技术领域
[0001] 本
发明涉及一种防腐涂层材料的及其制备方法，尤其是涉及一种高效节能热屏蔽降温防腐涂层材料的及其制备方法。
背景技术
[0002] 由太阳热
辐射引起
建筑物、工业设备、运输工具等表面
温度过高给工业生产和人们的日常生活带来诸多问题和不便。而另一方面，油品储罐、热工设备、冬季建筑物等大多处于较环境更高的温度中，
热损失常年存在于这些物体中，耗费了大量的
能源。因此，
隔热保温涂料的研究与应用具有重大的经济效益和社会效益。研究一种环保性的具有隔热保温功能的节能型涂料是涂料行业一直追求的目标。为此，己有多项
专利申请，如中国专利CN1621459的“太阳热智能控温涂料”，CN1583908的“一种太阳热反射隔热涂料”、CN1249321A的“
水性反辐射隔热涂料”，这些涂料中或存在可反射
波长范围有局限、保温隔热效果不足、涂膜弹性稍差的
缺陷，或存在对可见光及红外光的反射性不足、对于
远红外线不具有高的反射率，或存在只能制备成白色涂料，其它
颜色品种则存在隔热效果差等弱点。中国专利CN1105090A所述
硅镁
铝复合绝热涂料系由硅镁铝氮化物与
粘合剂组成，是一种涂刷于管道、设备上的绝热涂料，这种涂料的特点是导热系数低，主要用作保温，但涂层厚度需达2.5mm以上才具有一定的隔热保温效果；中国专利CN1106051A所述的隔热保温涂料的制作方法是：采用成浆材料、轻质填料、粘结剂和水，但其涂层厚度在3.8mm以上才有明显的保温效果，是一种厚质型的保温涂料。
发明内容
[0003] 本发明的目的就是为了克服上述
现有技术存在的缺陷而提供一种集防腐、热阻隔、热反射与热辐射于一体的高效节能热屏蔽降温防腐涂层材料。
[0004] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005] 一种高效节能热屏蔽降温防腐涂层材料，为由防腐底层、隔热中层、热辐射
面层构成的三层
复合材料，
[0007] 所述的隔热中层由三组分涂料以及
固化剂按重量比为35-50：1构成，[0008] 所述的热辐射面层为以聚
氨酯
树脂为成膜物质的复合面层。
[0009] 所述的隔热中层的三组分涂料包括以下组分及重量份含量：
[0010] A组分：
环氧树脂100、添加剂50-120、防锈颜料8-25，
[0011] B组分：纳米多孔性物质100-200、玻璃微珠20-30，
[0013] 所述的环氧树脂为普通型环氧树脂或改性环氧树脂，所述的添加剂选自体质填料、
表面活性剂、
流平剂或
偶联剂中的一种或几种，所述的混合溶剂为苯类、醇类、酯类及其衍
生物的三者的混合物或者其中两者的混合物，所述的固化剂为胺类固化剂。
[0014] 所述的普通型环氧树脂为双酚A型液体环氧树脂或者双酚A型固体环氧树脂，所述的双酚A型液体环氧树脂包括市售的E-55、E-51或E-44双酚A型液体环氧树脂，所述的双酚A型固体环氧树脂包括市售的E-42、E-35、E-31、E-20、E-12、E-06或E-03双酚A型固体环氧树脂，
[0015] 所述的体质填料包括重晶石粉、沉淀
硫酸钡、轻质
碳酸
钙、滑石粉、瓷土、
云母粉、
石棉粉、
石英粉、碳酸镁、
钛白粉、氧化锌或硫化锌，
[0016] 所述的表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠、长链多氨基酞胺
磷酸盐、聚缩酸钠盐、十八烷酸胺乙基、二甲基、β-羟乙基胺三
硝酸盐、十八烷酸胺丙基或二甲基β-羟乙基按三磷酸二氢盐，
