一种储罐用水性隔热保温防腐配套涂层及其制备方法与流程

1.本发明涉及涂料技术领域，特别涉及一种储罐用水性隔热保温防腐配套涂层及其制备方法。


背景技术：

2.我国大多数油田所产原油具有高凝、高粘及高含蜡的特性，为了防止原油在低温环境下长时间的静态储存或运输过程中凝固，常采用一些加热措施，将油品温度维持在其凝点以上(5～10℃)。在罐区中，为原油储罐维温消耗的热量能占全厂热量总消耗的50％以上。此外，高温环境下原油储罐的大小呼吸损耗过程中，原油的轻组分会挥发出来形成挥发性有机物(vocs)。vocs进入大气，不仅降低所存油品的质量和整体经济效益，导致罐区安全事故；并且在低空范围形成臭氧，影响空气质量，破坏动植物的生存环境。为了减少能源消耗，节约能源；降低油品蒸发损耗，确保生产安全，隔热保温措施必不可少。
3.目前常采用岩棉保温板+镀锌保护层对储罐罐壁进行保温隔热，岩棉板(50～60mm)保温性能优异，但运行过程中存在易吸水性，有研究表明保温效果会下降10～15倍、甚至完全失效。此外还存在“热桥”热损失、保温层下腐蚀、保护层锈蚀、罐顶/外浮盘无法保温等众多问题。
4.使用隔热保温防腐配套涂层体系替代岩棉板+镀锌层体系可对储罐外壁、罐顶、外浮盘、异型附件等全面覆盖；装饰效果好，满足原油罐区厂容厂貌的要求；运行中破损部位容易被发现，方便及时修补；兼具防腐涂料和保温材料的双重特点，适用于油气储运腐蚀环境。现有技术中，专利文件cn 106830994公开一种太阳热反射隔热保温涂层结构，其应用于建筑墙体外表面，不适用于原油储罐。
5.因此，如何获得具备防腐蚀性能的同时，保温性能优异的涂层，成为研究的一大热点。


