本发明涉及涂料
技术领域：
，具体为一种水性隔热防腐涂料及其制备方法。
背景技术：
：近十年来，国家大力提倡新型建筑防水、隔热材料，不断淘汰、限制落后技术产品，所以建筑防水隔热材料的质量应该大有提高，但实际上渗漏情况仍较为严重，并且所谓的隔热功能也没有得到很好的体现。随着涂料技术的发展，防水隔热涂料技术日益成熟，完全由涂刷防水隔热涂料代替防水隔热层的办法已经开始进入实用阶段。在新型防水隔热涂料行业中，丙烯酸树脂类涂料的性能突出，具有耐低温、柔韧性好、粘接强度高等优点，但丙烯酸树脂胶膜耐候性、耐腐性差，所以需要对丙烯酸树脂进行改性，从而减少丙烯酸树脂的缺点，使得胶膜性能得到明显改善，从而使得涂料能够具有更多的优异的性能。技术实现要素：本发明针对现有技术中的不足，提供了一种水性隔热防腐涂料，具有隔热、防水和防腐功能，能涂覆至钢管表面，提高钢管的防腐蚀性能。本发明的另一项发明，提供了一种水性隔热防腐涂料的制备方法，能够制备出具有隔热、防水和防腐功能的涂料。为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种水性隔热防腐涂料，按质量份计，包括以下组分：松香改性水性丙烯酸树脂20~30份；纳米二氧化锆分散液1~5份；硅气凝胶5~8份；滑石粉0.5~1份；铝粉0.3~0.7份；空心微珠0.2~0.5份；助剂3~4份；防腐颜料0.5~0.8份。这样设置，本发明中的涂料配方包含纳米二氧化锆分散液与松香改性水性丙烯酸树脂联结于一体，纳米二氧化锆分散液的加入使得涂料能够具有良好的耐酸；耐碱的状态。锆作为稀土元素，而稀土元素具有独特的电子组态，为表面活性物质，具有突出的化学活性和优异的截面性能，所以稀土的加入有利于涂料中各组元间在界面处彼此之间相互作用，达到整个涂料体系处于最稳定的状态。当涂料工作时，涂覆在金属管道的表面时，涂料组织结构致密均匀，热应力均匀，能够填充金属表面间隙，且涂料内混有稀土锆元素，二氧化锆在低温下为单斜晶体，具有相对较强的硬度，涂于金属表面管道时，可增加其附着力，并适当提高金属管道硬度。所以，本涂料涂覆在金属管道表面时，具有耐酸、耐碱，并能够提高金属管道硬度的效果。进一步优化，所述防腐颜料为磷酸铁。进一步优化，所述助剂包括消泡剂、增稠剂、分散剂、润湿剂。所述增稠剂为聚丙烯酸酯增稠剂防流挂、防沉降、易于涂料施工及储存；所述分散剂能帮助颜料、填料的润湿、分散并保持稳定；所述润湿剂为基材润湿剂，可降低液态与固态之间的表面张力。进一步优化，所述消泡剂采用聚醚类消泡剂。一种水性隔热防腐涂料的制备方法，包括以下步骤，s1:往混料机内加入所述的松香改性水性丙烯酸树脂、纳米二氧化锆分散液、30%~40%的消泡剂、30%~40%的分散剂，并搅拌至少10分钟，搅拌速度为300~500r/min;s2:加入所得滑石粉、铝粉、空心微珠、硅气凝胶，并将搅拌速度调至1500~2000r/min，搅拌30~45min；s3:加入剩余的助剂，继续搅拌3~4h,出料即得最终产品。