本发明涉及一种涂料及其制备方法，具体涉及一种同时具备节能和防火两种功能的涂料及其制备方法。
背景技术：
：目前国内外常温储罐和常温长输管线都是采用改性丙烯酸隔热涂料，这种涂料可以把太阳光充分反射，减少给罐内或者管道内介质传热，减少物料挥发。但是这种材料存在不防火、不环保等缺点。国内外很多案例是当罐区或者长输管线发生火灾时，罐受火焰炙烤倒塌泄漏着火，长输管线受热变形断裂泄漏着火，严重时发生爆炸，给企业造成重大的损失。而钢结构防火涂料只是具备发生火灾时延缓设备着火爆炸给救灾带来抢救时间，它不具备反射太阳热功能。目前德国汉高和荷兰国际牌都在致力于节能自洁材料研发，采用氟碳纳米自洁节能材料。研究开发出防火、节能、环保、自洁贮罐和管道表面涂料，可以大大降低事故状态下贮罐和常温管道外部着火炙烤而倒塌爆炸，降低企业的损失，提高企业生产安全系数。另外该涂料还可以替代传统的防火涂料，可以节省现场施工和材料费用。并且随着国家强制要求高层建筑要高效节能，这种新型材料完全可以取代目前只有节能单一功能的建筑涂料和聚苯乙烯泡沫(EPS)等材料做成的保温板，它可以有效节能而且可以防火，当一旦发生火灾时可以给消防官兵创造最佳的救火时效，把火灾的损失降到最低，从而保护人民的生命财产。目前国内外功能涂料有非常多种，但是所有涂料都不可能同时具备防火和节能两种功能。节能涂料只具备节能，防水，防渗等功能但是不具备防火功能；而防火涂料只是具备防火，防水、防渗等功能但是不具备节能功能。技术实现要素：本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足之处而提供了一种同时具备节能和防火两种功能的涂料及其制备方法。为实现上述目的，本发明所采取的技术方案：一种节能防火涂料，按重量份计，所述节能防火涂料包括阻燃剂20-30份、碳化剂7-12份、发泡剂7-12份、无机空心材料9-15份、钛白粉10-22份、交联剂31-43份、抗老化剂3-5份、氢氧化镁2-5份、硅藻土2-5份。本发明所述节能防火涂料中，其中所含有的阻燃剂、碳化剂、发泡剂、钛白粉、氢氧化镁和硅藻土形成防火基料，而其中的无机空心材料、氢氧化镁、抗老化剂、钛白粉形成反热辐射基料，从而使得本发明的涂料同时具备节能和防火两种功能。本发明的节能防火涂料，具有自熄性＜1S的功能，主要通过以下物质的作用实现：1、阻燃剂，当火灾发生时，其中的阻燃剂可以脱出大量的水，使含羟基的有机物进行脱水反应生成不饱和主链，再由环化架桥反应形成碳化层，碳化层在高温隔氧等条件下可进一步石墨化；2、碳化剂是形成三维空间结构且不易燃烧的泡沫碳化层的物质基础，对泡沫碳化层起骨架作用；3、发泡剂是当涂层遇热时能释放出不燃气体，发泡剂受热分解放出氨气，氨气既可稀释氧气浓度，又有很好的隔氧、隔热作用，能有效地阻止燃烧的继续进行；4、阻燃剂和氢氧化镁、钛白粉及硅藻土在多功能节能防火涂料中起“协效系统”，起到类似纤维材料的增强作用，使熔融体系的粘度变大，发泡更加均匀，体系成碳固化后获得更高的强度，涂料的防火性能迅速上升，使纳米粒子与碳质层中碳-碳交联网络，碳-磷键交联网络等形成的互穿网络使碳层结构增强，使防火涂料的膜层强度，致密度和碳层强度都有所增加，阻燃隔热性能大大提高。作为本发明所述节能防火涂料的优选实施方式，所述阻燃剂为磷酸氢铵；作为本发明所述节能防火涂料的优选实施方式，所述碳化剂为季戊四醇；作为本发明所述节能防火涂料的优选实施方式，所述发泡剂为三聚氰胺。作为本发明所述节能防火涂料的优选实施方式，所述抗老化剂为水性环氧树脂。作为本发明所述节能防火涂料的优选实施方式，所述钛白粉为金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉的混合物。当所述钛白粉选择金红石型钛白粉和锐钛型钛白粉的混合物时，使得所述钛白粉的反射系数≥80％，折光指数2.8，辐射率ε＞0.9，当它吸收了辐射热能而改变和加剧了其分子内部的运动，从而使粒子能态级产生从高到低的热发射，从而降低被辐射物的温度。作为本发明所述节能防火涂料的优选实施方式，所述无机空心材料为中空/真空玻璃微珠、中空/真空陶瓷微粒、改性中空/真空玻璃微珠、改性中空/真空陶瓷微粒中的至少一种；所述无机空心材料的粒度为200-800目。