CN103275544A - 离子交换性能粉末处理方法及采用该粉末的富锌涂料填料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的离子交换性能粉末处理方法，保证了离子交换粉末具有合适的离子交换形态，将离子交换粉末浸渍在碱溶液中即可，浸渍处理完成后，滤掉碱溶液经干燥、粉碎就可以使用，操作非常方便；采用该粉末的富锌涂料填料包括以下组份：按重量份数计为：锌粉：80～99份；离子交换性能粉末：1～10份；颜料：0～10份；离子交换性能粉末添加到锌粉中，与成膜主剂配制成富锌涂料后涂于钢铁表面，固化成膜后，锌粉与锌粉之间及锌粉与钢铁之间建起了通电的桥梁，因此，即使与钢铁基体接触的锌粉都被腐蚀产物替代后，其它部位的锌粉仍然能够通过离子交换性能粉末建起的通电桥梁继续提供电化学保护作用，提高涂层的耐腐蚀能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种离子交换性能粉末处理方法，尤其涉及离子交换性能粉末处理方法及采用该粉末的富锌涂料填料。
背景技术
富锌涂料是一种以锌粉为填料涂膜中含有大量锌粉的重防腐涂料，锌粉在干膜中所占的重量比可以高达90%以上，富锌涂料具有防腐性能好，成本低，耐海水腐蚀性好的特点，因而在电力、化工、船舶、海洋、石化管线、高架铁塔等领域得到广泛应用。
富锌涂料分为无机富锌涂料和有机富锌涂料两种，两者的区别在于成膜主剂不同，无机富锌涂料是以无机硅酸盐为成膜主剂，而有机富锌涂料则是以环氧树脂等有机高分子物质为成膜主剂，无论哪种富锌涂料都是以锌粉为填料。
富锌涂料的防腐蚀机理主要是通过电化学保护作用，由于锌的电位要比铁负，当锌与铁接触并在其周围存在腐蚀电解质时，锌首先作为阳极失去电子而被腐蚀，铁则作为阴极得到电子而得到保护，其反应过程如下：
阳极区：Zn→Zn2++2e （锌被腐蚀）
阴极区：2H++2e→H2 （在酸性腐蚀介质中）
或：O2+2H2O+4e→4OH－ （在中性或碱性腐蚀介质中）
锌的腐蚀产物如Zn(OH)2、ZnCO3、ZnO等都不溶于水且体积都比原来的锌要大，它占据原来锌的位置能够填补周围的空隙，使得涂层更为致密，起到物理遮蔽作用，因而富锌涂料的耐腐蚀性十分优良。
然而，由于锌的腐蚀产物不具有导电性，也没有离子交换能力，也就是说锌的腐蚀产物是电绝缘的，当与铁基体接触的锌粒被腐蚀产物取代后，腐蚀产物上面的锌粉就不能与铁基体保持电导通，因而这部分锌粉就无法为铁基体提供电化学保护，即这部分锌不能够得到利用。这一方面降低了锌的利用率，造成锌的浪费，由于锌粉的价格高，也提高了富锌涂料的生产成本；另一方面当涂层中某一部位的锌粉腐蚀完后，远处的锌粉因受腐蚀产物的电绝缘作用而无法继续提供保护，因而这个部位就会产生局部腐蚀，如电力系统的户外箱体总是箱顶和箱底腐蚀严重，而其它部位却腐蚀轻微。
发明内容
本发明旨在克服现有技术中制配工艺复杂，防腐效果差的不足，提供一种制配简单，防腐效果好的富锌涂料填料。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：离子交换性能粉末处理方法，包括以下步骤：
a、在搅拌条件下，将离子交换性能粉末加入到浓度为1%～20%的碱溶液中，碱溶液的体积为具有离子交换性能粉末体积的2～10倍；
b、搅拌1～8小时后，滤掉碱溶液；
c、用清水洗涤2～8次；
d、烘干；
e、粉碎，粉碎后离子交换性能粉末细度至少为200目。
作为优选，所述a步骤中的碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，由于碱溶液具有替换性能，离子交换性能粉末的处理更加方便。
采用该粉末的富锌涂料填料，所述富锌涂料填料包括以下组份：按重量份数计为：
锌粉：80～99份；
离子交换性能粉末：1～10份；
颜料：0～10份。
作为优选，所述离子交换性能的粉末为离子交换树脂、沸石、分子筛、水滑石中的任意一种，由于离子交换性能粉末具有多种物质可供选择，使富梓涂料的填料更容易制配。
作为优选，所述离子交换性能粉末为离子交换树脂、沸石、分子筛、水滑石中两种或两种以上物质的混合物，由于离子交换性能粉末为多种物质的混合物，使离子交换性能粉末具有更好的性能，提高了富梓涂料的防腐性能。
