專利名稱：：反射太陽熱涂料的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種涂料，特別是涉及一種可廣泛應用于石油、液化天然氣等有機液體金屬儲罐、石油管道、石油運輸罐、船舶、冷庫、工業建筑、民用建筑等表面涂裝的反射太陽熱涂料。進入70年代以后，世界氣候變暖，氣溫逐年升高，太陽的高熱輻射，給人類賴以生存的空間帶來許多的危害。隨著石油化工的發展，利用儲罐儲存和運輸石油、液化天然氣等液體原料日益增加。在炎熱的夏季，儲罐受到太陽的輻射，儲罐表面溫度升高，同時也使儲罐內裝液體溫度相應升高。根據現場測試，對涂刷一般銀粉漆體積為10000m3汽油罐來說，在夏季最高氣溫35℃時，其罐頂外壁最高溫度可達49℃，距罐頂1m處的油溫高達40℃，罐中部油溫最高可達39℃，而距罐底2m處的油溫可達32℃。從計算求得，若油氣空間體積為10000m3涂刷銀粉漆的油罐每天的蒸發的損耗為4500公斤。工業、民用建筑方面在南方尤其在珠江三角洲地區，鐵皮頂廠房越來越多，經測試可知，在夏季氣象溫度33℃時，鋅皮表面溫度最高為56℃，紅色防銹鐵皮表面溫度最高可達62℃，在200m2高5m的鐵皮廠房內，溫度分別為32℃和35℃，距地面1．5-2m測試。水泥房頂測試，在夏季氣象溫度30℃，表面溫度最高可達到46℃，在面積80m2，高3．2m房間最高溫度可達到31．5℃。由上可知，太陽高熱輻射給工業部門、人民的生活都帶來很大的損失和危害，而傳統的在物體表面涂刷一般銀粉漆的方法無法解決上述問題。因此，避免太陽高熱輻射，使儲罐、房頂等物體表面溫度不升高已成為一項急待研究和解決的重要課題。現有相關技術中，中國專利申請92102102公開了一種防火涂料，該涂料由改性丙稀酸樹脂乳液及有機氮化物、三聚氫胺、磷酸胺等組成，其功能主要是用作防火涂料。涂料工業雜志則披露了一種“屋面淺色降溫與隔熱防水涂料”(涂料工業，1987，2)，該涂料是由AAS樹脂(由丙稀酸丁脂與丙稀晴、苯乙稀等單體共聚而成)等組成。其功能主要是用于屋頂降溫與隔熱防火的建筑涂料，用作反射太陽熱的涂料則并不理想。本發明的目的在于提供一種具有優異的物理化學性能和極強的附著力與亮度，對太陽熱的反射率高，能明顯降低房屋、油罐、石油管道等設施的表面溫度的反射太陽熱涂料，以降低消耗，節約能源，提高效益。為實現上述目的，本發明提供一種反射太陽熱涂料，它以結構式如下的改性丙烯酸醇酸類樹脂為主要成膜物質，式中，R為豆油酸、亞麻油酸、殘余烴基或苯基，改性丙烯酸醇酸類樹脂與顏料、溶劑及助劑組合制成需配合使用的表面涂料和隔熱涂料。所述的表面涂料按如下配比(重量％)制成改性丙烯酸醇酸類樹脂40～60顏料15～33溶劑17～25助劑3～9；隔熱涂料按如下配比(重量％)制成改性丙烯酸醇酸類樹脂45～60顏料16～30溶劑12～22助劑3～9。上述的顏料包括鈦白粉、氧化鋅及云母粉的一種或一種以上。溶劑包括重芳烴、溶劑油、二甲苯及乙醇的一種或一種以上。助劑包括防沉劑、防結皮劑、催干劑的一種或一種以上，其中防沉劑包括有機膨潤土、乙醇和溶劑油的一種或一種以上；防結皮劑包括甲乙酮肟及二甲苯的一種或一種以上；催干劑包括結構式如下的環烷酸鹽類，式中，Me鈷、鉛、鈣等金屬。N為6～12。所述的環烷酸鹽類催干劑包括環烷酸鈷、環烷酸鉛和環烷酸鈣的一種或一種以上。作為本發明的主要成膜物質，我們舉出改性丙烯酸醇酸類樹脂、丙稀酸類樹脂或聚氨脂類，優選地，我們選用改性丙烯酸醇酸類樹脂。改性丙烯酸醇酸類樹脂是由丙烯酸類樹脂與醇酸類樹脂通過化學法而制成，該樹脂具有丙烯酸類樹脂和醇酸類樹脂二者的優點，克服了丙烯酸類樹脂對顏料分散性、涂料施工性以及涂膜的柔韌性和耐寒性均不很理想、且價格高的缺陷。這些缺點可由改性的醇酸類樹脂的優點來取代。因此，改性丙烯酸醇酸類樹脂具有色淺、耐水性、保光性、保色性好，易于制備淺色涂料等特點。