进一步优化，所述松香改性水性丙烯酸树脂采用如下制备方法：s1制备马来松香丙烯醇酯：取30~40g松香碾细后加入至三口烧瓶中，并加入100~120ml石油醚，并加入15~20ml的丙烯醇，搅拌，冷凝回流，加热至90℃，再缓慢加热至220~230℃，反应5小时，冷却至室温，经提纯干燥得到较为纯净的马来松香丙烯醇酯；s2:制备改性丙烯酸乳液和改性松香改性水性丙烯酸树脂：按质量份计，包括丙烯酸丁酯20份，乙酸乙酯10份，过硫酸钾2份,op-10乳化剂0.8份，sds乳化剂1份,去离子水100份，先将乳化剂op-10、sds和30%去离子水加入至烧瓶中，边搅拌边升温至60℃，然后加入20%丙烯酸丁酯、乙酸乙酯及丙烯酸混合单体，以及35%的过硫酸钾引发剂,持续20~30min，升温至85℃反应30min，取适量的马来松香丙烯醇酯溶于剩余的混合单体中，然后将剩余的混合单体和引发剂，加入至烧瓶中，升温至90℃，保温反应30min，即得改性松香改性水性丙烯酸树脂。进一步优化，所述纳米二氧化锆分散液采用如下制备方法：s1:首先配好zrocl2和氨水溶液，然后在搅拌的过程中将zrocl2溶液加入到氨水溶液中，然后将溶液抽滤得到氢氧化锆凝胶，最后加入到无水乙醇中搅拌得到乙醇锆凝胶；s2:加入步骤s1得到乙醇锆凝胶，油酸，油胺和乙醇混合搅拌，然后转移到高压反应釜内，溶剂热反应，得到纳米二氧化锆；s3:将步骤s2中得到的纳米二氧化锆加入到溶剂中得到纳米二氧化锆透明分散液。本发明提供的一种水性隔热防腐涂料及其制备方法，添加松香制备松香改性水性丙烯酸树脂、松香可增加漆膜附着力，减少漆膜起皱、提高漆膜的光泽和干燥速率；且加入二氧化锆稀土分散液，二氧化锆中的锆为镧系元素，锆的熔点高、硬度大、性质稳定，由于不溶于非氧化性酸，所以不与多数冷的酸碱反应，是良好的抗酸、抗碱的耐腐蚀原料，使得制得的本涂料具有很强抗酸、抗碱的能力。通过添加松香改性水性丙烯酸树脂、二氧化锆稀土分散液制备本涂料，且在制备过程中加入了二氧化硅气凝胶以及各类助剂和填料尤其是空心微珠，空心微珠可以增加耐磨性、并具有反射光线的作用等功效，硅气凝胶由于其热导率较低，是目前热导率最低的材料，可以用作至涂料中作为隔热层，使得涂料的隔热性能有了大大的提高，且助剂内添加了磷酸铁作为防腐填料，有利于涂料附着在金属管道表面时，磷酸铁相当于填充物，能够填充金属表面存在的间隙，且置换出间隙中的空气，防止金属表面受到腐蚀。综上所述，本发明所制备的一种水性隔热防腐涂料在现有的涂料配方内添加了二氧化锆稀土分散液，由于二氧化锆中的锆为镧系元素，锆的熔点高、硬度大、性质稳定，由于不溶于非氧化性酸，所以不与多数冷的酸碱反应，是良好的抗酸、抗碱的耐腐蚀原料。本发明的其中一个原料为松香改性水性丙烯酸树脂，通过添加松香的引入至水性丙烯酸树脂中进行改性，可增加漆膜附着力，减少漆膜起皱、提高漆膜的光泽和干燥速率。具体实施方式基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。实施例1：一种水性隔热防腐涂料，按质量份计，包括以下组分：松香改性水性丙烯酸树脂20份；纳米二氧化锆分散液1份；硅气凝胶5份；滑石粉0.5份；铝粉0.3份；空心微珠0.2份；助剂3份；防腐颜料0.5份。消泡剂为甘油聚氧丙烯醚，增稠剂为马来酸酐、丙烯酸酯、n，n-亚甲基双丙烯酰胺单体聚合而成；分散剂为聚乙二醇；润湿剂为烷基聚氧乙烯醚。实施例2：一种水性隔热防腐涂料，按质量份计，包括以下组分：松香改性水性丙烯酸树脂22份；纳米二氧化锆分散液2份；硅气凝胶6份；滑石粉0.5份；铝粉0.3份；空心微珠0.2份；助剂3份；防腐颜料0.5份。