作为优选，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂或阴离子交换树脂中的任意一种，离子交换树脂具有替换物，使富梓涂料的填料更容易制配。
作为优选，所述离子交换树脂为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂按重量比为1：1～5的混合物，由于离子交换树脂为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的混合物，使离子交换性能粉末具有更好的性能，提高了富梓涂料的防腐性能。
作为优选，所述沸石为天然沸石，也可以为人造沸石，材料具有替换性能，使富梓涂料的填料更容易制配。
作为优选，所述锌粉和离子交换性能粉末细度至少为200目，粉末细度小，有利于富梓涂料的涂抹，提高富梓涂料的防腐性能。
作为优选，所述颜料为铬黄、铁红、钴蓝、群青、氧化铬绿中的一种，具有多种颜料可供选用，增大了富梓涂料的应用范围，使其应用更加广泛。
从上述技术方案可以看出，上述离子交换性能粉末的处理方法，保证了离子交换粉末具有合适的离子交换形态，无论是阳离子交换粉末还是阴离子交换粉末经过碱溶液处理都可以得到希望的离子交换形态，碱溶液处理的方法采用浸渍法，将离子交换粉末浸渍在碱溶液中即可，浸渍处理完成后，滤掉碱溶液经干燥、粉碎就可以使用，操作非常方便。
采用该粉末的富锌涂料填料，离子交换性能粉末添加到锌粉中，与成膜主剂配成富锌涂料后涂于钢铁表面，固化成膜后，这些离子交换性能粉末就填充在锌粉与锌粉之间及锌粉与钢铁基体之间，使锌粉与锌粉之间及锌粉与钢铁之间建起了通电的桥梁，因此，即使与钢铁基体接触的锌粉都被腐蚀产物替代后，其它部位的锌粉仍然能够通过离子交换性能粉末建起的通电桥梁继续提供电化学保护作用，这样就提高了锌粉的利用率，也可以大大减缓局部腐蚀的趋势，从而提高涂层的耐腐蚀能力。
具体实施方式
实施例一：
配方，按重量份数计为：
锌粉：325目锌粉 99份
离子交换性能粉末：325目天然沸石粉 1份
离子交换性能粉末的处理方法为：
a、在搅拌条件下，将325目天然沸石粉加入到浓度为20%的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的体积为325目天然沸石粉体积的2倍；
b、搅拌2小时后，滤掉氢氧化钠溶液；
c、用清水洗涤8次；
d、烘干；
e、粉碎，离子交换性能粉末细度为325目
将此填料用于水性无机富锌涂料，添加量按重量计为75%。在临用前配制好涂料后，按标准制备试片，经中性盐雾试验表明，耐中性盐雾试验时间大于1000小时。
实施例二：
配方，按重量份数计为：
锌粉：500目锌粉 90份
离子交换性能粉末：500目阳离子交换树脂粉 5份
颜料：铬黄 5份
离子交换性能粉末的处理方法为：
a、在搅拌条件下，将500目阳离子交换树脂粉加入到浓度为2%的氢氧化钾溶液中，氢氧化钾的体积为500目阳离子交换树脂粉体积的10倍；
b、搅拌5小时后，滤掉氢氧化钾溶液；
c、用清水洗涤2次；
d、烘干；
e、粉碎，离子交换性能粉末细度为500目。
将此填料用于醇溶性无机富锌涂料，添加量按重量计为75%。在临用前配制好涂料后，按标准制备试片，经中性盐雾试验表明，耐中性盐雾试验时间大于800小时。
实施例三：
配方，按重量份数计为：
锌粉：250目锌粉 95份
离子交换性能粉末：250目阴离子交换树脂粉 4份
颜料：钴蓝 1份
离子交换性能粉末的处理方法为：
a、在搅拌条件下，将250目阴离子交换树脂粉加入到浓度为10%的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠的体积为250目阴离子交换树脂粉体积的5倍；
b、搅拌3小时后，滤掉氢氧化钠溶液；
c、用清水洗涤4次；
d、烘干；
e、粉碎，离子交换性能粉末细度为250目。
将此填料用于环氧富锌底漆，添加量按重量计为80%。在临用前配制好涂料后，按标准制备试片，经中性盐雾试验表明，耐中性盐雾试验时间大于500小时。
实施例四：
配方，按重量份数计为：
锌粉：300目锌粉 92份
离子交换性能粉末：300目4A分子筛粉 1份
颜料：铁红 7份
离子交换性能粉末的处理方法为：
a、在搅拌条件下，将300目4A分子筛粉加入到浓度为8%的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠的体积为300目4A分子筛粉体积的4倍；
