闭孔珍珠岩在热反射隔热重防腐涂料中的应用

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
涂料技术
Coatings Technology
闭孔珍珠岩在热反射隔热 重防腐涂料中的应用
Application of Closed Cell Perlite in Reflective Thermo-Insulation Heavy-Duty Anticorrosive Coatings
施铭德,刘思平,梁基码(武汉铁神化工有限公司,武汉 430223)
表7
项目 密度/(kg・m ) 导热系数/[W/(m・k)] 吸油量/%
-3
射红外线辐射时可透过窗口(特别是λ=8~13.5 μm) 区域,将能量大部分透过并直接辐射到大气层,这是光学 和红外气象学的一个重要特征。按照太阳光照射下的受热 分析和大气窗口发射效应,太阳光被照物接受的热能是阳 光通过大气窗口的直射热能 Q1 和大气层透射的太阳光热
1 实验
1.1 主要原材料和配方
隔热中间漆主要原材料和配方见表 2。其他配套用涂 料为:HE-2 环氧富锌底漆、HE-8C 锌封闭剂、TSF-800 热 反射隔热面漆,均由武汉铁神化工有限公司提供。
1.2 仪器和设备
数显测温仪 3 台(精度 0.1 ℃,测温范围 0~199 ℃), 红外线测温仪 1 台,200 L 裸皮铁桶 3 个。
单位:℃
15:00 40.2 42.5 44.0 30.3 36.2 38.2
玻化微珠和闭孔珍珠岩是目前新型优质的隔热材料。
表 6 太阳光能量分布
太阳光谱 紫外光 可见光 近红外 其他 波长/μm <0.3 0.3~0.76 0.76~1.35 所占热比例/% 5 45 45 5
从表 7 可以看出玻化微珠单一物质的导热系数低于闭孔珍 珠岩,但在配方涂料实际应用中,由于玻化微珠的机械强 度没有闭孔珍珠岩高,表面玻化封闭球面容易破碎,体积 收缩,从而导致其制得的隔热中间漆导热系数大于闭孔珍 珠岩,使其在隔热性能上比闭孔珍珠岩差。(见表 3、表 5) 而且,玻化微珠的价格大大高于闭孔珍珠岩。 膨胀珍珠岩虽然是一种常见的保温防火的隔热材料, 但是由于其吸油量大、强度低、易破碎,粒径大且需经过 分级处理才能使用,用于隔热涂料时触变性大,施工难度 大,隔热效果也不如玻化微珠和闭孔珍珠岩(见表 5)[6]。表 7 为 3 种隔热材料的理化数据。
涂料技术与文摘 Coatings Technology & Abstracts
13
涂料技术
Coatings Technology
表 2 隔热中间漆主要原材料和配方
组分 材料名称 羟基丙烯酸树脂 钛白粉 706 20~60 µm 闭孔珍珠岩 10~100 µm 玻化微珠 80~150 µm 膨胀珍珠岩 甲组分 膨润土 183 066N 904S 141 323 二甲苯 正丁酯 N75 乙组分 二甲苯 正丁酯 0.5 0.2 0.5 0.3 0.2 10 8 0.5 0.2 0.5 0.3 0.2 10 8 6 2 2 w/% 配方 A 35 12.3 33 33 33 0.5 0.2 0.5 0.3 0.2 10 8 配方 B 35 12.3 配方 C 35 12.3 材料供应商 江苏三木 美国杜邦 恒通珍珠岩保温 信阳鑫远保温材料 恒通珍珠岩保温 浙江华特 BYK BYK BYK BYK 市售 市售 德国 BAYER 市售 市售
其隔热降温效果非常明显,因而无需喷水降温。由于罐内
摘 要:根据热反射隔热原理,本配套体系采用底
储物温度较低,其饱和蒸汽压也相应较低,从而因挥发损 耗的量将大大减少,显著地提高了经济效益和社会效益。 热反射隔热重防腐涂料是由富锌底漆、锌封闭剂、隔 热中间漆和热反射面漆组成(见表 1)。其中底漆防锈防腐, 中间漆隔热与热储存,面漆装饰与耐候,且具备较高的反 射率和发射率,在隔热中间漆产品中通过膨胀珍珠岩与玻 化微珠的试验对比,结果表明采用闭孔珍珠岩制得的隔热 中间漆,由于具有较低的导热系数和综合性能,隔热效果 非常明显,在石油石化防腐领域里具有广阔的应用前景[1-3]。
项目 外观 不挥发物/%
表 3 隔热中间漆物理性能测试结果
指标 白色浆状 ≥60 ≥30 ≤1 ≤24 ≤2 ≥50 ≥5 ≤0.15 表干/h 实干/h 配方 A 符合 60.8 60 0.5 20 1 50 8 0.10 检验依据 目测 GB6751 GB6753.4 GB1728(甲法) GB1728(乙法) GB6742 GB1732 GB5210 GB/T10297
3 结语
通过膨胀珍珠岩与玻化微珠的隔热性能比较,结果表 明:采用闭孔珍珠岩制得的隔热中间漆,因具有较低的导 热系数和优异的综合性能,故隔热性能较好,在热反射隔 热重防腐涂料应用中, 隔热效果突出, 在隔热涂料领域里, 是优先选用的新型隔热材料[7]。
参考文献
[1] [2] 陈强, 陈世富. 球形闭孔膨胀珍珠岩工业化生产及产品应用 市场分析[J]. 非金属矿,2001,24(3):37-38. 肖红. 建筑保温材料的应用种类及前景展望[J]. 中国新技 术新产品,2010,(17):182.
