CN116656163A - 一种防锈颜料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防锈颜料及其制备工艺。本发明中，将利用价值很低的工业废料如炼铁钢渣转化为具有高价值的产品，将钢渣研制转化成适用于涂料用的防锈颜料，该产品将成为一种新型的防锈材料，其防锈性能优异、不添加重金属、价格低廉，同时也降低了整体颜料的生产成本，提高了原料在生产过程中的经济环保性，同时原料的内部添加了基于腰果壳油酚醛胺改性的固化剂，通过改性提升了柔韧性，弥补了成膜后漆膜发脆的缺点，使得制得的颜料的防腐性能更加突出，同时可以使涂层更加密实，有效减少涂层孔隙，改善涂层力学性能，提高了颜料的整体安全耐用性。
Description
技术领域
本发明属于防锈颜料技术领域，具体为一种防锈颜料及其制备工艺。
背景技术
用于防止金属腐蚀的涂料叫防腐蚀涂料，其中起主要防腐蚀作用的是防锈颜料。据有关资料报道，全世界每年因为腐蚀造成的经济损失超过7000亿美元，占各国国民生产总值的2～4％，中国每年腐蚀损失也约占国民生产总值的4％左右，全世界每年要付出10％金属被腐蚀掉的沉重代价。与其他各种防腐蚀手段相比，用涂料涂装是最经济、最方便有效、应用最普遍的防腐方法，因此，人们习惯地把能够防止金属在自然条件下(即在大气、水和土壤等)腐蚀的底漆称为防锈涂料(或防腐底漆、防腐涂料)，防锈涂料占涂料总量超过五分之一，是涂料最重要的组成部分。在我国，每年防锈涂料用量约100万吨以上且年增长迅速，全世界每年销售量约350万吨以上。
但是常见的防锈颜料在使用过程中，颜料的耐腐蚀性能不够强，当使用环境多为腐蚀性较强的环境中时，就会使得颜料的耐腐蚀性能下降。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种防锈颜料及其制备工艺。
本发明采用的技术方案如下：一种防锈颜料，所述防锈颜料包括：钢渣微粉50～60份、云母氧化铁25～35份、多孔填料空心微珠5～10份、磷矿粉5～15份、消泡剂10～20份、润湿分散剂150～200份、悬浮剂2～3份、偶联剂0.5～1份和固化剂4～8份。
在一优选的实施方式中，所述防锈颜料的制备工艺包括以下步骤：
S1:先进行钢渣微粉的制备，以炼铁钢渣为原材料，经粉碎、磁选、干燥、磨细分级并再次磁选后得到含磁性铁少的钢渣微粉，再用粉体表面处理剂进行粉体表面处理，并向钢渣微粉添加助剂后得到的处理好的钢渣；
S2:将步骤S1中得到的处理好的钢渣经水洗、干燥、破碎后，置入球磨机中进行研磨处理，达到所需粒径；
S3:按配方量称取步骤S2中处理后的钢渣微粉、云母氧化铁、多孔填料空心微珠和磷矿粉，机械搅拌混合至均匀；
S4:进行偶联处理：量取配方量的偶联剂，用去离子水稀释10倍，然后分多次喷撒到步骤S3中的混合物料中，每次喷洒后在50～60℃下混合搅拌5～10min；
S5:向步骤S4中偶联处理后的混合物料中滴加消泡剂、润湿分散剂、悬浮剂和固化剂，搅拌使之反应1～3h，然后在搅拌状态下均匀撒入固体组分，继续搅拌30～60min，完成包覆处理；
S6:将步骤S5中包覆处理后的混合物料经闪蒸干燥机干燥后，得到所述防锈颜料；
S7:对得到的防锈颜料进行称量包装储存，即可结束整个制备流程。
在一优选的实施方式中，所述步骤S1中，助剂是纳米二氧化钛和纳米二氧化硅，其用量分别是原料总重量的1.0％和0.4％；所述步骤S2中，钢渣微粉的粒径为1200～1300目。
在一优选的实施方式中，所述步骤S3中，搅拌时，控制搅拌温度为30～40℃，搅拌速度控制为1000r/min，搅拌时间控制为50min。
在一优选的实施方式中，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
在一优选的实施方式中，所述润湿分散剂选择含颜料亲和团的高分子量嵌段共聚物溶液,进一步优选选择BYK-190。
在一优选的实施方式中，所述悬浮剂为有机膨润土，所述助溶剂为丙二醇甲醚。
在一优选的实施方式中，所述偶联剂为硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂以2～3的质量比混合的混合物。
在一优选的实施方式中，所述固化剂为基于腰果壳油酚醛胺改性的固化剂。