技术实现要素：

6.为解决上述现有技术中涂层无法同时具备防腐蚀性能及保温性能的不足，本发明提供一种储罐用水性隔热保温防腐配套涂层，包括水性环氧防腐底漆、水性隔热保温中间漆以及水性丙烯酸面漆；
7.以质量分数计，所述水性环氧防腐底漆包括：水性环氧酯乳液30～40％，中和剂0.1～0.3％、防沉剂0.3～0.5％、润湿分散剂0.5～1.5％、消泡剂0.1～0.3％、颜填料35～45％、成膜助剂1～2％、流变助剂0.3～0.5％、防闪锈助剂1～3％、去离子水15～20％；
8.所述水性隔热保温中间漆包括：水性丙烯酸乳液a 40～50％、中和剂0.3～0.5％、消泡剂0.1～0.3％、润湿分散剂1～1.5％、钛白粉2～5％、空心玻璃微珠15～20％、空心陶瓷微珠15～20％、气凝胶0.1～0.5％、增强纤维1～3％、成膜助剂0.3～0.5％、流变助剂0.1～0.3％、去离子水5～15％；
9.所述水性丙烯酸面漆包括：水性丙烯酸乳液b 50～65％、中和剂0.1～0.3％、润湿
分散剂0.5～1.0％、消泡剂0.1～0.3％、钛白粉20～25％、流变助剂0.1～0.3％、成膜助剂3～5％、去离子水5～10％。
10.在一实施例中，所述水性环氧酯乳液为ctw-6070(中海油常州涂料化工研究院有限公司)或ctw-325(中海油常州涂料化工研究院有限公司)中的任意一种或组合。
11.在一实施例中，所述中和剂为dmea或28％氨水中的任意一种或组合。
12.在一实施例中，所述防沉剂为有机膨润土或气相二氧化硅中的任意一种或组合。
13.在一实施例中，所述润湿分散剂为海明斯fx600、德谦fa182或科宁pe100中的任意一种或组合。
14.在一实施例中，所述润湿分散剂为海明斯fx600、德谦fa182或科宁pe100中的任意一种或组合。
15.在一实施例中，所述颜填料为325目锐钛白、1250目沉淀硫酸钡、400目云母粉或炭黑中的任意一种或组合。
16.在一实施例中，所述成膜助剂为醇酯十二。
17.在一实施例中，所述防闪锈助剂为raybo 60和fa179中的任意一种或组合。
18.在一实施例中，所述水性丙烯酸乳液a为陶氏i c-1002单组份丙烯酸乳液。
19.在一实施例中，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
20.在一实施例中，所述空心玻璃微珠为粒径≤150μm，抗压强度≥300ps i。
21.在一实施例中，所述空心陶瓷微珠为粒径≤60μm，抗压强度≥5500ps i
22.在一实施例中，所述气凝胶为粒径≤30μm，堆积密度≤0.05g/cm3。
23.在一实施例中，所述增强纤维为短径玻璃纤维或陶瓷纤维中的任意一种或组合。
24.在一实施例中，所述流变助剂为rm-8w和rm-12w中的任意一种或组合。
25.在一实施例中，所述水性丙烯酸乳液b为陶氏丙烯酸乳液hg-54c和hg-200中的任意一种或组合。
26.本发明还提供一种制备如上任意所述的储罐用水性隔热保温防腐配套涂层的制备方法，步骤如下：
27.水性环氧防腐底漆的制备：
28.将水性环氧酯乳液、部分去离子水、中和剂、润湿分散剂、消泡剂搅拌状态下依次加入生产釜中，以300～500r/mi n分散搅拌5mi n；搅拌状态下加入防沉剂，并以900～1200r/mi n分散搅拌10mi n；搅拌状态下加入颜填料以900～1200r/mi n分散搅拌25～30mi n，然后研磨至细度小于30μm，制得浆体备用；研磨后的浆体在搅拌状态下依次加入成膜助剂、流变助剂、防闪锈助剂和剩余去离子水，以600～900r/mi n分散搅拌5～10mi n，制得水性环氧防腐底漆。
29.水性隔热保温中间漆的制备：
30.将水性丙烯酸乳液a、中和剂、消泡剂、润湿分散剂和部分去离子水搅拌状态下依次加入生产釜中，以300～500r/mi n分散搅拌5mi n；搅拌状态下加入钛白粉、气凝胶、增强纤维，以900～1200r/mi n分散搅拌25～30mi n，在搅拌状态下依次加入空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠，以600～900r/mi n分散搅拌10～15mi n，成膜助剂、流变助剂和剩余去离子水，以600～900r/mi n分散搅拌5～10mi n，制得水性隔热保温中间漆。
31.水性丙烯酸面漆的制备
32.将水性丙烯酸乳液b、中和剂、润湿分散剂、消泡剂和去离子水搅拌状态下依次加入生产釜中，以300～500r/mi n分散搅拌5mi n；搅拌状态下加入钛白粉以900～1200r/mi n分散搅拌5～10mi n，然后研磨至细度小于20μm，制得浆体备用；研磨后的浆体在搅拌状态下依次加入成膜助剂、流变助剂和剩余去离子水，以600～900r/mi n分散搅拌5～10mi n，制得水性丙烯酸面漆。
33.具体的，在水性环氧防腐底漆的制备及水性隔热保温中间漆的制备中分步加入的去离子水的前后比例本领域技术人员可根据浆料的流动性进行调整，不作具体限制。
34.基于上述，与现有技术相比，本发明提供的储罐用水性隔热保温防腐配套涂层，采用水性环氧防腐底漆、水性隔热保温中间漆及水性丙烯酸面漆的保护体系。水性环氧防腐底漆，能够提高涂层体系与基材的附着力，改善防腐蚀性能(耐盐雾1000h)；水性隔热保温中间漆，导热系数低(0.027w/(m