消泡剂为甘油聚氧丙烯醚，增稠剂为马来酸酐、丙烯酸酯、n，n-亚甲基双丙烯酰胺单体聚合而成；分散剂为聚乙二醇；润湿剂为烷基聚氧乙烯醚。实施例3：一种水性隔热防腐涂料，按质量份计，包括以下组分：松香改性水性丙烯酸树脂24份；纳米二氧化锆分散液3份；硅气凝胶8份；滑石粉0.5份；铝粉0.3份；空心微珠0.2份；助剂3份；防腐颜料0.5份。消泡剂为甘油聚氧丙烯醚，增稠剂为马来酸酐、丙烯酸酯、n，n-亚甲基双丙烯酰胺单体聚合而成；分散剂为聚乙二醇；润湿剂为烷基聚氧乙烯醚。实施例4：一种水性隔热防腐涂料，按质量份计，包括以下组分：松香改性水性丙烯酸树脂25份；纳米二氧化锆分散液4份；硅气凝胶5份；滑石粉0.5份；铝粉0.5份；空心微珠0.2份；助剂3份；防腐颜料0.5份。消泡剂为甘油聚氧丙烯醚，增稠剂为马来酸酐、丙烯酸酯、n，n-亚甲基双丙烯酰胺单体聚合而成；分散剂为聚乙二醇；润湿剂为烷基聚氧乙烯醚。实施例5：一种水性隔热防腐涂料，按质量份计，包括以下组分：松香改性水性丙烯酸树脂25份；纳米二氧化锆分散液5份；硅气凝胶5份；滑石粉0.5份；铝粉0.7份；空心微珠0.2份；助剂3份；防腐颜料0.5份。消泡剂为甘油聚氧丙烯醚，增稠剂为马来酸酐、丙烯酸酯、n，n-亚甲基双丙烯酰胺单体聚合而成；分散剂为聚乙二醇；润湿剂为烷基聚氧乙烯醚。实施例6：一种水性隔热防腐涂料，按质量份计，包括以下组分：松香改性水性丙烯酸树脂30份；纳米二氧化锆分散液5份；硅气凝胶5份；滑石粉1份；铝粉0.7份；空心微珠0.5份；助剂4份；防腐颜料0.5份。消泡剂为甘油聚氧丙烯醚，增稠剂为马来酸酐、丙烯酸酯、n，n-亚甲基双丙烯酰胺单体聚合而成；分散剂为聚乙二醇；润湿剂为烷基聚氧乙烯醚。实施例7：一种水性隔热防腐涂料，按质量份计，包括以下组分：松香改性水性丙烯酸树脂30份；纳米二氧化锆分散液5份；硅气凝胶8份；滑石粉1份；铝粉0.7份；空心微珠0.5份；助剂4份；防腐颜料0.8份。消泡剂为甘油聚氧丙烯醚，增稠剂为马来酸酐、丙烯酸酯、n，n-亚甲基双丙烯酰胺单体聚合而成；分散剂为聚乙二醇；润湿剂为烷基聚氧乙烯醚。对照组1：水性丙烯酸树脂30份；纳米二氧化锆分散液5份；硅气凝胶8份；滑石粉1份；铝粉0.7份；空心微珠0.5份；助剂4份；防腐颜料0.8份。消泡剂为甘油聚氧丙烯醚，增稠剂为马来酸酐、丙烯酸酯、n，n-亚甲基双丙烯酰胺单体聚合而成；分散剂为聚乙二醇；润湿剂为烷基聚氧乙烯醚。对照组2：水性丙烯酸树脂30份；水溶液分散液5份；硅气凝胶8份；滑石粉1份；铝粉0.7份；空心微珠0.5份；助剂4份；防腐颜料0.8份。消泡剂为甘油聚氧丙烯醚，增稠剂为马来酸酐、丙烯酸酯、n，n-亚甲基双丙烯酰胺单体聚合而成；分散剂为聚乙二醇；润湿剂为烷基聚氧乙烯醚。对照组3：松香改性水性丙烯酸树脂30份；纳米二氧化锆分散液5份；滑石粉1份；铝粉0.7份；空心微珠0.5份；助剂4份；防腐颜料0.8份。消泡剂为甘油聚氧丙烯醚，增稠剂为马来酸酐、丙烯酸酯、n，n-亚甲基双丙烯酰胺单体聚合而成；分散剂为聚乙二醇；润湿剂为烷基聚氧乙烯醚。实施例1-7的水性隔热防腐涂料的制备方法，包括以下步骤，s1:往混料机内加入所述的松香改性水性丙烯酸树脂、纳米二氧化锆分散液、35%的消泡剂、35%的分散剂，并搅拌至少10分钟，搅拌速度为400r/min;s2:加入所得滑石粉、铝粉、空心微珠、硅气凝胶，并将搅拌速度调至1500r/min，搅拌40min；s3:加入剩余的助剂，继续搅拌4h,出料即得最终产品。