热反射隔热防腐蚀涂料（APTH）简介

kba420 · 发表于 2009-1-1 23:22:04

热反射隔热防腐蚀涂料（APTH）简介
热反射隔热防腐蚀涂料(Anticorrosive Paint of Thermal reflection and Heat insulation 简称APTH) ，是由高分子有机树脂添加特种填料配制而成的一种功能性涂料。它既有一般涂料附着力强、耐侯性好、寿命长、耐酸碱、耐湿热、耐盐雾、耐紫外光、不含有色成分、无刺激性气味的特点，又具有耐高强辐射、反射太阳光和阻隔热能传递的特性，是集防腐蚀与隔热降温为一体的新型特种涂料。
热的传播形式有辐射、对流及传导三类，太阳对地球的热传播是辐射，物体受辐射升温，再形成相互间的对流和传导。热反射隔热防腐蚀涂料以反射热辐射为主要手段：在可见光及红外波段最大限度地反射掉太阳光的辐射能，即较高的反射率；在大气窗口，特别是λ=8～13.5μm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对极少残留的辐射能进行有效的阻断，即较低的导热系数。APTH同时具备优良的防腐蚀性能，尤其是优异的力学性能和耐候性能。
目前，石油化工等行业储罐外壁涂装油性或树脂类银粉漆，溶剂储罐及低沸点化工产品储罐，在高温季节只能以水喷淋降温来减少产品的呼吸损耗。水喷淋带出水管中的锈蚀物和循环水的沉淀污垢，罐壁长藻、长霉，造成外壁涂层破坏和罐体锈蚀，并有碍厂区、库区面貌。西部地区开发的首要条件是水资源，用水喷淋降温成本较高；而中东国家石油资源丰富，沙漠地区水比油还贵，就不能走水喷淋老路，使用热反射隔热涂料就能减少轻质油产品的呼吸损耗，因此热反射隔热涂料是必需产品。苏丹喀士慕炼油厂储罐建造中还有一个小故事：非洲苏丹沙漠的中午热得像烤炉，援外项目的总设计师只能躲在涂装隔热涂料的储罐里，逃避赤道的暑热，如果在一般的铁罐子，外壁可以达到80℃，里面大概可以烤肉。从这个小故事可见热反射隔热涂料的神奇。储罐、管道等采用热反射隔热防腐蚀涂料，由于涂层的导热系数很低，减少了涂层对基材的热传导，罐壁升温小，达到免去水喷淋的效能，节能节水。
建筑外墙使用热反射隔热防腐蚀涂料在夏季能反射太阳光、阻隔热能向室内传递，降低室内温度；冬季能防止室内热能向外扩散，起到室内保温作用，减少空调开启次数，节约能源。
2.热反射隔热防腐蚀涂料（APTH）隔热降温机理
2.1太阳光热能分布
光学和气象红外学认为，太阳光辐射能量大部分（96%）集中在2.5μm以下波段内，其分布情况见表1：
太阳光谱       波长λ/μm       所占热能比例（%）
紫外光       < 0.3       5
可见光       0.3～0.76       45
近红外       0.76～1.35       45
其它                5

2.2大气窗口
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=0.3～1.35μm和λ=8～13.5μm）之外吸收了太阳光的能量，而地表上的物体在发射红外线辐射时可透过窗口（特别λ=8～13.5μm）区域，将能量大部分透过并直接辐射到大气外层，这是光学和红外气象学的一个重要特征。

2.3太阳光照下的降温条件
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Q2及周围地表物体的热交换Q3，即 Q吸= Q1 + Q2 + Q3  。被照物散发的光和热能即为λ=0.3～1.35μm反射能QR和λ=8～13.5μm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
3.热反射隔热防腐蚀涂料（APTH）的组成、涂层结构、技术参数、性能特点
3.1产品组成：该产品结构按用途分为专用底漆、隔热中间漆、热反射面漆三种：
3.1.1防腐蚀底漆由高分子环氧树脂、防腐蚀颜填料、有机溶剂组成为
甲组份、改性胺固化剂为乙组份。耐蚀性能及力学性能优良，
3.1.2隔热中间漆为双组份：由含高分子树脂、低传导隔热填料、特种
颜料、有机溶剂组成甲组份；脂肪族高分子为乙组份组成。
3.1.3热反射面漆为双组份：由含高分子树脂、高反射功能填料、颜料、特种助剂、有机溶剂制成甲组份，脂肪族聚氨酯为乙组份组成。
3.2  APTH涂层结构