作为本发明所述节能防火涂料的更优选实施方式，所述无机空心材料为不同粒度的混合物，例如，所述无机空心材料为粒度200目、500目和800目的混合物，且其中200目的占20％，500目的占50％，800目的占30％。作为本发明所述节能防火涂料的更优选实施方式，所述无机空心材料为改性中空/真空玻璃微珠。更优选地，所述改性中空玻璃微珠为有机硅烷偶联剂改性中空/真空玻璃微珠，用有机硅烷偶联剂改性中空/真空玻璃微珠的具体过程如下：用超声波分散机或高速分散机对中空玻璃微珠进行15-20min分散，使用高速分散机搅拌速率控制在1000r/min以上。再将硅烷偶联剂KH550搅拌均匀后倒入分散好的玻璃微珠中，再次搅拌分散15-20min即得改性有机硅烷偶联剂改性中空真空玻璃微珠。作为本发明所述节能防火涂料的更优选实施方式，所述无机空心材料为中空/真空特种陶瓷微粒。本发明所述节能防火涂料中，所含的无机空心材料在其中作为隔热填料，主要有以下几方面的作用：(1)利用其特有的球形中空结构中的无数空腔形成隔热层来阻止热传导；(2)它具有一定的填充作用，能减少涂料中基料用量，降低涂料中VOC含量；(3)提高涂料的流平性，改善涂膜的硬度；(4)提高涂膜的耐污性和耐黄变性能。本发明所述节能防火涂料中，其中的硅藻土具有多孔特性，使其导热系数为0.17W/m.k，具有很好的绝热性能。作为本发明所述节能防火涂料的优选实施方式，所述交联剂为氟碳有机硅改性丙烯酸乳液，所述氟碳有机硅改性丙烯酸乳液采用以下方法制备而成：(a)在加热搅拌反应釜中加入乳化剂聚氧乙烯壬基酚醚1-5重量份、乳化剂月桂酸聚氧乙烯(9)酯1-5重量份、去离子20重量份及引发剂K2S2O82-5重量份，边搅拌边升温加热，然后缓慢加入丙烯酸丁酯10-15重量份、甲基丙烯酸甲酯10-15重量份和功能单体丙烯酸-β-羟丙酯的混合体3重量份，乳化1小时，得预聚体乳液；(b)在装有冷凝装置的反应釜中加入去离子水30重量份，乳化剂聚氧乙烯壬基酚醚1-5重量份、乳化剂月桂酸聚氧乙烯(9)酯1-5重量份，升温至50℃后缓慢加入丙烯酸丁酯10-15重量份、甲基丙烯酸甲酯混合单体10-15重量份，乳化完全后加入2-5重量份引发剂K2S2O8，得种子乳液；(c)将步骤(b)所得的种子乳液升温至80℃，待种子乳液变蓝后，再滴加步骤(a)所得的预聚体乳液，当预聚体乳液向种子乳液滴加还剩下1/3时，向反应釜加入水解抑制剂乙二醇0.1-0.5重量份，然后缓慢加入乙烯基三乙氧基硅烷8-15重量份和甲基丙烯酸六氟丁酯3-5重量份，与预聚体乳液同时滴加完毕，保温熟化1h，降温，调节pH值至中性后出料，即得氟碳有机硅改性丙烯酸乳液。当本发明所述节能防火涂料采用上述所述氟碳有机硅改性丙烯酸乳液为交联剂时，有机硅树脂主链为Si-O键，键能为452kJ/mol，而一般乳液主链是C-C键，键能为356kJ/mol，因此氟碳有机硅改性丙烯酸乳液能有效抵御紫外线对涂膜的光氧降解，同时分子对称性高，极性相互抵消，整个分子呈非极性，从而使其具有很低的表面张力，使涂膜具有良好的拒水性能，另一方面又能提高涂膜的耐沾污性，还有有机硅树脂Si-O主链成螺旋状，从而提高涂膜的附着力。相对其他树脂氟碳有机硅改性丙烯酸乳液吸收率最低为0.19，产品的综合反射率R为82-85％，对全阳光热的隔除率90％以上。当然，本发明的节能防火涂料中，所述交联剂也可以采用苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液、水性胶水乳液中的至少一种，只是没有选择上述所述氟碳有机硅改性丙烯酸乳液时的隔热效果好。作为本发明所述节能防火涂料的优选实施方式，所述节能防火涂料还包含成膜助剂1-5重量份、杀菌剂0.1-0.2重量份、流平剂0.1-0.3重量份、分散剂0.5-1.0重量份、消泡剂0.1-0.3重量份、增稠剂0.2-0.6重量份、湿润剂0.1-0.5重量份。