油罐用反射隔热防腐涂料的研制

　　文/贾梦秋，李文凯·北京化工大学材料科学与工程学院

　　本文接受了结合反射隔热涂料的三种隔热机理制各的一种反射、隔热防腐涂料。并系统研究了磷酸锌与三聚磷酸铝两种防锈颜料的配合使用对涂层防腐耐蚀性能的影响；探讨了钛白粉的粒径和不同质量分数对涂料的反射性能的影响。

　　石化罐常年处于露天环境，夏日强烈太阳光的照射，导致其表面和内部温度快速升高，其中大部分热量集中于油界面表层，加快了油品的蒸发，造成“呼吸”损耗。同时由于储罐内油品的温度过高还存在着一定的安全隐患。
 

　　为了节能和安全生产，会采用水喷淋的方式降低油罐表面和内部温度。但是喷淋水管的内外壁易锈蚀，循环水的污垢易长藻、长霉，影响生产环境，并会造成罐体严重腐蚀、环境污染和资源浪费。因此在球罐外壁涂覆反射隔热涂层来减少储罐所受太阳热辐射就成为了一种必要的措施。

　　所谓隔热反射涂料是指涂覆于物体表面，对太阳辐射中的可见光波段（0.4~0.72μm）和近红外波段0.72~2.5μm）具有高反射比（主要热量来源），并将吸收的热能以长波（2.5~15μm）的形式辐射到外部空间，从而在不消耗能量的情况下抑制涂层表面温度上升（被动降温）和降低涂覆物内部和周围温度的节能型功能性涂层材料，它综合了反射绝缘和辐射致冷双重功能。

　　国外自20世纪70年代以来对太阳反射隔热涂料开展了大量的研究工作，并在军事和民用的许多领域得到了广泛应用，取得了较好效果。但是价格昂贵。国内也有多家单位对反射隔热涂料进行了一定的研究，相继开发出了高效隔热涂料。

　　目前市场上的反射隔热涂料研究主要局限于颜填料种类及其折射率等因素对太阳光反射效果的影响，对颜填料的属性认识研究得还不够深入；检测方法上绝大多数只参照美国军标，对涂料的反射率和隔热性能区分不够明确。虽然这种高效隔热涂料具有很高反射率，但不能很好的保护金属基体免遭腐蚀，而且涂膜的耐久性、耐候性等性能也不理想，所以迫切地需要一种高效防腐隔热反射涂层的出现。

　　本研究中选用具有优异耐蚀性、耐老化性、耐候性能的丙烯酸聚氨酯改性的环氧树脂作为成膜物质，将反射、隔热和辐射三种机理有机结合起来制备了一种复合型反射隔热涂料。并系统地研究了颜填料种类、粒径和含量、涂膜的厚度等因素对涂料反射率和隔热效果的影响，重点考查了TiO₂、空心玻璃微珠新型隔热材料在隔热涂料中的作用，为今后研制反射型隔热涂料提供了依据。

涂料制备及性能测试

　　涂料制备及试样规格

　　本试验中的反射隔热涂料是一种可常温固化的双组分涂料。首先将一定量的环氧树脂，颜填料，溶剂和助剂混合，在高速搅拌条件下充分分散，用锥形磨研磨，然后按照一定比例加入固化剂，制得防腐底漆涂料；将一定量的环氧树脂，颜填料，溶剂和助剂混合，在高速搅拌条件下充分分散，然后加入空心微珠，降低搅拌速度持续分散均匀，然后按照一定比例加入固化剂，制得反射隔热面漆涂料。

　　反射率测试及机械性能测试基材为马口铁片，尺寸为120mm×50mm×0.3mm；隔热性能测试采用纤维增强硅酸钙板，规格为360mm×360mm×360mm；电化学测试基材为Q235碳钢，尺寸为150mm×70mm×2mm；耐化学药品浸泡试验基材为Q235碳钢，尺寸大l⊥50mm×70mm×2mm。

　　性能测试

　　（1）涂层反射率测试。以美国军标MIL一E一46136为标准，制作简易太阳热反射测试装置，如图1所示。
 

　　图1自搭反射率测试装置

　　分别将黑瓷漆和反射隔热涂料涂刷在马口贴片上，干膜厚度在30~40μm左右，利用空调将室温调节至28±1℃，用500w的碘钨灯模拟太阳光照射图层，通过调整碘钨灯到试板的距离控制黑磁漆板的背面温度在87.8±1℃氛围内，30min后使用表面温度计检测试板背面温度，通过经验公式测定太阳热反射率。

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