表 5 隔热实验记录数据
名称 铁桶 A(表面温度) 铁桶 B(表面温度) 铁桶 C(表面温度) 铁桶 A(内部温度) 铁桶 B(内部温度) 铁桶 C(内部温度) 时间:2011.07.09 9:00 28.2 28.5 28.3 25.2 25.3 25.3 9:30 30.3 30.6 30.6 25.5 25.9 26.0 10:00 33.4 33.8 34.0 25.8 26.9 27.2 10:30 34.2 34.6 34.9 26.3 27.7 28.0 11:00 36.5 37.5 38.6 26.7 29.0 29.3 (气温:25~34 ℃ 12:00 38.5 39.2 40.1 27.8 31.0 31.4 12:30 39.2 40.5 41.5 28 31.5 32.0 37.2 38.4 39.3 27.1 29.3 29.9 天气:晴) 13:00 40.4 41.6 42.8 29.3 33.3 34 13:30 41.5 42.6 43.6 30.2 35.4 36.7 14:00 41.6 43.5 43.8 30.5 35.7 37.6 14:30 41.2 43.3 44.5 30.6 35.9 38.0 11:30
2 结果与讨论
2.1 热反射隔热重防腐涂料隔热原理
(1) 太阳光照下被照物受热分析[4] 光学和气象红外学认为, 太阳光辐射能量大部分(96%) 集中在 2.5 μm 以下波段内,其分布情况见表 6。 太阳光部分辐射到地表,部分通过大气层,由于大气 层中的水、CO2、臭氧及固体悬浮颗粒对红外线产生强烈的 散射和吸收作用,在两个窗口(λ=0.3~1.35 μm 和λ=8~ 13.5 μm)之处吸收了太阳光的辐射,而地表上的物体在发
Q2 及周围地表物体的热交换 Q3,即 Q 吸=Q1+Q2+Q3
而被照物散发的光和热能即为λ=0.3~1.35 μm 反射 能 QR 和λ=8~13.5 μm 波段的发射能 Qε,即 Q 放=QR +Qε 太阳光照射下,被照物上的涂料具有降温隔热的条件 是:Q 吸<Q 放 (2) 热反射隔热重防腐涂料的基本功能 热反射隔热重防腐涂料具备全面协同的光谱特征和 热传递功能。 在可见光及红外波段有较高的反射率,最大限 度反射掉太阳光的辐射能,即较高的反射率[5]。 在大气窗口,特别是λ=8~13.5 μm 波段范围,尽可 能将可见光、红外光、紫外光等以红外辐射的方式通过大 气窗口发射到大气层,使基体吸收到的辐射能降低到最低 限度,即较高的发射率。 经涂层的反射和发射作用后, 再由阻隔性隔热涂层(隔 热中间漆)对残留的辐射能进行有效的阻断, 即较低的导热 系数。 在锌封闭剂涂层,由于加入相变材料,将辐射进来的 热通过相转换贮存起来,而其温度保持不变。 另外,底漆富含锌粉,具备优良的防腐蚀性能,尤其 是优异的力学性能和耐盐雾性能。
1.3 制板
(1) 物理性能检测制板 涂料配比:将配方 A、B、C 的甲组分分别与乙组分按 10∶1(质量比)配比制板。 制板条件:常规性能检测按照 GB/T 1727—1992 标准 制板;即(23±3) µm。 检测方法:按照相关标准进行检测。 (2) 隔热性能检测 用 200 L 铁桶模拟储油罐条件于户外无风高温天气进 行测试。 涂料配比: HE-2 环氧富锌底漆∶环氧固化剂=10∶1; HE-8C 锌封闭剂∶固化剂=6∶1;隔热中间漆∶固化剂 =10∶1;TSF-800 热反射面漆∶固化剂=10∶1, 涂装: 按配套体系依次涂装, 涂装后的最小干膜厚度: HE-2 环氧富锌底漆为 60 µm, HE-8C 锌封闭剂为 100 µm; 隔热中间漆为 100 µm, TSF-800 热反射面漆为 60 µm。 (隔 热中间漆配方 A、B、C 分别涂装 3 个裸皮铁桶分别标记为 A、B、C)。3 个涂有隔热防腐涂料铁桶装上 150 kg 同一组 成的二甲苯,在高温晴热下进行试验。
