一种环保涂料的制作方法

本发明涉及一种环保涂料，特别适用于石油化工企业的储罐、油管、运输车辆及管道的节能隔热。

背景技术：

节能减排已经成为我国的一项基本国策，作为耗能大户的石油工业近年来在节能方面投入了大量的人力、物力。在我国的南方及西部地区，由于夏季日照时间长，石油化工企业的储罐表面温度往往高达65℃。为了提高安全系数，抑制罐体发生呼吸效应并且减少油气的挥发，大量的冷淋水需要用于罐体降温，造成了大量资源的浪费。另外，挥发的油气会沉降在罐体周围，带来了一系列的安全隐患。

近年来人们开发出各种隔热涂料，通过在罐体表面喷涂此类功能涂料，将阳光中的红外线部分进行反射从而达到隔热的效果。目前，日本专利jp98-120946公开了一种隔热涂料，其具有一定的隔热效果，但是此类涂料的生产过程中会使用到大量的有机溶剂，挥发的有机溶剂对环境以及人体产生危害，不利于广泛推广。国内的隔热涂料的研发也不够成熟，申请号为03147361.x和99117439.9专利公开的隔热涂料采用的原料成本高，不易推广；功能单一，往往需要在罐体表面喷涂多层涂料才能满足实际使用需要，尚未达到大规模工业化生产阶段。

因此，亟需对现有的涂胶进行改进，使涂料具有良好的隔热、防水和自洁的效果。

技术实现要素：

本发明目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种具有良好隔热、防水和自洁效果的的环保涂料。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种环保涂料，包含以下重量份数的组分：树脂乳液11～34份，纳米陶瓷6～22份，填料12～19份，颜料8～38份，助剂0.9～6份，辅助隔热材料5～16份，荷叶疏水剂0.8～3份，去离子水10～26份。

本发明的环保涂料以水作为溶剂，可以减少有机溶剂的含量，环保涂料中甚至涂料不含有机溶剂，降低对环境和人体的危害；环保涂料中采用纳米陶瓷作为主隔热材料，同时配以辅助隔热材料，有效地协同增加反射太阳光以及热辐射的能力，进而降低储罐、油管或运输车辆及管道的温度，提高安全系数；环保涂料的清洁是一个问题，除了影响美观之外，涂料表面所吸附的灰尘和污垢会降低其对太阳光的反射程度，影响涂料的隔热性能，环保涂料中添加的荷叶疏水剂可以避免上述情况的发生，进一步确保涂料的隔热性能。

作为上述技术方案的改进，所述助剂包括防老剂、增韧剂、分散剂、成膜剂、增稠剂和防腐剂；优选地，防老剂为2，2，4-三甲基-1或n-苯基-α-苯胺等；增韧剂为羧基液体丁腈橡胶、端羧基液体丁腈橡胶、聚硫橡胶、液体硅橡胶、聚醚、聚砜、羧基丁腈橡胶、氯丁橡胶或氯磺化聚乙烯；分散剂为液体石蜡、微晶石蜡、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚丙烯或聚苯乙烯；成膜剂为蛋白成膜剂、丙烯酸树脂成膜剂、丁二烯树脂成膜剂、聚氨酯成膜剂、硝酸纤维成膜剂等；增稠剂为气相白炭黑、有机膨润土、硅藻土、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、干酪素、瓜尔胶、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮；防腐剂为异噻唑啉酮衍生物、苯并米唑酯类、道维希尔-75或1，2-苯并异噻唑啉-3-酮。

作为上述技术方案进一步地改进，所述树脂乳液为环氧树脂乳液、酚醛树脂乳液和丙烯酸树脂乳液中的至少一种。

作为上述技术方案进一步地改进，所述纳米陶瓷为空心结构，纳米陶瓷的细度大小为1.6～13μm。本发明中的纳米陶瓷颜色为白色，为环保涂料的主要隔热组分；同时细度大小为1.6～13μm的纳米陶瓷与荷叶疏水剂协同作用引发荷叶效应，赋予本发明环保材料的自洁功能。

作为上述技术方案进一步地改进，所述填料为火山灰、膨润土、石英砂、高岭土、气相白炭黑和碳酸钙中的至少一种，所述颜料为钛白粉、氧化铁红、酞青蓝和永固黄中的至少一种。

作为上述技术方案更进一步地改进，所述填料和颜料的细度大小为2.2～4.4μm。本发明的填料和涂料的细度大小为2.2～4.4μm，可以提高环保涂料的强度、韧性等，同时加强涂料对太阳光的反射率以及自身辐射率。