本發明中它作為表面涂料和隔熱涂料的主要成膜物質，是使涂料牢固附著于被涂物面上形成連續薄膜的主要物質，是構成涂料的基礎，決定著涂料的基本特性。改性丙烯酸醇酸類樹脂的性能要求如表1表1用作本發明的顏料，我們可舉出如鈦白粉、氧化鋅及云母粉等，并且選用其中一種或一種以上。用作本發明的溶劑，我們舉出如重芳烴、溶劑油、二甲苯及乙醇等，并可任選其中一種或一種以上。用作本發明的助劑，我們舉出如防沉劑、防結皮劑、催干劑等，并可任選其中一種或一種以上。作為助劑的防沉劑，我們可舉出如有機膨潤土、乙醇和溶劑油等，并可任選其中一種或一種以上。作為助劑的防結皮劑，我們可舉出如甲乙酮肟及二甲苯等，并可任選其中一種或一種以上。作為助劑的催干劑，我們可舉出如環烷酸鹽中的環烷酸鈷、環烷酸鉛及環烷酸鈣等，并可任選其中一種或一種以上。本發明提出的反射太陽熱涂料中的各個組分均為市售產品，其制作也比較容易，將各組分按規定的比例混合即可。本發明的反射太陽熱涂料的性能指標如表2表2本發明的反射太陽熱涂料是一種功能涂料。不但具有涂料的一般性能，而且還具有反射紅外線的功能。該涂料不僅滿足了一般涂料的性能，且可有效地反射紅外線輻射，因此具有很大的實用價值。由太陽光譜能量分布曲線(圖1)可知，太陽能絕大部分處于可見光和近紅外區，即400～1800nm范圍。在該波長范圍內，反射率越高的涂層，反射太陽能的功能就越強，表層的溫度越低；反之表層溫度就越高。圖2給出了鋁粉涂層的反射率。圖3為反射太陽熱涂料的反射率，由圖可知，反射太陽熱涂料的反射率高于80％，鋁粉涂層的反射率則低于40％，而常規白色涂層的反射率介于二者之間。此外隔熱層對太陽能的屏蔽作用明顯，由此解釋了涂層表面溫度不同的原因。本涂料的特色決定了它適宜作外用漆，其具有色淺、耐水性、保光性、保色性、耐侯性、裝飾性、保護性、柔韌性、附著力強的性能。本涂料屬溶劑型特種涂料，它充分利用其材料的特性，具有優異的物理化學性能和極強的附著力與亮度，對太陽熱的反射率高達80％以上，與通用的鋁粉涂料相比涂層溫度可降低10℃以上，大大降低了所涂覆物體內液體或空間的溫度。因此，用本發明取代傳統的鋁粉涂料可達到安全、高效、經濟之目的。此外，該涂料還具有防銹、防腐、耐酸堿、耐腐蝕、耐老化、耐鹽水、耐鹽霧、耐高低溫、耐油、耐水、耐沖擊、柔韌性極好等特性。本發明可廣泛應用于石油、液化天然氣等有機液體金屬儲罐、石油管道、石油運輸罐、船舶、冷庫、工業建筑、民用建筑等表面涂裝。具有巨大的經濟效益、環境效益和社會效益。圖1是太陽光譜能量分布曲線示意圖。圖2是鋁粉涂層的反射率示意圖。圖3為本發明的反射太陽熱涂料的反射率示意圖。圖4是本發明的反射太陽熱涂料涂層示意圖。下面結合實施例及實驗例對本發明作進一步說明。本發明以丙烯酸改性醇酸類樹脂為主要成膜物質，并與顏料、溶劑、助劑組合制成需配合使用的表面涂料和隔熱涂料。上述兩種涂料分別制造，配合使用。如圖4所示，隔熱涂料涂于所要防護的物體，如金屬儲罐、石油管道、石油運輸罐、船舶、冷庫、工業建筑、民用建筑等表面，如所要防護的物體是金屬物體，則將隔熱涂料涂于金屬基體表面的磷化層上，表面涂料則涂于隔熱涂料上。表面涂料和隔熱涂料的配比如下表面涂料(重量％)改性丙烯酸醇酸樹脂47金紅石鈦白粉(R-Tio2)20氧化鋅(Zno)10200#溶劑油15重芳烴(或二甲苯)3有機膨潤土0．30．5％工業酒精0．3200#溶劑油0．3甲乙酮肟(丁酮肟)0．3二甲苯0．34-5％(濃度)環烷酸鈷0．310％(濃度)環烷酸鉛0．22％(濃度)環烷酸鈣3二、隔熱涂料(重量％)丙烯酸改性醇酸樹脂50金紅石鈦白粉(R-Tio2)15云母粉(200～300目)13200#溶劑油12重芳烴(或二甲苯)4有機膨潤土0．30．5％工業酒精0．3200#溶劑油0．3甲乙酮肟(丁酮肟)0．2二甲苯0．24-5％(濃度)環烷酸鈷0．