作为本发明所述节能防火涂料的更优选实施方式，所述成膜助剂为十二碳醇酯；所述杀菌剂为凯松；所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；所述分散剂为磷酸酯钾盐；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述增稠剂为纤维素醚或者碱溶胀缔合型增稠剂；所述润湿剂为烷基酚嵌段聚合物。本发明的节能防火涂料可广泛应用于石化行业的各类球罐、轻质油储罐、重质油储罐、化学品储罐、管线、仓库、船舶、集装箱、槽车、构建筑物内外表面和屋顶表面的隔热、防火、防水、防腐、保温(取代现在高层建筑的保温板)。使用时，本发明所述节能防火涂料的用量、用法、储存及施工注意事项如下：(1)单位用量：涂刷厚度为1.0mm-2.0mm时的用量为0.98-2.00kg/m2；(2)涂层厚度：根据防火要求1.5小时耐火厚度为1.0mm-1.2mm，2小时耐火厚度为1.6mm-2.0mm；(3)除锈：处理方法为对生锈点和粉化点进行手工或电动去除，无生锈或无粉化的底漆无需去除，除锈等级达到st2.0级。去除生锈点和粉化点后对该局部涂刷一层防锈漆，最后对所有喷涂涂料部位涂刷1-2层防锈底漆。(4)防腐底漆：酚醛类、醇酸类、环氧类防锈漆均可。推荐使用环氧类防锈底漆。(5)涂刷方法：喷刷滚刷均可，以喷涂效果最好。刷涂涂料前必须待防锈底漆完全干燥。喷刷4-5层，每层厚度200-250um；滚涂5-6层，每层厚度150-200um。每层涂料表干后方可进行下一层涂料地涂刷，每层涂刷间隔时间视环境温度不同约需2-12小时。(6)贮存：涂料贮存应防止日光直接照射，冬季采取适当防冻措施，贮存温度5-40℃。在密封的条件下，涂料稳定性好，保质期12个月。(7)施工注意事项：①环境温度低于5℃、相对湿度大于90％时或下雨天时不得施工。②节能防火涂料含有大量无机空心材料，由于无机空心材料比重特别小，在运输、储存过程中会出现自然沉降分层现象，无机空心材料上浮在上面，乳液在下面。悬浮在上层的无机空心材料互相吸引且受温度、湿度影响无机空心材料表面干燥逐渐出现成块结厚现象。这种现象是产品的一种特性，属于正常现象，不影响产品使用性能。在使用前，需先用铲子把表面的无机空心材料铲松，露出下面溶剂，再用电动搅拌器将特种涂料充分搅拌均匀，直到肉眼看不到明显结块物后方可进行涂刷，在搅拌过程中可以适量添加5％以内纯净中性自来水。③每层涂料涂刷的厚度因环境温度、涂刷部位表面温度、环境湿度及往涂料中加水量等因素影响而不同。在施工过程中每层涂刷厚度应尽量厚，以涂料不挂、不流为准。④喷涂涂料应采用高压无气喷涂机喷涂，喷涂机要求流量大于6L/min，喷嘴距被喷涂部位250-350mm，喷涂机压力控制在25-35kg/cm2，喷头型号635。另外，本发明的另一目的还在于提供一种上述所述节能防火涂料的制备方法，为实现此目的，本发明采取的技术方案为：一种如上所述节能防火涂料的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将阻燃剂、碳化剂、发泡剂、部分钛白粉、部分氢氧化镁和硅藻土混合均匀，得防火基料；(2)将无机空心材料、剩余氢氧化镁、抗老化剂、剩余钛白粉混合均匀，得反热辐射基料；(3)先将去离子水、杀菌剂、分散剂、湿润剂、成膜助剂和流平剂混合搅拌均匀，在高速分散下加入步骤(1)和步骤(2)中得到的防火基料与反热辐射基料，进行砂磨，然后在搅拌条件下加入交联剂、消泡剂和增稠剂，调剂pH值至8-9，得所述节能防火涂料。作为本发明所述节能防火涂料的制备方法的优选实施方式，所述步骤(1)制备防火基料时，钛白粉加入量为5-10重量份(钛白粉在节能防火涂料中的总含量为10-22重量份)，氢氧化镁的加入量为1-2重量份(氢氧化镁在节能防火涂料中的总含量为2-5重量份)；所述步骤(2)制备反热辐射基料时，剩余钛白粉指钛白粉在节能防火涂料中的总加入量减去步骤(1)中加入的钛白粉量，剩余氢氧化镁指氢氧化镁在节能防火涂料中的总加入量减去步骤(1)中加入的氢氧化镁量。本发明所述节能防火涂料，不但具备节能涂料的太阳热反射、隔热、防水和防腐的功能，同时具备防火涂料的自熄、阻燃、遇到火灾涂料膨胀形成致密隔热保护层的功能，能够广泛应用于石化行业的各类球罐、轻质油储罐、重质油储罐、化学品储罐、管线、仓库、船舶、集装箱、槽车、构建筑物内外表面和屋顶表面的隔热、防火、防水、防腐、保温等。