　　热反射涂层：厚度约60～80μm，在可见光及近红外波段反射率很高，在大气窗口，尤
其是在λ＝8～13.5μm发射率很高。将大部分太阳能反射和发射到大气层。
　　隔热中间层：厚度约120～140μm，干膜中多层空心夹层，可有效阻隔热传递保温隔热。
　　防腐底层：厚度约60～80μm，极好的附着力、耐蚀抗滲性能及力学性能优良。
　　热反射层及隔热层同样要求有较好的防腐功能。
3.2  APTH技术参数
表2
涂层结构       功能       检测标准       干膜厚度μｍ       理论用量㎏/㎡
面漆
（热反射层）       可见光及红外波段的高反射率（λ=3～5μｍ和λ=8～13.5μｍ）       反射率ρ≥90%
半球发射率
ε≥70%       60～80       0.30
中层漆
（隔热层）       0～100℃区域内较高的阻隔性隔热功能       导热系数
λ≤0.25w/m•k       120～140       0.45
底漆
（防腐层）       优异的防腐性能       常规耐候防腐
性能检测       60～80       0.30
3.3  APTH涂料性能特点
3.3.1其结构反映了热反射、隔热、防腐的综合功能，是一种复合型热反射隔热防腐蚀功能性涂料。发挥了涂料对太阳辐射能的热阻隔、可见光和近红外反射、大气窗口主动发射的综合协同效应，其量化的检测标准已与国际接轨。
3.3.2面漆功能要求符合光、热的反射、吸收和发射机理，准确表达了涂层热反射功能的判定特征。
3.3.3中层漆的功能要求符合热在涂膜中的储存、转换及传递的规律，具备了高薄层涂装、高隔热性的中层漆隔热特征。
3.3.4 防腐底漆的功能要求与中间漆、面漆有较好的结合力，同时具有极好的附着力、耐蚀抗滲性能及力学性能优良。

4.热反射隔热防腐蚀涂料（APTH）技术指标
4.1常规指标：
附着力                      1—2级
柔韧性                         1mm
耐冲击                      50kg/cm
干燥时间h：                表干 1 h 实干 24h
闪点℃                         28
耐水性                　    720h无变化
耐H2SO4  5%                720h无变化
耐NaCl 3%                720h无变化
耐NaOH  5%                720h无变化
4.2隔热降温性能指标
4.2.1热反射涂料（面漆）：
　　太阳光反射率 ρ≥90%  (λ＝0.3～1.35μm)
　　半球发射率 ε ≥70% （λ＝8～13.5μm）
　  4.2.2隔热涂料（中间漆）：
　　导热系数    λ≤0.25 w/ｍ•K
　　能满足上述指标的涂层，一般具有较好的隔热降温功能。

5.热反射隔热防腐蚀涂料（APTH）性能检测
美国ASTM隔热委员会制定了C1483热反射隔热涂料标准，对热反射隔热涂料各项技术指标、测试方法作了规定。我国尚无热反射隔热防腐涂料性能的国标，但国内有几家检测单位（高等院校、研究所）可用专用仪器（如DG地场光谱测试仪及IR—Ⅱ型发射率测定仪）进行检测，整个过程由计算机完成。其特点是：
a、可真实反映涂层的降温性能；
b、测试方法简单、可行；
c、不宜在现场进行，费用较高。
国内目前采用的几种测试方法
5.1太阳光辐射试板（或小筒）法
5.1.1试板法：即用太阳光直射涂有降温涂料涂层的试板，试板尺寸多为100×50×2mm，板背置点温计探头。这种测试方法的特点是：
　　i）简单、直观，易与普通涂料涂层对比。
　　ii）受阳光照度、板热容量、环境（风速等）影响，难以得到准确数值。
5.1.2小筒法：用5公升小桶作对比试验，小桶为圆柱体，两端封闭，材料是1mm厚钢板。筒外壁涂降温涂料，外壁及筒内分别置温度计探头测试。