[0017] 所述的流平剂为聚酯有机硅，
[0018] 所述的偶联剂包括乙烯基硅烷、甲基
丙烯酸氧基硅烷、氨基硅烷或
烃基硅烷，[0019] 所述的混合溶剂是体积比为2-5：1的二
甲苯与正丁醇的混合溶剂、体积比为1.5-4：1的甲苯与异丙醇的混合溶剂、体积比为1.5-3：2-3：1-2的甲苯、甲醇与乙酸乙酯的混合溶剂、体积比为2-5：1的甲苯与正丁醇为的混合溶剂、体积比为3-6：1的二甲苯与异丁醇的混合溶剂、体积比为2-4：1-3：1的乙酸乙酯、甲苯与正丁醇的混合溶剂或体积比为2-5∶1的甲苯与异丁醇的混合溶剂，
[0020] 所述的胺类固化剂为乙二胺、三乙撑四胺、聚酸胺、二乙胺基丙胺或改性胺类固化剂，所述的改性胺类固化剂包括酚
醛一己二胺缩合物、环氧丙烷丁基醚一二乙撑三胺加成物、N一氨乙基呱嗓或二
酮丙烯酞胺的胺基加成物。
[0021] 所述的防锈颜料为铝粉、玻璃鳞片、
石墨、云母氧化
铁、磷酸锌、三聚磷酸铝、三聚磷酸钛、以及铬锌黄、四盐基铬酸锌、铬酸锶或有机铬酸盐，
[0022] 所述的纳米多孔性物质为纳米三氧化二铝，纳米三氧化二铁，纳米氧化锆或纳米二氧化钛。
[0023] 所述的热辐射面层采用以下组分及重量份含量的原料：
[0024] 聚氨酯树脂30-50、改性隔热
硅酸盐空心填料5-10、太阳光反射性颜料5-15、改性隔热TiO2填料5-10、远红外辐射陶瓷填料5-10、玻璃微珠5-10、氧化锌
纳米级微粉1-2、
消光剂2-6、润湿分散剂1-4、溶剂15-20、填料5-10。
[0025] 所述的改性隔热硅酸盐空心填料为表面改性空心
二氧化硅-三氧化二铝结构微球，提高其红外反射性及在不同基材中的分散性，具有隔热和保温性能，
[0026] 所述的太阳光反射性颜料包括白色颜料二氧化钛、黄色颜料镍锑钛化合物或棕色颜料铁铬钛化合物，各颜料的太阳光反射率为：白色颜料75％、黄色颜料71％，[0027] 所述的改性隔热TiO2填料为TiO2包覆玻璃微珠材料，
[0028] 所述的远红外辐射陶瓷填料为含有三氧化二铝、氧化镁、氧化锌、二氧化硅、二氧化铬或二氧化钛金属氧化物成份的陶瓷粉，
[0029] 所述的溶剂为甲苯、甲醇、
乙醇、正丁醇或乙酸乙酯。
[0030] 所述的填料选自氧化锌、滑石粉、碳酸钙、硅灰石粉或云母粉中的一种或几种。
[0031] 所述的改性隔热TiO2填料采用以下方法制备得到：将玻璃微珠加到蒸馏水中，加入量为1g玻璃微珠／10g蒸馏水，滴加1％表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，用磁
力恒温搅拌器使溶液混合均匀并控制温度，缓慢滴加硫酸钛溶液，用
氨水始终维持体系的pH值，反应持续6h，水洗至pH值为7，烘干后在600℃
煅烧得到。
[0032] 所述的防腐底层、隔热中层、热辐射面层的厚度比为1：4：0.8。
[0033] 所述的防腐底层、隔热中层、热辐射面层的总厚度为0.4-0.8mm。
[0034] 与现有技术相比，本发明克服已有隔热保温涂料涂层的缺点，为隔热涂料增加一种隔热效果好，导热系数低，隔热保温重防腐的新品种，能在建筑业的
钢结构
屋顶和玻璃
幕墙；石油工业的海上钻井平台、油罐、石油管道；运输业的
汽车、火车、飞机表面；造船工业的
船壳、甲板；以及坦克、军舰、火箭、
宇宙飞船等，起到阻止热传导，以降低暴露在太阳热辐射下装备的表面温度和内部
环境温度，改善工作环境，提高安全性的作用。