作为上述技术方案进一步地改进，所述荷叶疏水剂含有的组分为纳米钛白粉、纳米硫酸钡和纳米二氧化硅中的至少一种。本发明的荷叶疏水剂含有的组分为纳米钛白粉、纳米硫酸钡和纳米二氧化硅中的至少一种，纳米钛白粉、纳米硫酸钡或纳米二氧化硅不仅起到疏水自洁的作用，还能增加环保涂料的稳定性，如耐酸碱、抗老化等。

作为上述技术方案进一步地改进，所述辅助隔热材料为空心无机纤维和空心无机微珠中的至少一种。空心无机纤维和空心无机微珠质量轻体积大，抗压强度高，分散性、流动性和稳定性好；同时，热导系数和收缩率小，有利于环保涂料的隔热性能。

作为上述技术方案更进一步地改进，所述空心无机微珠为空心玻璃微珠。

本发明的有益效果在于：本发明提供一种环保涂料，环保涂料以水作为溶剂，降低对环境和人体的危害；环保涂料中采用纳米陶瓷作为主隔热材料，同时配以辅助隔热材料，有效地协同增加反射太阳光以及热辐射的能力；环保涂料中添加的荷叶疏水剂会降低吸附的灰尘和污垢的影响，确保隔热性能；使用本发明的环保涂料后，储罐、油管、运输车辆及管道的温度可在春夏两季得到明显的下降，一般下降的温度可达20℃以上。

附图说明

图1为本发明实施例1～4环保涂料中纳米陶瓷的扫描电子显微镜图片；

图2为本发明实施例1～4环保涂料的隔热效果图。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例、附表和附图对本发明作进一步说明。

实施例1

一种环保涂料，包含以下重量份数的组分：树脂乳液15份，纳米陶瓷18份，填料15份，颜料13份，助剂3份，辅助隔热材料9份，荷叶疏水剂2份，去离子水25份。

所述树脂乳液为环氧树脂乳液，填料为石英砂，颜料为钛白粉，所述助剂包含以下重量份数的组分：2，2，4-三甲基-10.8份、羧基液体丁腈橡胶0.3份、硬脂酸钙0.3份、丁二烯树脂成膜剂0.9份、干酪素0.3份和苯并米唑酯0.4份，辅助隔热材料为空心无机纤维，荷叶疏水剂含有纳米硫酸钡；纳米陶瓷的细度大小为1.6～13μm，填料和颜料的细度大小为2.2～4.4μm。

实施例2

一种环保涂料，包含以下重量份数的组分：树脂乳液22份，纳米陶瓷21份，填料12份，颜料16份，助剂2份，辅助隔热材料10份，荷叶疏水剂1份，去离子水16份。

所述树脂乳液为酚醛树脂乳液，填料为膨润土，颜料为氧化铁红，所述助剂包含以下重量份数的组分：n-苯基-α-苯胺0.2份、聚硫橡胶0.2份、硬脂酸锌0.6份、硝酸纤维成膜剂0.2份、钠基膨润土0.3份和苯甲酸钠0.5份，辅助隔热材料为空心玻璃微珠，荷叶疏水剂含有纳米二氧化硅；纳米陶瓷的细度大小为1.6～13μm，填料和颜料的细度大小为2.2～4.4μm。

实施例3

一种环保涂料，包含以下重量份数的组分：树脂乳液30份，纳米陶瓷14份，填料18份，颜料8份，助剂2份，辅助隔热材料16份，荷叶疏水剂0.8份，去离子水11.2份。

所述树脂乳液为酚醛树脂乳液和和丙烯酸树脂乳液，酚醛树脂乳液和和丙烯酸树脂乳液粉分别为18份和12份；填料为膨润土和高岭土，膨润土和高岭土分别为8份和10份；颜料为氧化铁红和钛白粉，氧化铁红和钛白粉分别为3份和5份；所述助剂包含以下重量份数的组分：2，2，4-三甲基-10.2份、聚砜0.5份、液体石蜡0.4份、聚氨酯成膜剂0.5份、羟丙基甲基纤维素0.1份和1，2-苯并异噻唑啉-3-酮0.3份；辅助隔热材料为空心玻璃微珠和空心无机纤维，空心玻璃微珠和空心无机纤维分别为9份和7份；荷叶疏水剂含有纳米二氧化硅和纳米硫酸钡；纳米陶瓷的细度大小为1.6～13μm，填料和颜料的细度大小为2.2～4.4μm。