本发明所述节能防火涂料的制备方法，操作简单，便于工业化生产。附图说明图1为涂覆本发明节能防火涂料的容器表面受太阳辐射的能量收支平衡图。图2为金红石型和锐钛型钛白粉不同波长的反射率图。图3为不同颜填料的折射率图。图4为光线在单个高折射率粒子与低折射率粒子中折射的示意图。图5为光线在多个高折射率粒子与低折射率粒子中折射路径示意图。图6为中空粒子增加反射的示意图。图7为特种瓷粒和普通瓷粒的隔热效果图。图8为不同粒径瓷粒的隔热效果图。图9为本发明所述表面散热分析示意图。图10为本发明所述保温层内传热方式示意图。图11为本发明所述湿含量对导热系数的影响。具体实施方式为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。实施例1本发明节能防火涂料的一种实施例，本实施例的节能防火涂料采用以下方法制备而成：(1)准确称取碳化剂7重量份，发泡剂7重量份，阻燃剂20重量份，钛白粉5重量份，氢氧化镁1重量份，硅藻土2重量份，加到均混器中混合均匀，得防火基料；其中，碳化剂为季戊四醇，发泡剂为三聚氰胺，阻燃剂为聚磷酸铵。(2)准确称取由20％的200目、50％的500目和30％的800目的无机空心材料组成的无机空心材料9重量份，氢氧化镁1重量份，用有机硅烷偶联剂进行改性。将改性后的无机空心材料和氢氧化镁的混合物微粒，加入5重量份二氧化钛、抗老化剂3重量份混合均匀，得反热辐射基料；其中，无机空心材料为中空真空特种玻璃微珠，抗老化剂为H1105水性环氧树脂。(3)先将去离子水5重量份、杀菌剂0.1重量份、分散剂0.5重量份、湿润剂0.1重量份、成膜助剂1重量份和流平剂0.1重量份混合搅拌均匀，在高速分散下加入步骤(1)和步骤(2)中得到的防火基料与反热辐射基料，进行砂磨，然后在搅拌条件下加入31重量份的交联剂、0.1重量份的消泡剂和0.2重量份的增稠剂，调剂pH值至8-9，得节能防火涂料。其中，所述成膜助剂为十二碳醇酯；所述杀菌剂为凯松；所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；所述分散剂为磷酸钾；所述消泡剂为聚硅氧烷；所述增稠剂为缔合型碱溶胀增稠剂；所述润湿剂为烷基酚嵌段聚合物。其中，氟碳有机硅改性丙烯酸乳液采用以下方法制备而成：(a)在加热搅拌反应釜中加入1重量份的乳化剂聚氧乙烯壬基酚醚OP-10、1重量份的乳化剂月桂酸聚氧乙烯(9)酯、20重量份的去离子及2重量份的引发剂K2S2O8，边搅拌边升温加热，然后缓慢加入10重量份的丙烯酸丁酯、10重量份的甲基丙烯酸甲酯和3重量份的功能单体丙烯酸-β-羟丙酯的混合体，乳化1小时，得预聚体乳液；(b)在装有冷凝装置的反应釜中加入去离子水30重量份，1重量份的乳化剂聚氧乙烯壬基酚醚OP-10、1重量份乳化剂月桂酸聚氧乙烯(9)酯，升温至50℃后缓慢加入丙烯酸丁酯10重量份、甲基丙烯酸甲酯混合单体10重量份，乳化完全后加入2重量份引发剂K2S2O8，得种子乳液；(c)将步骤(b)所得的种子乳液升温至80℃，待种子乳液变蓝后，再滴加步骤(a)所得的预聚体乳液，当预聚体乳液向种子乳液滴加还剩下1/3时，向反应釜加入水解抑制剂乙二醇0.1重量份，然后缓慢加入乙烯基三乙氧基硅烷8重量份和甲基丙烯酸六氟丁酯3重量份，与预聚体乳液同时滴加完毕，保温熟化1h，降温，调节pH值至中性后出料，即得氟碳有机硅改性丙烯酸乳液。实施例2本发明节能防火涂料的一种实施例，本实施例的节能防火涂料采用以下方法制备而成(1)准确称取碳化剂10重量份，发泡剂10重量份，阻燃剂25重量份，钛白粉8重量份，氢氧化镁2重量份，硅藻土3重量份，加到均混器中混合均匀，得防火基料；其中，碳化剂为季戊四醇，发泡剂为三聚氰胺，阻燃剂为聚磷酸铵。(2)准确称取由20％的270目、50％的500目和30％的800目的无机空心材料组成的无机空心材料12重量份，氢氧化镁1重量份，用有机硅烷偶联剂进行改性。将改性后的无机空心材料和氢氧化镁的混合物微粒，加入8重量份二氧化钛、抗老化剂4重量份混合均匀，得反热辐射基料；其中，无机空心材料为中空真空特种玻璃微珠，抗老化剂为H1105水性环氧树脂。