[0035] 金属用防护涂层的涂层结构基本都分为两部分，分别为起粘结和防锈作用的底涂层和起抗老化和装饰作用的面涂层。为了保障金属装备涂层在苛刻条件下的完整性、功能性和工作寿命，实现高效降温、防腐的目的，通过对不同结构的防护涂层的防腐性能、降温性能、隐身性能进行测试，设计了集防腐、热阻隔、热反射与热辐射于一体的迷彩降温复合涂层结构，具体包括以下优点：
[0036] (1)涂层由三层结构组成，分别起到不同的作用，底层主要起封闭，防锈作用，中层主要起隔热，保温作用，面层主要起太阳光和红外光反射作用，还能起延缓反射性衰减的保护作用，三层的协同效应使该涂层具有隔热，保温，耐沾污性好，使用寿命长的特点；
[0037] (2)现有技术中，
隔热涂层一般由中空微珠单一物构成，在本发明中则采用了多种功能粉体材料的复合物，包括使用了具有太阳光反射性能和远红外反射性能的粉体材料，低导热系数中空粉体材料及具有太阳光反射性能的颜料，因此，本发明的中层和面层除具有隔热保温性能外，还具有很强的热反射性能，以保证涂层在较薄(总厚度小于等于0.6毫米)的情况下仍能保持良好的保温隔热性；
[0038] (3)由于在涂料组份中添加了具有红外反辐射作用的陶瓷填料以及隔热硅酸盐空心填料和太阳光反射性的颜料，有效地提高了该涂料的隔热保温效果，做到涂层厚度在300um左右即有十分显著的隔热效果；
[0039] (4)由于在涂料组份中添加了改性隔热TiO2填料。玻璃微珠作为一种填料独到之处在于它是空心球形、
密度小且导热系数小，利用其中空导热系数小的特点，增强涂料的隔热性能。另外，涂料干燥后，中空微珠紧密排列起来，形成一个完整的空心隔离层，具有良好的隔热效果，在空心微珠表面附上一层TiO2
薄膜，由于TiO2的太阳光
反射比高，增强其反射
太阳辐射与阻止热传导的能力，进而达到隔热的目的。集节能、
隔音、隔热保温多种功能于一身。
[0040] (5)涂膜了本发明涂层的样板，其太阳光反射比：0.8.；半球发射率：0.85；
近红外光反射比：0.8。涂层厚度为0.5mm的样板
箱体，与空白对照箱体的温度差可达6℃以上。
附图说明
[0041] 图1为本发明涂覆在基体上的结构示意图。
[0042] 图中，1为基体、2为防腐底层、3为隔热中层、4为热辐射面层。
具体实施方式
[0043] 下面结合附图和具体
实施例对本发明进行详细说明。
[0044] 实施例1
[0045] 一种高效节能热屏蔽降温防腐涂层材料，涂覆在基体1上的结构如图1所示，是防腐底层2、隔热中层3、热辐射面层4构成的三层复合材料。各层厚度之比为底层：中层：面层为1：4：0.8，本发明三层涂层总厚度范围为0.4-0.8mm。
[0046] 本发明的底层相对于金属基体为环氧富锌漆，如江苏奥顿化工涂料有限公司的产品无机环氧富锌底漆H06-4，如江苏奥顿化工涂料有限公司的产品抗
碱封闭底漆H53-51。
[0047] 隔热中层的组分包括以下组成及重量份含量：
[0048] 1环氧树脂E-44 35
[0049] 2氧化铁红 20
[0050] 3云母氧化铁 20
[0051] 4滑石粉 5
[0052] 5硫酸钡 8
[0053] 6铝粉浆 1
[0055] 8混合溶剂 10
[0056] 混合溶剂为二甲苯：正丁醇按体积比3：1混合得到的溶剂。
[0057] 热辐射面层的组分包括以下组成及重量份含量：
[0058]
[0059]
[0060] 本发明涂层的中隔热中层具体生产工艺为：原料分析化验合格后，按配方称取混合溶剂，环氧树脂，放入分散釜中，直至环氧树脂溶解，将添加剂，防锈颜料，纳米陶瓷粉、玻璃微珠加入混合溶液中，在高速