在一优选的实施方式中，所述步骤S5中，所述液体组分的滴加速率为3～5滴/s；所述搅拌速率为80～150r/min。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，将利用价值很低的工业废料如炼铁钢渣转化为具有高价值的产品，钢渣中含有铁、磷、钙、硅、氧等元素，与防锈颜料有着相似的元素成分，而且钢渣经过高温的炼制，使得制得的颜料在后续的使用过程中化学稳定性好，将钢渣研制转化成适用于涂料用的防锈颜料，该产品将成为一种新型的防锈材料，其防锈性能优异、不添加重金属、价格低廉，同时也降低了整体颜料的生产成本，提高了原料在生产过程中的经济环保性，同时原料的内部添加了基于腰果壳油酚醛胺改性的固化剂，通过改性提升了柔韧性，弥补了成膜后漆膜发脆的缺点，使得制得的颜料的防腐性能更加突出，同时可以使涂层更加密实，有效减少涂层孔隙，改善涂层力学性能，提高了颜料的整体安全耐用性。
具体实施方式
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，对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。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。
实施例一：
一种防锈颜料，所述防锈颜料包括：钢渣微粉50份、云母氧化铁25份、多孔填料空心微珠5份、磷矿粉5份、消泡剂10份、润湿分散剂150份、悬浮剂2份、偶联剂0.5份和固化剂4份。
一种防锈颜料的制备工艺，其所述防锈颜料的制备工艺包括以下步骤：
S1:先进行钢渣微粉的制备，以炼铁钢渣为原材料，经粉碎、磁选、干燥、磨细分级并再次磁选后得到含磁性铁少的钢渣微粉，再用粉体表面处理剂进行粉体表面处理，并向钢渣微粉添加助剂后得到的处理好的钢渣；
S2:将步骤S1中得到的处理好的钢渣经水洗、干燥、破碎后，置入球磨机中进行研磨处理，达到所需粒径；
S3:按配方量称取步骤S2中处理后的钢渣微粉、云母氧化铁、多孔填料空心微珠和磷矿粉，机械搅拌混合至均匀；
S4:进行偶联处理：量取配方量的偶联剂，用去离子水稀释10倍，然后分多次喷撒到步骤S3中的混合物料中，每次喷洒后在50～60℃下混合搅拌5～10min；
S5:向步骤S4中偶联处理后的混合物料中滴加消泡剂、润湿分散剂、悬浮剂和固化剂，搅拌使之反应1～3h，然后在搅拌状态下均匀撒入固体组分，继续搅拌30～60min，完成包覆处理；
S6:将步骤S5中包覆处理后的混合物料经闪蒸干燥机干燥后，得到所述防锈颜料；
S7:对得到的防锈颜料进行称量包装储存，即可结束整个制备流程。
所述步骤S1中，助剂是纳米二氧化钛和纳米二氧化硅，其用量分别是原料总重量的1.0％和0.4％；所述步骤S2中，钢渣微粉的粒径为1200～1300目。
所述步骤S3中，搅拌时，控制搅拌温度为30～40℃，搅拌速度控制为1000r/min，搅拌时间控制为50min。
所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
所述润湿分散剂选择含颜料亲和团的高分子量嵌段共聚物溶液,进一步优选选择BYK-190。
所述悬浮剂为有机膨润土，所述助溶剂为丙二醇甲醚。
所述偶联剂为硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂以2～3的质量比混合的混合物。
所述固化剂为基于腰果壳油酚醛胺改性的固化剂。
所述步骤S5中，所述液体组分的滴加速率为3～5滴/s；所述搅拌速率为80～150r/min。
本发明中，将利用价值很低的工业废料如炼铁钢渣转化为具有高价值的产品，钢渣中含有铁、磷、钙、硅、氧等元素，与防锈颜料有着相似的元素成分，而且钢渣经过高温的炼制，使得制得的颜料在后续的使用过程中化学稳定性好，将钢渣研制转化成适用于涂料用的防锈颜料，该产品将成为一种新型的防锈材料，其防锈性能优异、不添加重金属、价格低廉，同时也降低了整体颜料的生产成本，提高了原料在生产过程中的经济环保性，同时原料的内部添加了基于腰果壳油酚醛胺改性的固化剂，通过改性提升了柔韧性，弥补了成膜后漆膜发脆的缺点，使得制得的颜料的防腐性能更加突出，同时可以使涂层更加密实，有效减少涂层孔隙，改善涂层力学性能，提高了颜料的整体安全耐用性。
实施例二：
一种防锈颜料，所述防锈颜料包括：钢渣微粉60份、云母氧化铁35份、多孔填料空心微珠10份、磷矿粉15份、消泡剂20份、润湿分散剂200份、悬浮剂3份、偶联剂1份和固化剂8份。
一种防锈颜料的制备工艺，其所述防锈颜料的制备工艺包括以下步骤：