(3)先将去离子水8重量份、杀菌剂0.1重量份、分散剂0.8重量份、湿润剂0.2重量份、成膜助剂3重量份和流平剂0.2重量份混合搅拌均匀，在高速分散下加入步骤(1)和步骤(2)中得到的防火基料与反热辐射基料，进行砂磨，然后在搅拌条件下加入38重量份的交联剂、0.2重量份的消泡剂和0.4重量份的增稠剂，调剂pH值至8-9，得节能防火涂料。其中，所述成膜助剂为十二碳醇酯；所述杀菌剂为凯松；所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；所述分散剂为磷酸钾；所述消泡剂为聚硅氧烷；所述增稠剂为缔合型碱溶胀增稠剂；所述润湿剂为烷基酚嵌段聚合物。其中，氟碳有机硅改性丙烯酸乳液采用以下方法制备而成：(a)在加热搅拌反应釜中加入3重量份的乳化剂聚氧乙烯壬基酚醚OP-10、3重量份的乳化剂月桂酸聚氧乙烯(9)酯、20重量份的去离子及3重量份的引发剂K2S2O8，边搅拌边升温加热，然后缓慢加入14重量份的丙烯酸丁酯、14重量份的甲基丙烯酸甲酯和3重量份的功能单体丙烯酸-β-羟丙酯的混合体，乳化1小时，得预聚体乳液；(b)在装有冷凝装置的反应釜中加入去离子水30重量份，2重量份的乳化剂聚氧乙烯壬基酚醚OP-10、3重量份的乳化剂月桂酸聚氧乙烯(9)酯，升温至50℃后缓慢加入丙烯酸丁酯11重量份、甲基丙烯酸甲酯混合单体12重量份，乳化完全后加入4重量份引发剂K2S2O8，得种子乳液；(c)将步骤(b)所得的种子乳液升温至80℃，待种子乳液变蓝后，再滴加步骤(a)所得的预聚体乳液，当预聚体乳液向种子乳液滴加还剩下1/3时，向反应釜加入水解抑制剂乙二醇0.3重量份，然后缓慢加入乙烯基三乙氧基硅烷10重量份和甲基丙烯酸六氟丁酯4重量份，与预聚体乳液同时滴加完毕，保温熟化1h，降温，调节pH值至中性后出料，即得氟碳有机硅改性丙烯酸乳液。实施例3本发明节能防火涂料的一种实施例，本实施例的节能防火涂料采用以下方法制备而成(1)准确称取碳化剂12重量份，发泡剂12重量份，阻燃剂30重量份，钛白粉11重量份，氢氧化镁2重量份，硅藻土5重量份，加到均混器中混合均匀，得防火基料；其中，碳化剂为季戊四醇，发泡剂为三聚氰胺，阻燃剂为聚磷酸铵。(2)准确称取由30％的270目、40％的500目和30％的800目的无机空心材料组成的无机空心材料15重量份，氢氧化镁3重量份，用有机硅烷偶联剂进行改性。将改性后的无机空心材料和氢氧化镁的混合物微粒，加入11重量份二氧化钛、抗老化剂5重量份混合均匀，得反热辐射基料；其中，无机空心材料为中空真空特种玻璃微珠，抗老化剂为H1105水性环氧树脂。(3)先将去离子水10重量份、杀菌剂0.2重量份、分散剂1重量份、湿润剂0.5重量份、成膜助剂5重量份和流平剂0.3重量份混合搅拌均匀，在高速分散下加入步骤(1)和步骤(2)中得到的防火基料与反热辐射基料，进行砂磨，然后在搅拌条件下加入43重量份的交联剂、0.3重量份的消泡剂和0.6重量份的增稠剂，调剂pH值至8-9，得节能防火涂料。其中，所述成膜助剂为十二碳醇酯；所述杀菌剂为凯松；所述流平剂为聚醚改性聚硅氧烷；所述分散剂为磷酸钾；所述消泡剂为聚硅氧烷；所述增稠剂为缔合型碱溶胀增稠剂；所述润湿剂为烷基酚嵌段聚合物。其中，氟碳有机硅改性丙烯酸乳液采用以下方法制备而成：(a)在加热搅拌反应釜中加入5重量份的乳化剂聚氧乙烯壬基酚醚OP-10、5重量份的乳化剂月桂酸聚氧乙烯(9)酯、20重量份的去离子及5重量份的引发剂K2S2O8，边搅拌边升温加热，然后缓慢加入15重量份的丙烯酸丁酯、15重量份的甲基丙烯酸甲酯和3重量份的功能单体丙烯酸-β-羟丙酯的混合体，乳化1小时，得预聚体乳液；(b)在装有冷凝装置的反应釜中加入去离子水30重量份，5重量份的乳化剂聚氧乙烯壬基酚醚OP-10、5重量份乳化剂月桂酸聚氧乙烯(9)酯，升温至50℃后缓慢加入丙烯酸丁酯15重量份、甲基丙烯酸甲酯混合单体15重量份，乳化完全后加入5重量份引发剂K2S2O8，得种子乳液；(c)将步骤(b)所得的种子乳液升温至80℃，待种子乳液变蓝后，再滴加步骤(a)所得的预聚体乳液，当预聚体乳液向种子乳液滴加还剩下1/3时，向反应釜加入水解抑制剂乙二醇0.5重量份，然后缓慢加入乙烯基三乙氧基硅烷15重量份和甲基丙烯酸六氟丁酯5重量份，与预聚体乳液同时滴加完毕，保温熟化1h，降温，调节pH值至中性后出料，即得氟碳有机硅改性丙烯酸乳液。