漆防锈防腐,中间漆隔热与热储存,面漆具有较高 的反射率和持久装饰的特性,通过与膨胀珍珠岩、 玻化微珠的隔热性能比较,结果表明:采用闭孔珍 珠岩制得的隔热中间漆, 由于其具有较低的导热系 数和优异的综合性能,隔热性能和屏蔽效果较好, 在石油石化防腐领域具有广泛的应用前景。 关键词:反射;隔热;导热系数;重防腐涂料
表 1 热反射隔热重防腐涂料的配套及功能
涂层结构 面漆(热反射层) 中层漆(隔热层) 封闭漆(蓄热层) 底漆(防腐层) 功能 可见光及红外波段的高反射率(λ=3~5 μm 和λ=8~13.5 μm) 0~80 ℃区域内较高的阻隔性隔热功能 将辐射进来的热量储存起来,在一定范围温度不变 优异的防腐性能 检测标准 反射率ρ≥90% 半球发射率ε≥70% 导热系数λ≤0.15 w/(m・k) 导热系数λ≤0.20 w/(m・k) 常规防腐性能检测 涂层名称 热反射面漆 隔热中间漆 锌封闭剂 环氧富锌底漆
流出时间(ISO,6 号杯)/s 干燥时间
耐弯曲性能/mm 耐冲击强度/cm 附着力(拉开法)/MPa 导热系数λ/[W/(m・k)]
表 4 铁桶 A、B、C 涂装后干膜厚度测量
涂层名称 HE-2 环氧富锌底漆 HE-8C 锌封闭剂 隔热中间漆 TFS-800 热反射面漆 总厚度 铁桶 A 干膜 厚度/µm 60 99 102 61 322 铁桶 B 干膜 厚度/µm 62 101 103 59 325 铁桶 C 干膜 厚度/µm 61 102 104 60 327
3 种隔热材料的理化数据对比
膨胀珍珠岩 80 0.062 380 闭孔珍珠岩 130 0.042 180 玻化微珠 75 0.035 190
综上所述,采用闭孔珍珠岩制得的隔热中间漆,具有 较低的导热系数,易施工,价格较玻化微珠低,隔热效果 突出,在同等条件下,闭孔珍珠岩制得的中间漆比玻化微 珠温差低 5 ℃以上,比膨胀珍珠岩温差低 7 ℃以上。
1.4 性能检验
隔热中间漆的导热系数及物理性能指标经湖北省涂 料产品质量监督检验站检验,结果见表 3。
1.5 隔热性能对比试验
铁桶 A、B、C 涂装后干膜厚度测量如表 4。隔热实验 记录数据见表 5。
ຫໍສະໝຸດ Baidu14
涂料技术与文摘 Coatings Technology & Abstracts
涂料技术
Coatings Technology
2.2 隔热中间漆隔热机理
隔热中间漆要有优良的隔热性能,就必须具备较好的 阻隔热传导性能,即具有较低的导热系数。
0 引言
热反射隔热重防腐涂料是一种防腐能力长达 20 a,且 具有隔热功能的重防腐涂料,它广泛应用于石油化工企业 的各种溶剂储罐、成品油储罐外壁防腐,这些储罐长期暴 露在户外,特别在高温季节,经过阳光的曝晒,罐体升温, 罐内储物温度提高,造成安全隐患。为确保安全,常采用 喷淋方法降温,既浪费水、电,又加剧了涂层的老化和剥 离。采用热反射隔热重防腐涂料,在炎热的夏天,与涂装 一般防腐涂料的石油储罐相比,罐内温度降低 14~20 ℃,
相关文档
最新文档