rpm后研磨40min后过滤出料；

31、(3)a组份的制备：将高分子乳液、成膜助剂、润湿剂和剩余部分消泡剂分别加入反应器中，在1000rpm转速下分散20min至体系均匀，缓慢加入纳米填料，再加入上一步骤中研磨后的浆料，继续分散20min，出料，即制得a组份。

32、(4)使用前将a、b组份混合后，由涂料喷涂机喷涂至化工储罐表面。

33、一种所述的化工储罐用含高聚物的光反射工业弹性涂料的应用，所述涂料在化工储罐中作为光反射工业弹性涂料中的应用。

34、本发明所具有的优点：

35、本发明通过运用合理的复合分散剂体系、适当的加料次序、高效的研磨工艺、弹性体表面预处理等工艺，将各种不同极性和不同表面性状的填料有效的融合复配，最终形成了具有良好相容性的涂料体系。体系中纳米尺度的填料与中尺度的红外反射填料及大尺寸且具备特定片层结构的防腐填料按照合理的比例有序的填补了高分子材料的间隙。既保证了较高的光反射功能和热阻隔效应，又提高了涂料的耐候、耐盐雾能力。通过制备特定结构的苯乙烯类热塑性弹性体三嵌段共聚物，对其表面进行充油预处理，使其与羟丙乳液混合时形成相容体系，高聚物颗粒吸附乳液中的油分溶胀后分布在其中，这样的连续相形成网状结构，提高漆膜的附着力、不透水性，同时保证了涂膜的强大韧性，使储罐表面更加抗喷淋所带来的水和冲击力。综上，本发明涂料兼具良好的反射隔热、防腐蚀、不透水性、柔韧、抗冲击等功能，可以改善常规隔热防腐涂料喷淋易开裂、脆化的缺点，延长产品的使用寿命，减少因反复施工带来的三废排放，降低维护成本，节约能耗，提高了应用效率。

36、本发明涂料适用于需要喷淋降温的长期暴露在太阳光下的化工储罐。本发明具有低vocs、较高的太阳光反射比、近红外反射比和半球发射率，在炎热的夏季能够有效抑制绝大多数太阳光，能吸收并通过向外部辐射热的功能起到降温效果，可减少喷淋频率。此外，为适配体系自制的高聚物弹性体的添加，对本发明涂料起到提高柔韧性、抗冲击性和弹性的使用效果，改善由喷淋造成的漆膜开裂、脆化、透水等问题。