·
k))阻隔储罐热量传导；水性丙烯酸面漆具备优异的热反射性能(太阳反射比≥0.83，半球发射率≥0.85)，改善涂层表观，提高封闭性和老化性能。在整体的协同作用下，有效提高了储罐的防腐、保温隔热性能。
35.本发明的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书中所指出的结构和/或组分来实现和获得。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本发明不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，本发明所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本发明的限制；应进一步理解，本发明所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本发明中明确如此定义之外。
38.实施例1
39.(1)水性环氧防腐底漆的制备：
40.将水性环氧酯乳液、部分去离子水、中和剂、润湿分散剂、消泡剂搅拌状态下依次加入生产釜中，以300～500r/mi n分散搅拌5mi n；搅拌状态下加入防沉剂，并以900～1200r/mi n分散搅拌10mi n；搅拌状态下加入颜填料以900～1200r/mi n分散搅拌25～30mi n，然后研磨至细度小于30μm，制得浆体备用；研磨后的浆体在搅拌状态下依次加入成膜助剂、流变助剂、防闪锈助剂和剩余去离子水，以600～900r/mi n分散搅拌5～10mi n，制得水性环氧防腐底漆。
41.(2)水性隔热保温中间漆的制备：
42.将水性丙烯酸乳液a、中和剂、消泡剂、润湿分散剂和去离子水搅拌状态下依次加入生产釜中，以300～500r/mi n分散搅拌5mi n；搅拌状态下加入钛白粉、气凝胶、增强纤
维，以900～1200r/mi n分散搅拌25～30mi n，在搅拌状态下依次加入空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠，以600～900r/mi n分散搅拌10～15mi n，成膜助剂、流变助剂和剩余去离子水，以600～900r/mi n分散搅拌5～10mi n，制得水性隔热保温中间漆。
43.(3)水性丙烯酸面漆的制备
44.将水性丙烯酸乳液b、中和剂、润湿分散剂、消泡剂和去离子水搅拌状态下依次加入生产釜中，以300～500r/mi n分散搅拌5mi n；搅拌状态下加入钛白粉以900～1200r/mi n分散搅拌5～10mi n，然后研磨至细度小于20μm，制得浆体备用；研磨后的浆体在搅拌状态下依次加入成膜助剂、流变助剂和剩余去离子水，以600～900r/mi n分散搅拌5～10mi n，制得水性丙烯酸面漆。
45.具体组分配比见表1。
46.表1实施例1组分配比
[0047][0048]
实施例2
[0049]
具体制备方法同实施例1，具体组分配比见表2。
[0050]
表2实施例2组分配比
[0051][0052][0053]
实施例3
[0054]
具体制备方法同实施例1，具体组分配比见表3。
[0055]
表3实施例3组分配比
[0056]
[0057][0058]
对比例1
[0059]
市售进口水性隔热保温涂层
[0060]
对比例2
[0061]
市售国产水性隔热保温涂层
[0062]
需要说明的是，上述实施例中的具体参数或一些常用试剂，为本发明构思下的具体实施例或优选实施例，而非对其限制；本领域技术人员在本发明构思及保护范围内，可以进行适应性调整。
[0063]
此外，若无特殊说明，所采用的原料也可以为本领域常规市售产品、或者由本领域常规方法制备得到。
[0064]
对实施例及对比例进行性能指标比对，具体结果如表4所示。
[0065]
表4实施例及对比例性能指标
[0066]
[0067][0068]
通过表4可以看出，本发明提供的储罐用水性隔热保温防腐配套涂层具有优异的隔热保温效果和极好的防腐蚀性能，能够有效减少储罐使用过程中出现的能源消耗和油品损耗等问题。整体性能指标优秀，由此可见本发明提供的储罐用水性隔热保温防腐配套涂层，适用于各种储罐外壁的涂装，具有良好的推广应用价值。
[0069]
另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本发明的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
[0070]