其中制备松香改性水性丙烯酸树脂采用如下制备方法：s1制备马来松香丙烯醇酯：取30g松香碾细后加入至三口烧瓶中，并加入100ml石油醚，并加入15ml的丙烯醇，搅拌，冷凝回流，加热至90℃，在缓慢加热至220℃，反应5小时，冷却至室温，经提纯干燥得到较为纯净的马来松香丙烯醇酯；s2:制备改性丙烯酸乳液和改性松香改性水性丙烯酸树脂：按质量份计，包括丙烯酸丁酯20份，乙酸乙酯10份，过硫酸钾2份,op-10乳化剂0.8份，sds乳化剂1份,去离子水100份，先将乳化剂op-10、sds和30%去离子水加入至烧瓶中，边搅拌边升温至60℃，然后加入20%丙烯酸丁酯、乙酸乙酯及丙烯酸混合单体，以及35%的过硫酸钾引发剂,持续25min，升温至85℃反应30min，取适量的马来松香丙烯醇酯溶于剩余的混合单体中，然后将剩余的混合单体和引发剂，加入至烧瓶中，升温至90℃，保温反应30min，即得改性松香改性水性丙烯酸树脂。其中制备纳米二氧化锆分散液采用如下制备方法：s1:首先配好zrocl2和氨水溶液，然后在搅拌的过程中将zrocl2溶液加入到氨水溶液中，然后将溶液抽滤得到氢氧化锆凝胶，最后加入到无水乙醇中搅拌得到乙醇锆凝胶；s2:加入步骤s1得到乙醇锆凝胶，油酸，油胺和乙醇混合搅拌，然后转移到高压反应釜内，溶剂热反应，得到纳米二氧化锆；s3:将步骤s2中得到的纳米二氧化锆加入到溶剂中得到纳米二氧化锆透明分散液。对照组1-3的制备方法大体与实施例1-7的制备方法类似，区别在于对照组1采用水性丙烯酸树脂作为涂料成分，即不添加松香进行改性。对照组2，则不添加纳米二氧化锆分散液成分。对照组3，则不添加硅气凝胶成分。制备完涂料后，置于室温23±2℃,相对湿度（55±5）%,保存48h，然后按照gb19250-2003测试各个实施例以及对照组的物理力学性能，采用gb1743-79(89)测试漆膜光泽，并采用固定角度的光电光泽计，结果以漆膜表面来的正反射光量与在同一条件下，从标准板表面来的正反射光量之比的百分数表示，本测量采用60°入射角。采用漆膜划格法对漆膜进行附着力的测试。表1各个实施例以及对照组的涂料物理力学性能的测试具体数值表干时间（h）光泽（%）反射率（%）剥落面积（%）实施例11.586.285.512.63实施例21.388.387.611.45实施例31.389.690.110.56实施例41.290.584.38.56实施例51.1590.685.58.51实施例6193.584.65.46实施例7193.691.32.56对照组13.580.691.116.35对照组21.6787.590.819.46对照组31.5686.472.310.56从上表1中松香改性水性丙烯酸树脂的加入减少了表干时间，减少了漆膜表干时间，且根据松香改性水性丙烯酸树脂加入的量表干时间有一定程度的减少，但减少效果不明显。松香改性水性丙烯酸树脂的加入对漆膜表面光泽也有一定程度的提高。松香改性水性丙烯酸树脂的加入也相应减少了剥落面积，即提高了漆膜的附着力，但随着用量的增加，剥落面积也有一定的减少。其反射性能即对太阳光的反射能力由于硅气凝胶的有无，而有较大的差别，但随着硅气凝胶的用量变化，反射能力变化不明显，从表中也可得出涂料的隔热效果较好。