         实验室小桶测试法
5.2模拟太阳光辐照试板（或小筒）法
　　试板或小筒制备同上。模拟太阳光不是自然太阳光，其热能分布与自然太阳光有差别，难以准确反映目标在真实状态（自然太阳光）下的降温效果。其优点是易于避免环境影响。
5.3太阳光辐照实物测试法
　　实物可以是钢质容器、车辆、建筑物等。这种测试方法的特点是：
　　i）真实、可信度高。
　　ii）对比性测试要多点测试并接入计算机。整个测试过程由计算机自动完成，全套测试设备价格高，需专业人员进行。
6.热反射隔热防腐蚀涂料（APTH）施工工艺
6.1产品特性
本产品因采用了高分子有机树脂添加特殊的防腐颜填料及低热传导和高反射率材料，使它既具有优良的耐腐蚀、耐老化、抗大气浸蚀的特点，又具有反射太阳热隔断热传导的作用。采用薄涂膜的形式，达到热反射隔热防腐的效果。应用国际通用的光学、热传导学的指标进行产品的功能检测评定，从而保证了质量的可靠稳定。尤其夏季高温环境中的液化气罐、贮油罐、各类化工溶剂罐等，可减少采用水喷淋降温等措施所需的能源消耗，并提高防腐蚀层的长效性。
6.2 热反射隔热防腐涂料施工配套方案
金属表面除锈达到标准Sa2.5级
品  种       道  数       干膜厚度μm       理论参考用量g/m
专用底漆       2       60～80       0.30
中间隔热漆       2       120～140       0.45
热反射面漆       2       60～80       0.30
6.3产品配比
专用底漆       甲组份：乙组份=5 ：1
隔热中间漆    甲组份：乙组份=5 ：1
热反射面漆    甲组份：乙组份=7 ：1
6.4稀释剂
产品使用专用稀释剂，各种稀释剂不能混合使用，面漆严禁使用含有水、醇、胺及酸碱性溶剂稀释。
6.5施工要求
6.5.1施工前对钢材表面必须进行处理，做到表面无修蚀、油污，对钢材表面应进行喷砂处理，除锈标准Sa2.5级。除锈若达不到标准，会使防腐时效降低。
6.5.2除锈后的钢材表面应在24h内涂装底漆，以免发生二次生锈。
6.5.3该涂料可以采用喷涂、滚涂、刷涂等施工方法。
6.5.4使用前必须充分搅拌均匀，中间漆、面漆应采用电动高速搅拌，保证悬浮结团的功能材料能分散均匀。按规定的重量称量后，混合均匀，必要时可用80目铜丝网过滤并按规定时间进行熟化后方可施工，混合的涂料应在4—8h内完成。
6.5.5中间漆、面漆施工必须在底漆实干以后进行，应保证表面无油污、水污。
6.5.6中间漆、面漆施工中应保证无汽泡等现象发生，最佳施工方法是喷涂或刷涂。如需滚涂，应用排刷沾稀释剂排泡，保证漆膜平整无汽孔等毛病存在。
6.6施工环境
底漆温度应在不低于5℃的环境里施工，湿度不大于85%；中间漆、面漆施工应在露点5℃以上，湿度不大于85%的环境下施工。
7.热反射隔热防腐蚀涂料（APTH）适用范围
热反射隔热防腐蚀涂料（APTH）作为一种新型特种功能性涂料，有着十分明确的用途，其反射太阳光、阻隔热能传递、降温、节能及综合经济效益的特点，决定了其目标市场在石油、化工、输送管道、粮储仓库部门、建筑业及车辆、船舶制造业等行业，市场适用范围相当广泛。据了解中国的石化储罐总计在十万座以上，大的上万立方米，小的有几百立方米，若全都使用这种隔热防腐蚀涂料，将可节省大量的资源和能源。全国各地区的粮食钢板仓，从原来的周转仓转变成长储仓，解决隔热问题也十分迫切，做好这个目标市场的开发，潜力也是非常巨大的。因此热反射隔热涂料在建筑业上的使用市场也可想而知。至于推广到船舶、车辆上使用则是目前无法计量的市场。