搅拌机中进行搅拌，分散。所得混合
浆液放入砂磨机中，调节砂磨机最佳转速，
研磨48小时，进行产品检验，合格后即可过滤
包装。
[0061] 本发明涂层的热辐射面层的生产方法如下：将实例中第1～第5种组分及分散剂、消泡剂等予以混合，再将颜填料及反辐射粉、部分隔热粉料加入，在高速分散机中散成糊状，将糊状物经研磨机研磨至一定细度，再经高速分散机，添加多种乳液、部分隔热、消泡剂、流平剂、
增稠剂。搅拌均匀，即成本发明所述的高效节能热屏蔽降温防腐涂料。
[0062] 制备得到的防腐涂料按HG／T4341-2012金属表面用热反射隔热涂料进行检测[0063] 经检测达到如下指标：
[0064] 涂膜外观：涂膜正常
[0065] 不挥物含量／％：51
[0066] 干燥时间／h：
[0067] 表干：4
[0068] 实干：24
[0069] 耐冲击性／cm：50
[0071] 耐水性(48h)：涂膜无异常
[0072] 耐酸性(168h)：涂膜无异常
[0073] 耐碱性(168h)：涂膜无异常
[0074] 耐盐雾性720h)：涂膜无异常
[0075] 太阳光反射比：0.8
[0076] 半球发射率：0.85
[0077] 近红外光反射比：0.8
[0078] 实施例2
[0079] 一种高效节能热屏蔽降温防腐涂层材料，为由防腐底层、隔热中层、热辐射面层构成的三层复合材料，防腐底层、隔热中层、热辐射面层的厚度比为1∶4：0.8。防腐底层、隔热中层、热辐射面层的总厚度为0.4mm。防腐底层为环氧富锌漆，隔热中层由三组分涂料以及固化剂按重量比为35：1构成，热辐射面层为以聚氨酯树脂为成膜物质的复合面层。
[0080] 其中，隔热中层的三组分涂料包括以下组分及重量份含量：
[0081] A组分：环氧树脂100、添加剂50、防锈颜料8，
[0082] B组分：纳米多孔性物质100、玻璃微珠20，
[0083] C组分：混合溶剂40。
[0084] 环氧树脂为市售的双酚A型液体环氧树脂，添加剂为重晶石粉体质填料，混合溶剂为二甲苯：正丁醇为2：1的混合物，固化剂采用乙二胺。
[0085] 所述的热辐射面层采用以下组分及重量份含量的原料：聚氨酯树脂30、改性隔热硅酸盐空心填料5、太阳光反射性颜料5、改性隔热TiO2填料5、远红外辐射陶瓷填料5、玻璃微珠5、氧化锌纳米级微粉1、消光剂2、润湿分散剂1、溶剂甲苯15、填料5。
[0086] 改性隔热硅酸盐空心填料为表面改性空心二氧化硅-三氧化二铝结构微球，提高其红外反射性及在不同基材中的分散性，具有隔热和保温性能，太阳光反射性颜料包括白色颜料二氧化钛、黄色颜料镍锑钛化合物或棕色颜料铁铬钛化合物，各颜料的太阳光反射率为：白色颜料75％、黄色颜料71％，改性隔热TiO2填料为TiO2包覆玻璃微珠材料，远红外辐射陶瓷填料为含有三氧化二铝的陶瓷粉，填料为氧化锌。
[0087] 改性隔热TiO2填料采用以下方法制备得到：将玻璃微珠加到蒸馏水中，加入量为1g玻璃微珠／10g蒸馏水，滴加1％表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，用磁力恒温搅拌器使溶液混合均匀并控制温度，缓慢滴加硫酸钛溶液，用氨水始终维持体系的pH值，反应持续6h，水洗至pH值为7，烘干后在600℃煅烧得到。
[0088] 经检测达到如下指标：
[0089] 涂膜外观：涂膜正常