S1:先进行钢渣微粉的制备，以炼铁钢渣为原材料，经粉碎、磁选、干燥、磨细分级并再次磁选后得到含磁性铁少的钢渣微粉，再用粉体表面处理剂进行粉体表面处理，并向钢渣微粉添加助剂后得到的处理好的钢渣；
S2:将步骤S1中得到的处理好的钢渣经水洗、干燥、破碎后，置入球磨机中进行研磨处理，达到所需粒径；
S3:按配方量称取步骤S2中处理后的钢渣微粉、云母氧化铁、多孔填料空心微珠和磷矿粉，机械搅拌混合至均匀；
S4:进行偶联处理：量取配方量的偶联剂，用去离子水稀释10倍，然后分多次喷撒到步骤S3中的混合物料中，每次喷洒后在50～60℃下混合搅拌5～10min；
S5:向步骤S4中偶联处理后的混合物料中滴加消泡剂、润湿分散剂、悬浮剂和固化剂，搅拌使之反应1～3h，然后在搅拌状态下均匀撒入固体组分，继续搅拌30～60min，完成包覆处理；
S6:将步骤S5中包覆处理后的混合物料经闪蒸干燥机干燥后，得到所述防锈颜料；
S7:对得到的防锈颜料进行称量包装储存，即可结束整个制备流程。
所述步骤S1中，助剂是纳米二氧化钛和纳米二氧化硅，其用量分别是原料总重量的1.0％和0.4％；所述步骤S2中，钢渣微粉的粒径为1200～1300目。
所述步骤S3中，搅拌时，控制搅拌温度为30～40℃，搅拌速度控制为1000r/min，搅拌时间控制为50min。
所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
所述润湿分散剂选择含颜料亲和团的高分子量嵌段共聚物溶液,进一步优选选择BYK-190。
所述悬浮剂为有机膨润土，所述助溶剂为丙二醇甲醚。
所述偶联剂为硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂以2～3的质量比混合的混合物。
所述固化剂为基于腰果壳油酚醛胺改性的固化剂。
所述步骤S5中，所述液体组分的滴加速率为3～5滴/s；所述搅拌速率为80～150r/min。
本发明中，将利用价值很低的工业废料如炼铁钢渣转化为具有高价值的产品，钢渣中含有铁、磷、钙、硅、氧等元素，与防锈颜料有着相似的元素成分，而且钢渣经过高温的炼制，使得制得的颜料在后续的使用过程中化学稳定性好，将钢渣研制转化成适用于涂料用的防锈颜料，该产品将成为一种新型的防锈材料，其防锈性能优异、不添加重金属、价格低廉，同时也降低了整体颜料的生产成本，提高了原料在生产过程中的经济环保性，同时原料的内部添加了基于腰果壳油酚醛胺改性的固化剂，通过改性提升了柔韧性，弥补了成膜后漆膜发脆的缺点，使得制得的颜料的防腐性能更加突出，同时可以使涂层更加密实，有效减少涂层孔隙，改善涂层力学性能，提高了颜料的整体安全耐用性。
实施例三：
一种防锈颜料，所述防锈颜料包括：钢渣微粉55份、云母氧化铁30份、多孔填料空心微珠8份、磷矿粉10份、消泡剂15份、润湿分散剂180份、悬浮剂3份、偶联剂1份和固化剂7份。
一种防锈颜料的制备工艺，其所述防锈颜料的制备工艺包括以下步骤：
S1:先进行钢渣微粉的制备，以炼铁钢渣为原材料，经粉碎、磁选、干燥、磨细分级并再次磁选后得到含磁性铁少的钢渣微粉，再用粉体表面处理剂进行粉体表面处理，并向钢渣微粉添加助剂后得到的处理好的钢渣；
S2:将步骤S1中得到的处理好的钢渣经水洗、干燥、破碎后，置入球磨机中进行研磨处理，达到所需粒径；
S3:按配方量称取步骤S2中处理后的钢渣微粉、云母氧化铁、多孔填料空心微珠和磷矿粉，机械搅拌混合至均匀；
S4:进行偶联处理：量取配方量的偶联剂，用去离子水稀释10倍，然后分多次喷撒到步骤S3中的混合物料中，每次喷洒后在50～60℃下混合搅拌5～10min；
S5:向步骤S4中偶联处理后的混合物料中滴加消泡剂、润湿分散剂、悬浮剂和固化剂，搅拌使之反应1～3h，然后在搅拌状态下均匀撒入固体组分，继续搅拌30～60min，完成包覆处理；
S6:将步骤S5中包覆处理后的混合物料经闪蒸干燥机干燥后，得到所述防锈颜料；
S7:对得到的防锈颜料进行称量包装储存，即可结束整个制备流程。
所述步骤S1中，助剂是纳米二氧化钛和纳米二氧化硅，其用量分别是原料总重量的1.0％和0.4％；所述步骤S2中，钢渣微粉的粒径为1200～1300目。
所述步骤S3中，搅拌时，控制搅拌温度为30～40℃，搅拌速度控制为1000r/min，搅拌时间控制为50min。
所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
所述润湿分散剂选择含颜料亲和团的高分子量嵌段共聚物溶液,进一步优选选择BYK-190。