尽管本文中较多的使用了诸如水性环氧防腐底漆、水性隔热保温中间漆、水性丙烯酸面漆等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的；本发明实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0071]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种储罐用水性隔热保温防腐配套涂层，其特征在于：包括水性环氧防腐底漆、水性隔热保温中间漆以及水性丙烯酸面漆；以质量分数计，所述水性环氧防腐底漆包括：水性环氧酯乳液30～40％，中和剂0.1～0.3％、防沉剂0.3～0.5％、润湿分散剂0.5～1.5％、消泡剂0.1～0.3％、颜填料35～45％、成膜助剂1～2％、流变助剂0.3～0.5％、防闪锈助剂1～3％、去离子水15～20％；所述水性隔热保温中间漆包括：水性丙烯酸乳液a 40～50％、中和剂0.3～0.5％、消泡剂0.1～0.3％、润湿分散剂1～1.5％、钛白粉2～5％、空心玻璃微珠15～20％、空心陶瓷微珠15～20％、气凝胶0.1～0.5％、增强纤维1～3％、成膜助剂0.3～0.5％、流变助剂0.1～0.3％、去离子水5～15％；所述水性丙烯酸面漆包括：水性丙烯酸乳液b 50～65％、中和剂0.1～0.3％、润湿分散剂0.5～1.0％、消泡剂0.1～0.3％、钛白粉20～25％、流变助剂0.1～0.3％、成膜助剂3～5％、去离子水5～10％。2.根据权利要求1所述的储罐用水性隔热保温防腐配套涂层，其特征在于：所述水性环氧酯乳液为ctw-6070或ctw-325中的任意一种或组合；所述中和剂为dmea或28％氨水中的任意一种或组合；所述防沉剂为有机膨润土或气相二氧化硅中的任意一种或组合。3.根据权利要求1所述的储罐用水性隔热保温防腐配套涂层，其特征在于：所述润湿分散剂为海明斯fx600、德谦fa182或科宁pe100中的任意一种或组合；所述润湿分散剂为海明斯fx600、德谦fa182或科宁pe100中的任意一种或组合；所述颜填料为325目锐钛白、1250目沉淀硫酸钡、400目云母粉或炭黑中的任意一种或组合；所述成膜助剂为醇酯十二。4.根据权利要求1所述的储罐用水性隔热保温防腐配套涂层，其特征在于：所述防闪锈助剂为raybo 60和fa179中的任意一种或组合。5.根据权利要求1所述的储罐用水性隔热保温防腐配套涂层，其特征在于：所述水性丙烯酸乳液a为陶氏ic-1002单组份丙烯酸乳液。6.根据权利要求1所述的储罐用水性隔热保温防腐配套涂层，其特征在于：所述钛白粉为金红石型钛白粉。7.根据权利要求1所述的储罐用水性隔热保温防腐配套涂层，其特征在于：所述空心玻璃微珠为粒径≤150μm，抗压强度≥300psi；所述空心陶瓷微珠为粒径≤60μm，抗压强度≥5500psi；所述气凝胶为粒径≤30μm，堆积密度≤0.05g/cm3。8.根据权利要求1所述的储罐用水性隔热保温防腐配套涂层，其特征在于：所述增强纤维为短径玻璃纤维或陶瓷纤维中的任意一种或组合；所述流变助剂为rm-8w和rm-12w中的任意一种或组合。9.根据权利要求1所述的储罐用水性隔热保温防腐配套涂层，其特征在于：所述水性丙烯酸乳液b为陶氏丙烯酸乳液hg-54c和hg-200中的任意一种或组合。10.一种制备如权利要求1至权利要求9任一项所述的储罐用水性隔热保温防腐配套涂层的制备方法，其特征在于，步骤如下：水性环氧防腐底漆的制备：将水性环氧酯乳液、部分去离子水、中和剂、润湿分散剂、消泡剂搅拌状态下依次加入生产釜中，以300～500r/min分散搅拌5min；搅拌状态下加入防沉剂，并以900～1200r/min分散搅拌10min；搅拌状态下加入颜填料以900～1200r/min分散搅拌25～30min，然后研磨
至细度小于30μm，制得浆体备用；研磨后的浆体在搅拌状态下依次加入成膜助剂、流变助剂、防闪锈助剂和剩余去离子水，以600～900r/min分散搅拌5～10min，制得水性环氧防腐底漆。水性隔热保温中间漆的制备：将水性丙烯酸乳液a、中和剂、消泡剂、润湿分散剂和部分去离子水搅拌状态下依次加入生产釜中，以300～500r/min分散搅拌5min；搅拌状态下加入钛白粉、气凝胶、增强纤维，以900～1200r/min分散搅拌25～30min，在搅拌状态下依次加入空心玻璃微珠、空心陶瓷微珠，以600～900r/min分散搅拌10～15min，成膜助剂、流变助剂和剩余去离子水，以600～900r/min分散搅拌5～10min，制得水性隔热保温中间漆。水性丙烯酸面漆的制备将水性丙烯酸乳液b、中和剂、润湿分散剂、消泡剂和去离子水搅拌状态下依次加入生产釜中，以300～500r/min分散搅拌5min；搅拌状态下加入钛白粉以900～1200r/min分散搅拌5～10min，然后研磨至细度小于20μm，制得浆体备用；研磨后的浆体在搅拌状态下依次加入成膜助剂、流变助剂和剩余去离子水，以600～900r/min分散搅拌5～10min，制得水性丙烯酸面漆。

技术总结
本发明涉及隔热保温防腐涂料技术领域，特别涉及一种储罐用水性隔热保温防腐配套涂层，包括水性环氧防腐底漆、水性隔热保温中间漆以及水性丙烯酸面漆。本发明提供的储罐用水性隔热保温防腐配套涂层，采用水性环氧防腐底漆、水性隔热保温中间漆及水性丙烯酸面漆的保护体系。水性环氧防腐底漆，能够提高涂层体系与基材的附着力，改善防腐蚀性能；水性隔热保温中间漆，导热系数低阻隔储罐热量传导；水性丙烯酸面漆具备优异的热反射性能，改善涂层表观，提高封闭性和老化性能。在整体的协同作用下，有效提高了储罐的防腐、保温隔热性能。保温隔热性能。


技术研发人员：刘虎冰 魏志龙 刘改利
受保护的技术使用者：洛阳双瑞防腐工程技术有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/14