310％(濃度)環烷酸鉛1．42％(濃度)環烷酸鈣3實驗例1(1)本實驗以3A冷扎鋼板為底材，規格為100×150×3mm。反射太陽熱涂料含隔熱層和表面涂料兩種，顏色為白色。涂層結構見圖4。實驗時我們選用市售鋁粉涂料和性能優良的H白色磁漆作為對比涂料，制作尺寸相同的樣品與上述樣品進行對比實驗。涂層厚度約為150μm。實驗使用溫度自動檢測系統，由天津大學制作并提供。(2)實驗條件鋼板樣品進行檢測時的環境最高溫度為26～28℃。(3)實驗方法由于陽光下氣溫受氣流、云片的影響波動較大，造成測試不穩定。因此使用500W碘鎢燈代替日照進行模擬實驗，其升溫穩定，與陽光下實測效果基本相同。自動檢測系統每2s記錄一次，72min共記錄2160次，繪制涂層升溫曲線。表3給出三組鋼板不同表面涂層的測試溫度。表3</tables>在表3中樣品基底涂層1#鋼板(磷化層)表面涂料+隔熱涂料2#鋼板白色磁漆3#鍍鋅鐵板表面涂料+隔熱涂料4#鍍鋅鐵板白色磁漆5#鋼板鋁粉涂料6#鍍鋅鐵板／實驗例2儲罐的應用測試試驗罐50m3汽油臥式儲存罐試驗時間為夏季，中午天氣晴，環境溫度為35～36℃，由電子測溫計測試時間為11:30～15:00點。測試了兩次。涂鋁粉罐的表面溫度為61～62℃；用油品溫度計測試罐內油溫為37～37．4℃，涂裝反射太陽熱涂料的表面溫度為41～42℃，油品溫度計測試罐內油溫為31．1℃。表面溫度相差20℃，內裝油溫相差6．3℃。實驗例3對某單位一間200平方米的鍍鋅鐵皮頂簡易廠房用本發明的反射太陽熱涂料進行涂裝，在涂裝前這家客戶采用屋頂噴淋的方式進行降溫，平均每月水、電費所耗500元。涂裝了反射太陽熱涂料以后，不但節約了資金，而且再也不為因噴淋所造成濕滑地面煩惱了。權利要求1.一種反射太陽熱涂料，其特征在于它以結構式如下的改性丙烯酸醇酸類樹脂為主要成膜物質，式中，R為豆油酸、亞麻油酸、殘余烴基或苯基，改性丙烯酸醇酸類樹脂與顏料、溶劑及助劑組合制成需配合使用的表面涂料和隔熱涂料。2.根據權利要求1所述的反射太陽熱涂料，其特征在于所述的表面涂料按如下配比(重量％)制成改性丙烯酸醇酸類樹脂40～60顏料15～33溶劑17～25助劑3～9；隔熱涂料按如下配比(重量％)制成改性丙烯酸醇酸類樹脂45～60顏料16～30溶劑12～22助劑3～9。3.根據權利要求1或2所述的反射太陽熱涂料，其特征在于所述的顏料包括鈦白粉、氧化鋅及云母粉的一種或一種以上。4.根據權利要求1所述的反射太陽熱涂料，其特征在于所述的溶劑包括重芳烴、溶劑油、二甲苯及乙醇的一種或一種以上。5.根據權利要求1所述的反射太陽熱涂料，其特征在于所述的助劑包括防沉劑、防結皮劑、催干劑的一種或一種以上。6.根據權利要求4所述的反射太陽熱涂料，其特征在于所述的防沉劑包括有機膨潤土、乙醇和溶劑油的一種或一種以上。7.根據權利要求4所述的反射太陽熱涂料，其特征在于所述的防結皮劑包括甲乙酮肟及二甲苯的一種或一種以上。8.根據權利要求4所述的反射太陽熱涂料，其特征在于所述的催干劑包括結構式如下的環烷酸鹽類，式中，Me為鈷、鉛、鈣等金屬。N為6～12。9.根據權利要求7所述的反射太陽熱涂料，其特征在于所述的環烷酸鹽類催干劑包括環烷酸鈷、環烷酸鉛和環烷酸鈣的一種或一種以上。全文摘要一種反射太陽熱涂料,該涂料是以結構式如右的改性丙烯酸醇酸類樹脂為主要成膜物質,式中,R為豆油酸、亞麻油酸、殘余烴基或苯基,改性丙烯酸醇酸類樹脂與顏料、溶劑及助劑組合制成需配合使用的表面涂料和隔熱涂料。該涂料具有優異的物理化學性能和極強的附著力與亮度,對太陽熱的反射率高,能明顯降低房屋、油罐、石油管道等設施的表面溫度。文檔編號C09D5/33GK1204672SQ9811453公開日1999年1月13日申請日期1998年6月5日優先權日1998年6月5日發明者劉先春申請人:深圳市金歲豐實業有限公司