[0090] 不挥物含量／％≥50
[0091] 干燥时间／h：
[0092] 表干≤4
[0093] 实干≤24
[0094] 耐冲击性／cm：50
[0095] 附着力(拉开法)／mpa≥3
[0096] 耐水性(48h)：涂膜无异常
[0097] 耐酸性(168h)：涂膜无异常
[0098] 耐碱性(168h)：涂膜无异常
[0099] 耐盐雾性720h)：涂膜无异常
[0100] 太阳光反射比：0.8
[0101] 半球发射率：0.85
[0102] 近红外光反射比：0.8
[0103] 实施例3
[0104] 一种高效节能热屏蔽降温防腐涂层材料，为由防腐底层、隔热中层、热辐射面层构成的三层复合材料，防腐底层、隔热中层、热辐射面层的厚度比为1：4：0.8。防腐底层、隔热中层、热辐射面层的总厚度为0.6mm。
[0105] 防腐底层为环氧富锌漆，隔热中层由三组分涂料以及固化剂按重量比为40：1构成，热辐射面层为以聚氨酯树脂为成膜物质的复合面层。
[0106] 隔热中层的三组分涂料包括以下组分及重量份含量：
[0107] A组分：环氧树脂100、添加剂80、防锈颜料20，
[0108] B组分：纳米多孔性物质150、玻璃微珠25，
[0109] C组分：混合溶剂60。
[0110] 环氧树脂为市售的E-55双酚A型液体环氧树脂，添加剂为体质填料、表面活性剂、流平剂、偶联剂，体质填料为沉淀硫酸钡、表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、流平剂为聚酯有机硅、偶联剂为甲基丙烯酸氧基硅烷，混合溶剂是甲苯：甲醇：乙酸乙酯按体积比为1.5：3：1组成的混合溶剂，固化剂为三乙撑四胺。
[0111] 所述的热辐射面层采用以下组分及重量份含量的原料：
[0112] 聚氨酯树脂40、改性隔热硅酸盐空心填料8、太阳光反射性颜料10、改性隔热TiO2填料8、远红外辐射陶瓷填料8、玻璃微珠8、氧化锌纳米级微粉1、消光剂4、润湿分散剂3、溶剂乙醇18、填料51。
[0113] 改性隔热硅酸盐空心填料为表面改性空心二氧化硅-三氧化二铝结构微球，提高其红外反射性及在不同基材中的分散性，具有隔热和保温性能，太阳光反射性颜料包括白色颜料二氧化钛、黄色颜料镍锑钛化合物或棕色颜料铁铬钛化合物，各颜料的太阳光反射率为∶白色颜料75％、黄色颜料71％，改性隔热TiO2填料为TiO2包覆玻璃微珠材料，远红外辐射陶瓷填料为含有氧化镁的陶瓷粉，填料为硅灰石粉、云母粉。
[0114] 所述的改性隔热TiO2填料采用以下方法制备得到：将玻璃微珠加到蒸馏水中，加入量为1g玻璃微珠／10g蒸馏水，滴加1％表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，用磁力恒温搅拌器使溶液混合均匀并控制温度，缓慢滴加硫酸钛溶液，用氨水始终维持体系的pH值，反应持续6h，水洗至pH值为7，烘干后在600℃煅烧得到。
[0115] 经检测达到如下指标：
[0116] 涂膜外观：涂膜正常
[0117] 不挥物含量／％：50
[0118] 干燥时间／h：
[0119] 表干：4
[0120] 实干：24
[0121] 耐冲击性／cm：50
[0122] 附着力(拉开法)／mpa≥3
[0123] 耐水性(48h)：涂膜无异常
[0124] 耐酸性(168h)：涂膜无异常
[0125] 耐碱性(168h)：涂膜无异常
[0126] 耐盐雾性720h)：涂膜无异常