实施例4容器表面受太阳辐射的能量收支平衡图如附图1所示，从图1可看出：当太阳辐射能J入射到涂料层表面时，一部分太阳辐射能被反射回大气中。涂层表面的反射率R越高，则表面吸收的太阳辐射能JA就越小。高反射率是高效太阳辐射隔热涂料的主要特征和主要隔热手段，故又称的太阳热反射涂料。本发明节能防火涂料对太阳光反射率为82-85％。如图1，进入涂料层太阳辐射能中的一部分就在涂层内被吸收，增加涂层蓄热，使外表面温度t表上升。当t表超过环境温度t环后，涂料层就成为一个“沉积热源”，产生“热岛”效应，向大气和罐内双向传热。一部分热能就以对流和辐射方式，从表面涂层向大气散热。提高涂层表面的黑度值ε(即长波辐射能力)，可增加辐射热量，有利于降低t表。节能防火涂料的ε大于0.70。在太空，因无对流散热，ε对表面温度影响非常大。对地面，由于物体表面还存在对流散热及表面温度不是很高，提高ε降低t表的作用，远不如提高R。太阳辐射主要波长范围为0.15-4μm。地面和大气热辐射(又称温度辐射)主要波长范围3～20μm。因此，一般可把前者称为短波辐射，后者称为长波辐射。节能防火涂料表面热力性能，不仅对短波辐射的反射率R很高，而且具有高的热辐射率ε(或半球发射率高)，因此能高效隔除太阳热。实施例5钛白粉选择对本发明节能防火涂料对太阳辐射的反射率的影响如图2所示，金红石型和锐钛型TiO2对太阳辐射的反射率为：对红外光，绝大部分反射；对可见光，大部分反射；对紫外光，部分反射。同样为白色颜料折射率不同，如图3所示，金红石型和锐钛型TiO2的折射率高于其他颜料。从图2、3可看出，TiO2不仅反射率R高，而且折射率也高。如图4、5所示，高折射率颜料光线穿透少，低折射率穿透多。因此本发明提供的节能防火涂料选用TiO2作颜填料。实施例6如图6所示，可以用中空粒子增加反射。所述节能防火涂料采用中空技术的优点为：(1)增加涂层内部界面，通过反射、散射和吸收，降低热辐射；(2)降低比重，减少涂层蓄热能力。节能防火涂料的比重小，为1.08-1.12；(3)增加涂层内部反射，辐射面积。所述节能防火涂料采用真空技术的优点在于可以减少对流，减少传导传热。因此本发明提供的节能防火涂料选用无机空心材料作填料。瓷粒的成分和制造工艺不同，隔热效果不同。从图7中的数据可看出，用特种瓷粒的表面温度比用普通瓷粒低约20℃。因此本发明提供的节能防火涂料优选为中空/真空特种陶瓷微粒。从图8可看出，瓷粒的粒度越小隔热效果越好，但成本越高，本发明所述节能防火涂料中瓷粒的粒度选择200-800目。本发明提供的节能防火涂料实现保温隔热功能的原理如下：从图9可分析出降低散热损失措施。选用导热系数小的材料、增加保温材料厚度，这是常规保温(质量型保温)的主要措施。从图10可看出，保温层内，传热过程十分复杂，其传热方式可分为：对流、传导、辐射。因此增加保温层热阻的措施如下：(1)减少对流传热对流传热主要由保温涂料中的空气来完成，减少对流传热措施为：①空隙形成封闭结构，限制尺寸。当空隙尺寸小于气体分子自由行程时，对流就被限制。②负压或真空。负压下，气体分子自由行程增大，相同空隙尺寸下的气体对流减弱。真空时彻底消除对流传热。(2)减少传导传热传导传热为接触产生，主要由保温材料中的固体来完成，部分由气相完成的，减少传导传热措施为：①选用主晶相、热物理性能、颗粒大小合适的基质固体材料；②增加孔空隙率，减少固体传导。而真空封闭结构，可以减少气体传导传热。(3)减少辐射传热因保温层内有空隙，因此有热辐射，减少辐射传热措施：①选用热反射率高的材料—使热量返回热源但若材料表面涂料的分子波谱(材料的固有频率)与辐射波谱相匹配，热辐射便被吸收，产生二次辐射返回，这就可以保温。②形成反射结构热水瓶综合应用了减少传导、对流、辐射传热的措施，是保温减少散热损失的典型例子，如用软木，要达到同样保温效果，厚度要达0.5米。