b、搅拌4小时后，滤掉氢氧化钠溶液；
c、用清水洗涤3次；
d、烘干；
e、粉碎，离子交换性能粉末细度为300目。
将此填料用于水性无机富锌涂料，添加量按重量计为82%。在临用前配制好涂料后，按标准制备试片，经中性盐雾试验表明，耐中性盐雾试验时间大于1000小时。
实施例五：
配方，按重量份数计为：
锌粉：500目锌粉 92份
离子交换性能粉末：重量比为1：3的500目阴离子交换树脂粉和500目阳离子交换树脂粉 1份
颜料：铁红 7份
离子交换性能粉末的处理方法为：
a、在搅拌条件下，将重量比为1：3的500目阴离子交换树脂粉和500目阳离子交换树脂粉加入到浓度为8%的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠的体积为重量比为1：3的500目阴离子交换树脂粉和500目阳离子交换树脂粉体积的4倍；
b、搅拌4小时后，滤掉氢氧化钠溶液；
c、用清水洗涤3次；
d、烘干；
e、粉碎，离子交换性能粉末细度为500目。
将此填料用于水性无机富锌涂料，添加量按重量计为82%。在临用前配制好涂料后，按标准制备试片，经中性盐雾试验表明，耐中性盐雾试验时间大于1000小时。
实施例六：
配方，按重量份数计为：
锌粉：500目锌粉 92份
离子交换性能粉末：重量比为1：10的500目沸石粉和500目水滑石粉1份
颜料：铁红 7份
离子交换性能粉末的处理方法为：
a、在搅拌条件下，将重量比为1：10的500目沸石粉和500目水滑石粉加入到浓度为8%的氢氧化钠溶液中，氢氧化钠的体积为重量比为1：10的500目沸石粉和500目水滑石粉体积的4倍；
b、搅拌4小时后，滤掉氢氧化钠溶液；
c、用清水洗涤3次；
d、烘干；
e、粉碎，离子交换性能粉末细度为500目。
将此填料用于水性无机富锌涂料，添加量按重量计为82%。在临用前配制好涂料后，按标准制备试片，经中性盐雾试验表明，耐中性盐雾试验时间大于1000小时。
以上仅为本发明的优选实施方式，旨在体现本发明的突出技术效果和优势，并非是对本发明的技术方案的限制。本领域技人员应当了解的是，一切基于本发明技术内容所做出的修改、变化或者替代技术特征，皆应涵盖于本发明所附权利要求主张的技术范畴内。
Claims (10)
1.离子交换性能粉末处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、在搅拌条件下，将具有离子交换性能的粉末加入到浓度为1%～20%的碱溶液中，碱溶液的体积为具有离子交换性能粉末体积的2～10倍；
b、搅拌1～8小时后，滤掉碱溶液；
c、用清水洗涤2～8次；
d、烘干；
e、粉碎，粉碎后具有离子交换性能的粉末细度至少为200目。
2.根据权利要求1所述的离子交换性能粉末处理方法，其特征在于：所述a步骤中的碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
3.一种采用权利要求1所述方法处理的离子交换树脂性能粉末的富锌涂料填料，其特征在于：所述富锌涂料填料包括以下组份：按重量份数计为：
锌粉：80～99份；
离子交换性能粉末：1～10份；
颜料：0～10份。
4.根据权利要求3所述的富锌涂料填料，其特征在于：所述离子交换性能粉末为离子交换树脂、沸石、分子筛、水滑石中的任意一种。
5.根据权利要求3所述的富锌涂料填料，其特征在于：所述离子交换性能粉末为离子交换树脂、沸石、分子筛、水滑石中两种或两种以上物质的混合物。
6.根据权利要求3或4所述的富锌涂料填料，其特征在于：所述离子交换树脂为阳离子交换树脂或阴离子交换树脂中的任意一种。
7.根据权利要求3或4所述的富锌涂料填料，其特征在于：所述离子交换树脂为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂按重量比为1：1～5的混合物。
8.根据权利要求4或5所述的富锌涂料填料，其特征在于：所述沸石为天然沸石，也可以为人造沸石。
9.根据权利要求3所述的富锌涂料填料，其特征在于：所述锌粉和离子交换性能粉末细度至少为200目。
10.根据权利要求3所述的富锌涂料填料，其特征在于：所述颜料为铬黄、铁红、钴蓝、群青、氧化铬绿中的一种。
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