为测试各个实施例以及对照组的防腐能力，将各个实施例以及对照组的漆膜涂覆在相同的金属基材上，并采用盐雾试验来各个实施例进行验证，盐雾试验模拟海洋或含盐潮湿地区气候的环境，模拟涂料涂敷在金属管道后，各种金属管道适用的环境。根据gb/t1771—91《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》。选择在5%的盐水中测试，现有的防腐涂料一般在盐雾试验时一般10小时腐蚀掉1μm，3μm的厚度，表2为各个实施例分别进行盐雾试验所腐蚀掉的涂层厚度。表2不同时间段各个实施例以及对照组的腐蚀情况10小时100小时500小时673小时实施例1无变化无变化无变化腐蚀掉1μm实施例2无变化无变化无变化腐蚀掉1μm实施例3无变化无变化无变化腐蚀掉1μm实施例4无变化无变化无变化腐蚀掉1μm实施例5无变化无变化无变化无变化实施例6无变化无变化无变化无变化实施例7无变化无变化无变化无变化对照组1无变化无变化无变化腐蚀掉1μm对照组2腐蚀掉1μm腐蚀掉2μm腐蚀掉4μm腐蚀掉6μm对照组3无变化无变化无变化腐蚀掉1μm从上述表2可知，经过盐雾试验后，对照组中由于未添加纳米二氧化锆分散液的成分，10小时后出现了腐蚀情况，且随着时间增大腐蚀情况越严重，实施例1~7以及对照组1、3由于添加了纳米二氧化锆分散液，所以直到673小时左右才出现腐蚀情况，防腐蚀效果较好。综上所述，本发明中的涂料添加松香制备松香改性水性丙烯酸树脂、松香可增加漆膜附着力，减少漆膜起皱、提高漆膜的光泽和干燥速率；且加入二氧化锆稀土分散液，二氧化锆中的锆为镧系元素，锆的熔点高、硬度大、性质稳定，由于不溶于非氧化性酸，所以不与多数冷的酸碱反应，是良好的抗酸、抗碱的耐腐蚀原料，使得制得的本涂料具有很强抗酸、抗碱的能力。通过添加松香改性水性丙烯酸树脂、二氧化锆稀土分散液制备本涂料，且在制备过程中加入了二氧化硅气凝胶以及各类助剂和填料尤其是空心微珠，空心微珠可以增加耐磨性、并具有反射光线的作用等功效，硅气凝胶由于其热导率较低，是目前热导率最低的材料，可以用作至涂料中作为隔热层，使得涂料的隔热性能有了大大的提高，且助剂内添加了磷酸铁作为防腐填料，有利于涂料附着在金属管道表面时，磷酸铁相当于填充物，能够填充金属表面存在的间隙，且置换出间隙中的空气，防止金属表面受到腐蚀。本发明中的涂料配方包含纳米二氧化锆分散液与松香改性水性丙烯酸树脂联结于一体，稀土纳米二氧化锆分散液的加入使得涂料能够具有良好的耐酸；耐碱的状态。而稀土元素具有独特的电子组态，为表面活性物质，具有突出的化学活性和优异的截面性能，所以稀土的加入有利于涂料中各组元间在界面处彼此之间相互作用，达到整个涂料体系处于最稳定的状态。当涂料工作时，涂覆在金属管道的表面时，涂料组织结构致密均匀，热应力均匀，能够填充金属表面间隙，且涂料内混有稀土锆元素，二氧化锆在低温下为单斜晶体，具有相对较强的硬度，涂于金属表面管道时，可增加其附着力，并适当提高金属管道硬度。所以，本涂料涂覆在金属管道表面时，具有耐酸、耐碱，并能够提高金属管道硬度的效果。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。本发明的范围由所附权利要求进行限定，而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12