(4)选用表面热辐射系数小的材料降低涂层表面的黑度值ε(即长波辐射能力)，可减少辐射热量。这是反射型保温的特点。比如热水瓶表面涂水银、管线外表面用铝皮，其重要原因就是水银和铝的黑度值ε很小，对热辐射(长波辐射)的反射率很大。所述节能防火涂料实现保温隔热功能的技术核心是采用特种中空陶瓷微粒做主填料(质量百分含量>70％)，微粒约为200-800目，微粒内空腔为中空和真空。由于采用特种陶瓷微粒，使涂料层内和涂料表面具有良好的热力性能。由于微粒内为空腔，粒径非常小而且为中空，因此起到如下作用：(1)降低涂料层的比重，增加涂料层的空隙率，可减少固体传导；(2)微粒内空隙为封闭结构，而且内径非常小，可限制对流传热；(3)微粒内为真空，可进一步限制对流传热和消除微粒内气相的传导传热；(4)微粒内腔形成大量的反射、辐射面，从而可减少辐射传热。保温涂料的技术核心与隔热型类似，都采用中空陶瓷微粒做主填料，但具体配方及生产工艺等与“WN-125外用柔性抗裂腻子”有所不同，其容重约为380kg/m3。实施例7本发明所述节能防火涂料的使用性能如下：(1)保温效果好其综合导热系数为0.014-0.018w/m2.k，小于静止空气的导热系数。(2)整体性强保温涂料综合了涂料及保温材料的双重特点，干燥后形成有一定强度及弹性的保温层。与传统保温材料相比，保温涂料可与基层全面黏结，整体性强，特别适用于其他保温材料难以解决的异型设备保温，因而有如下优点：①可减少“热桥”效应保温涂料干固后内部呈封闭微孔结构，能天衣无缝地包覆于热力设备的表面，断绝了其他类保温材料接缝和纤维状结构的“热桥”热损失。②防潮性能好，有利于减少湿气对导热系数的影响。水的导热系数为0.582w/m.k，大约为空气导热系数的25倍。从图11可看出，保温材料湿含量增加，其导热系数增加。保温涂料整体性强，有利于减少湿气进入保温涂料。研究和实践表明，由于保温涂料整体性强，与常规保温材料相比，即使其导热系数相同，实际保温效果更好。(3)质轻、层薄，施工相对简单(4)耐腐蚀具有很高的耐酸碱性(5)与物体表面有很好的粘结能力(6)抗压性较好，用于罐顶，涂层1-2mm时，允许上人作业(7)产品无毒、无味、阻燃，储运、应用时无危险性，对环境无害(8)使用寿命长一般保温涂料主要由固体材料(发泡EPS或者发泡水泥做的)和黏结剂组成，如成本较低的复合硅酸盐保温涂料在我国发展很快，是当前应用最广泛的保温涂料，但存在许多缺点：(1)一般保温材料如EPS是助燃材料，一旦发生火灾它是助燃的，而发泡水泥只是难燃材料不会阻燃；(2)一般保温材料是不防水的，一旦渗水那么保温材料肯定进水滑落或者鼓泡开裂；(3)一般保温材料施工难度大，必须先找平-做防水-挂网-上胶水-贴保温材料板-防水-喷涂面漆涂料-罩光防水，材料人工造价高，节能防火涂料只需要底面找平-喷涂涂料就行。虽然节能防火涂料成本较高，但与一般保温涂料相比，有如下优势：(1)干燥周期短，再加上涂层较薄，施工受季节和气候影响小；(2)抗冲击能力强；(3)干燥收缩小，延展性好(延展率大于30％)，使用中不易开裂，长期使用的整体性优于一般保温涂料；(4)对基体的黏结强度大，不易因施工不当造成大面积空鼓现象；(5)装饰性较好。本涂料适用于石化行业的各类球罐、轻质油储罐、重质油储罐、化学品储罐、管线、仓库、船舶、集装箱、槽车、构建筑物内外表面和屋顶表面的隔热、防火、防水、防腐、保温(取代现在高层建筑的保温板)。实施例8以下为球罐应用本发明所述节能防火涂料的实际应用效果的实施例。受太阳辐射，物体表面温度会升高，超过环境温度。涂银粉漆时，球罐顶温度往往达到60℃以上，容易使球罐超压。用节能防火涂料，可把球罐顶控制在50℃以下，降低球罐压力，可取消夏季淋水降温而安全操作。节能防火涂料防腐性好、使用寿命长，有利于减少维修费和罐区美观。某石化分公司2015年9月在G901、G903液化气球罐应用节能防火涂料，并委托第三方进行了测试，测试时环境温度23.6℃。将环境温度算到36℃下的球罐表面温度见表1。用红外热成像技术对球罐向阳面的表面温度场进行了检测。表1环境温度36℃下的球罐表面温度从表1和红外热成像的结果表明：(1)使用节能防火涂料的球罐表面温度，可比用银粉漆低约18℃。