实施例4

一种环保涂料，包含以下重量份数的组分：树脂乳液14份，纳米陶瓷9份，填料19份，颜料20份，助剂4份，辅助隔热材料14份，荷叶疏水剂3份，去离子水17份。

所述树脂乳液为环氧树脂树脂乳液和和丙烯酸树脂乳液，酚醛树脂乳液和和丙烯酸树脂乳液粉分别为10份和4份；填料为火山灰、膨润土和高岭土，火山灰、膨润土和高岭土分别为1份、8份和10份；颜料为酞青蓝和钛白粉，氧化铁红和钛白粉分别为10份和10份；所述助剂包含以下重量份数的组分：n-苯基-α-苯胺0.5份、氯丁橡胶0.8份、硬脂酸锌0.7份、丁二烯树脂成膜剂0.6份、干酪素1份和苯甲酸钠0.4份；辅助隔热材料为空心玻璃微珠和空心无机纤维，空心玻璃微珠和空心无机纤维分别为7份和7份；荷叶疏水剂含有纳米二氧化硅和纳米硫酸钡；纳米陶瓷的细度大小为1.6～13μm，填料和颜料的细度大小为2.2～4.4μm。

实施例5

一种环保涂料，包含以下重量份数的组分：树脂乳液11份，纳米陶瓷22份，填料13份，颜料35份，助剂1份，辅助隔热材料5份，荷叶疏水剂3份，去离子水10份。

所述树脂乳液为环氧树脂乳液，填料为气相白炭黑，颜料为永固黄，所述助剂包含以下重量份数的组分：n-苯基-α-苯胺0.2份、氯丁橡胶0.2份、硬脂酸钙0.2份、硝酸纤维成膜剂0.2份、钠基膨润土0.1份和苯并米唑酯0.1份，辅助隔热材料为空心无机纤维，荷叶疏水剂含有纳米钛白粉；纳米陶瓷的细度大小为1.6～13μm，填料和颜料的细度大小为2.2～4.4μm。

实施例6

一种环保涂料，包含以下重量份数的组分：树脂乳液34份，纳米陶瓷6份，填料16份，颜料13份，助剂6份，辅助隔热材料14份，荷叶疏水剂1.5份，去离子水26份。

所述树脂乳液为环氧树脂乳液，填料为碳酸钙，颜料为永固黄，所述助剂包含以下重量份数的组分：2，2，4-三甲基-11份、聚砜1.3份、液体石蜡1份、丙烯酸树脂成膜剂1.1份、羟丙基甲基纤维素0.6份和1，2-苯并异噻唑啉-3-酮1份，辅助隔热材料为空心玻璃微珠，荷叶疏水剂含有纳米钛白粉；纳米陶瓷的细度大小为1.6～13μm，填料和颜料的细度大小为2.2～4.4μm。

以实施例1～4的环保涂料为研究对象，用扫描电子显微镜观测环保涂料中纳米陶瓷的形态，如图1所示：可见纳米陶瓷颗粒致密化、均匀化，有利于隔热和自洁；对涂覆有环保涂料的材料进行加热，观察隔热效果，如图2所示：左图显示涂覆有环保涂料铁片的下方温度低于上方的温度，右图显示涂覆有环保涂料铁片的温度低于不涂覆有环保涂料铁片的温度，可见环保涂料具有良好的隔热性能；本发明其他实施例的环保涂料具有类似的试验效果。

以实施例1～4的环保涂料为研究对象，测定环保涂料的各项性能，如表1所示。

表1

从表1中，可以看出实施例1～4的环保涂料稳定性好，隔热的性能良好：太阳光反射率和辐射率的系数均比较大，干燥时间短，附着力强；本发明其他实施例的环保涂料具有类似的试验效果。

对比例1

一种环保涂料，与实施例6的区别在于：纳米陶瓷4份，辅助隔热材料18份。其太阳光反射率只有79％，表明涂料中纳米陶瓷含量过低，不能完全发挥隔热填料的隔热效果。

对比例2

一种环保涂料，与实施例6的区别在于：纳米陶瓷23份，辅助隔热材料4份。其太阳光反射率为80％，表明涂料中隔热材料含量过低，即使纳米陶瓷含量高也不能使涂料具有良好的隔热效果。

由此可见，本发明涂料中纳米陶瓷为6～22份且辅助隔热材料为5～16份时，纳米陶瓷和辅助隔热材料起协同隔热的作用。

最后所应当说明的是，以上实施例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同等替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。