所述悬浮剂为有机膨润土，所述助溶剂为丙二醇甲醚。
所述偶联剂为硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂以2～3的质量比混合的混合物。
所述固化剂为基于腰果壳油酚醛胺改性的固化剂。
所述步骤S5中，所述液体组分的滴加速率为3～5滴/s；所述搅拌速率为80～150r/min。
本发明中，将利用价值很低的工业废料如炼铁钢渣转化为具有高价值的产品，钢渣中含有铁、磷、钙、硅、氧等元素，与防锈颜料有着相似的元素成分，而且钢渣经过高温的炼制，使得制得的颜料在后续的使用过程中化学稳定性好，将钢渣研制转化成适用于涂料用的防锈颜料，该产品将成为一种新型的防锈材料，其防锈性能优异、不添加重金属、价格低廉，同时也降低了整体颜料的生产成本，提高了原料在生产过程中的经济环保性，同时原料的内部添加了基于腰果壳油酚醛胺改性的固化剂，通过改性提升了柔韧性，弥补了成膜后漆膜发脆的缺点，使得制得的颜料的防腐性能更加突出，同时可以使涂层更加密实，有效减少涂层孔隙，改善涂层力学性能，提高了颜料的整体安全耐用性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上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精神和范围。
Claims (10)
1.一种防锈颜料，其特征在于：所述防锈颜料包括：钢渣微粉50～60份、云母氧化铁25～35份、多孔填料空心微珠5～10份、磷矿粉5～15份、消泡剂10～20份、润湿分散剂150～200份、悬浮剂2～3份、偶联剂0.5～1份和固化剂4～8份。
2.如权利要求1所述的一种防锈颜料的制备工艺，其特征在于：所述防锈颜料的制备工艺包括以下步骤：
S1:先进行钢渣微粉的制备，以炼铁钢渣为原材料，经粉碎、磁选、干燥、磨细分级并再次磁选后得到含磁性铁少的钢渣微粉，再用粉体表面处理剂进行粉体表面处理，并向钢渣微粉添加助剂后得到的处理好的钢渣；
S2:将步骤S1中得到的处理好的钢渣经水洗、干燥、破碎后，置入球磨机中进行研磨处理，达到所需粒径；
S3:按配方量称取步骤S2中处理后的钢渣微粉、云母氧化铁、多孔填料空心微珠和磷矿粉，机械搅拌混合至均匀；
S4:进行偶联处理：量取配方量的偶联剂，用去离子水稀释10倍，然后分多次喷撒到步骤S3中的混合物料中，每次喷洒后在50～60℃下混合搅拌5～10min；
S5:向步骤S4中偶联处理后的混合物料中滴加消泡剂、润湿分散剂、悬浮剂和固化剂，搅拌使之反应1～3h，然后在搅拌状态下均匀撒入固体组分，继续搅拌30～60min，完成包覆处理；
S6:将步骤S5中包覆处理后的混合物料经闪蒸干燥机干燥后，得到所述防锈颜料；
S7:对得到的防锈颜料进行称量包装储存，即可结束整个制备流程。
3.如权利要求2所述的一种防锈颜料的制备工艺，其特征在于：所述步骤S1中，助剂是纳米二氧化钛和纳米二氧化硅，其用量分别是原料总重量的1.0％和0.4％；所述步骤S2中，钢渣微粉的粒径为1200～1300目。
4.如权利要求1所述的一种防锈颜料的制备工艺，其特征在于：所述步骤S3中，搅拌时，控制搅拌温度为30～40℃，搅拌速度控制为1000r/min，搅拌时间控制为50min。
5.如权利要求1所述的一种防锈颜料的制备工艺，其特征在于：所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
6.如权利要求1所述的一种防锈颜料的制备工艺，其特征在于：所述润湿分散剂选择含颜料亲和团的高分子量嵌段共聚物溶液,进一步优选选择BYK-190。
7.如权利要求1所述的一种防锈颜料的制备工艺，其特征在于：所述悬浮剂为有机膨润土，所述助溶剂为丙二醇甲醚。
8.如权利要求1所述的一种防锈颜料的制备工艺，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂与钛酸酯偶联剂以2～3的质量比混合的混合物。
9.如权利要求1所述的一种防锈颜料的制备工艺，其特征在于：所述固化剂为基于腰果壳油酚醛胺改性的固化剂。
10.如权利要求1所述的一种防锈颜料的制备工艺，其特征在于：所述步骤S5中，所述液体组分的滴加速率为3～5滴/s；所述搅拌速率为80～150r/min。
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