[0127] 太阳光反射比：0.81
[0128] 半球发射率：0.85
[0129] 近红外光反射比：0.8
[0130] 实施例4
[0131] 一种高效节能热屏蔽降温防腐涂层材料，为由防腐底层、隔热中层、热辐射面层构成的三层复合材料，防腐底层、隔热中层、热辐射面层的厚度比为1：4：0.8。防腐底层、隔热中层、热辐射面层的总厚度为0.8mm。
[0132] 防腐底层为环氧富锌漆，隔热中层由三组分涂料以及固化剂按重量比为50∶1构成，热辐射面层为以聚氨酯树脂为成膜物质的复合面层隔热中层的三组分涂料包括以下组分及重量份含量：
[0133] A组分：环氧树脂100、添加剂120、防锈颜料25，
[0134] B组分：纳米多孔性物质200、玻璃微珠30，
[0135] C组分：混合溶剂70。
[0136] 环氧树脂为市售的E-35双酚A型液体环氧树脂，添加剂为体质填料、表面活性剂、流平剂、偶联剂，体质填料为沉淀硫酸钡、表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、流平剂为聚酯有机硅、偶联剂为甲基丙烯酸氧基硅烷，混合溶剂是甲苯∶甲醇：乙酸乙酯按体积比为1.5：3：1组成的混合溶剂，固化剂为三乙撑四胺。
[0137] 热辐射面层采用以下组分及重量份含量的原料：
[0138] 聚氨酯树脂50、改性隔热硅酸盐空心填料10、太阳光反射性颜料15、改性隔热TiO2填料10、远红外辐射陶瓷填料10、玻璃微珠10、氧化锌纳米级微粉2、消光剂6、润湿分散剂4、溶剂正丁醇20、填料10。
[0139] 改性隔热硅酸盐空心填料为表面改性空心二氧化硅-三氧化二铝结构微球，提高其红外反射性及在不同基材中的分散性，具有隔热和保温性能，太阳光反射性颜料包括白色颜料二氧化钛、黄色颜料镍锑钛化合物或棕色颜料铁铬钛化合物，各颜料的太阳光反射率为∶白色颜料75％、黄色颜料71％，改性隔热TiO2填料为TiO2包覆玻璃微珠材料，远红外辐射陶瓷填料为含有二氧化硅、二氧化铬成份的陶瓷粉，填料为滑石粉。
[0140] 改性隔热TiO2填料采用以下方法制备得到：将玻璃微珠加到蒸馏水中，加入量为1g玻璃微珠／10g蒸馏水，滴加1％表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，用磁力恒温搅拌器使溶液混合均匀并控制温度，缓慢滴加硫酸钛溶液，用氨水始终维持体系的pH值，反应持续6h，水洗至pH值为7，烘干后在600℃煅烧得到。
[0141] 经检测达到如下指标：
[0142] 涂膜外观：涂膜正常
[0143] 不挥物含量／％≥50
[0144] 干燥时间／h：
[0145] 表干≤4
[0146] 实干≤24
[0147] 耐冲击性／cm：50
[0148] 附着力(拉开法)／mpa≥3
[0149] 耐水性(48h)：涂膜无异常
[0150] 耐酸性(168h)：涂膜无异常
[0151] 耐碱性(168h)：涂膜无异常
[0152] 耐盐雾性720h)：涂膜无异常
[0153] 太阳光反射比：0.8
[0154] 半球发射率：0.85
[0155] 近红外光反射比：0.8
[0156] 本发明涂料可施涂于建筑业的钢结构屋顶和玻璃幕墙；石油工业的海上钻井平台、油罐、石油管道；运输业的汽车、火车、飞机表面；造船工业的船壳、甲板；以及坦克、军舰、火箭、宇宙飞船等，起到阻止热传导，以降低暴露在太阳热辐射下装备的表面温度和内部环境温度，改善工作环境，提高安全性的作用。