(2)使用节能防火涂料后，球罐表面温度分布相对均匀。涂节能防火涂料后，表面温度分布相对均匀，不存在局部热点，而涂银粉漆的球罐表面局部锈蚀。实施例9以下是某石化分公司加氢裂化加热炉外表面应用情况。2015年10月，在加氢裂化加热炉外表面涂刷了2mm厚节能防火涂料，2015年10月23日进行测试，见表2。表2某石化公司加氢裂化加热炉表面温度实测数据无涂料节能防火涂料温降炉子六层平均温度/℃10458.545.5炉子五层平均温度/℃1096841炉子四层平均温度/℃1147737炉子三层平均温度/℃1338449炉子二层平均温度/℃147.59057.5炉子一层平均温度/℃955936表面总平均温度/℃117.0872.7544.33测试时环境温度/℃3434(表面总平均温度-环境温度)/℃83.0838.7844.3测试日期(2015年)10月23日10月26日应用效果：(1)炉外表面温度大幅度降低表面总平均温度由未使用节能防火涂料前的117.08℃降到72.75℃，降低了44.33℃。(2)散热损失降低计算分析表明，散热损失降低62％，表明节能防火涂料的隔热性能十分优异。通过测试对比，可得出应用节能防火涂料的效果为：(1)表面温度明显降低；(2)表面温度差减小；(3)散热损失减小，节能效果显著；(4)达到加热炉表面散热指标要求。实施例10以下为外浮顶油罐应用节能防火涂料的效果的实施例。外浮顶油罐的浮顶浮在油面上，与油面直接接触，不存在油气空间，因此浮顶钢板温度与油品储存温度相差较小。承受载力限制罐顶无保温时，浮顶钢板直接暴露在大气中，势必造成散热量很大。油温越高、环境温度越低、风速越大、散热量就越大。外浮顶油罐容量大，罐顶面积占总散热面积比例大。如表3所示，对一个5万立方米的外浮顶罐，单盘面积已占总散热面积30％以上。外浮顶罐侧壁一般有保温，因此外浮顶油罐散热主要是无保温浮顶的散热。表3单盘与总散热面积之比容量(m3)单盘与总散热面积之比1000015.292000021.733000023.385000035.33对一个5万立方米的浮顶原油罐，如储存温度为50℃、环境温度为20℃，顶部不保温浮盘每平方米散热强度大致为300W，整个浮盘每小时散热量约为850kW.h，其量相当于需用蒸汽1.2t/h。如用节能防火涂料，基本上不增加罐顶负载，罐顶涂上薄薄1-2mm，就可以起到良好的保温作用，而散热损失一般可降低一半，节约蒸汽量约0.6t/h，节能效果相当可观。以下是某石化分公司外浮顶原油罐应用情况2015年11月在2万立方米的015号罐顶喷涂了2mm的节能防火涂料，11月20日进行了015号罐(喷涂节能防火涂料)和019号罐(涂刷环氧丙烯酸防腐漆)的表面温度对比测试。喷涂节能防火涂料的罐体，表面温度下降7.25℃。因罐内油温较低，参见表4，节能率较高(为66.83％)，节约的蒸汽量较少(为0.1t/h)。表4外浮顶原油罐表面温度测试数据各厂外浮项罐应用保温涂料的综合分析。各厂外浮顶罐操作工况不同，应用保温涂料的效果会不同，但有一般规律可循：(1)传热总温差(介质温度-环境温度)越大，罐顶表面温度下降越多；(2)传热总温差越大，罐顶散热强度下降量越多；(3)节能效果均明显，节能率大致都在60％以上。实施例11用所述节能防火涂料与淋水降温的对比分析。所述节能防火涂料的降温效果在大热天可能不及淋水降温效果，但所述节能防火涂料具有如下优势：(1)方便省事。淋水降温操作虽简单，但要正确掌握好淋水的起止时间，不能间断淋水。涂料一经施工完后，就基本上不需要人照料；(2)节能。节约宝贵的水资源。用水喷淋，也需有相关设施，消耗电；(3)发挥降低液体蒸发损耗的时间要长。大小呼吸一年四季都有。用节能防火涂料降温，有利于全年降低蒸发损耗；(4)有利于罐体防腐、罐区美观，减少维修费；(5)适用范围广。例如可用于槽车等移动容器的隔热防火。最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。当前第1页1 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