CN1194049C - 空心微珠填充涂料及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空心微珠填充涂料及其制造工艺，包括以下步骤：取粉煤灰进行粒度分级，再分别进行除铁、除碳，以获得球形率在95%以上、粒度在0.5-10μm之间的空心微珠；对所述空心微珠进行有机膜表面处理；将表面处理后的所述空心微珠按预定比例填充到基料中，充分搅拌混合；进行研磨、调粘处理，得到成品空心微珠填充涂料。这种涂料具有很强的附着力、消光性和很好的耐高温、保温、耐腐蚀性能，并且降低了生产成本。

Description

空心微珠填充涂料及其制造工艺

技术领域

本发明涉及涂料制造工艺，更具体地说，涉及一种填充有粉煤灰空心微珠的涂料及其制造工艺。

背景技术

为了降低涂料制品的成本，通常会在涂料的基料中加入一定比例的填充料，目前大多是采用各种非金属矿粉材料，如碳酸钙、硫酸钡、滑石粉等，粒度约在1-40μm之间不等。但非金属矿粉由于其本身的一些不足之处，如颗粒形状不规则、材料的硬度和强度低等，不能增加涂料的性能，而且在涂料里不能填加过量，如果超过一定的量，将会严重破坏涂料的一些性能，使涂料制品的整体性能下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有涂料填料的上述缺陷，提供一种粉煤灰空心微珠填充涂料及其制造工艺，在保证涂料的各项性能的前提下，填入适当比例的空心微珠，以降低涂料的成本，同时增加其消光性、附着力、耐高温和耐腐蚀性能。

本发明空心微珠填充涂料的制造工艺包括以下步骤：(1)、取粉煤灰进行粒度分级，再分别进行除铁、除碳，以获得球形率在95％以上、粒度在0.5-10μm之间的空心微珠；(2)、对所述空心微珠进行有机膜表面处理；(3)、将表面处理后的所述空心微珠按预定比例填充到基料中，充分搅拌混合；(4)、进行研磨、调粘处理，得到成品空心微珠填充涂料。

根据本发明所述的制造工艺，在所述第(1)步中，可采用高梯度磁选法或酸性溶液法进行除铁，使所获得的空心微珠中的铁氧化物含量在1％以下。

根据本发明所述的制造工艺，在所述第(1)步中，可采用半导体机除碳法、水洗除碳法、高温煅烧除碳、或酒精喷烧除碳法进行除碳。

根据本发明所述的制造工艺，在所述第(2)步中，可采用气溶胶法、高速搅拌法、或湿处理法对所述空心微珠进行有机膜表面处理，使空心微珠表面均匀附着一层薄有机膜。其中，所述有机溶液可选用硅烷、钛酸酯、硬酸酯、铝酸酯中的一种或多种。

本发明所得出的成品空心微珠填充涂料的成份包括基料和空心微珠，其中所述空心微珠的比例在5-50％之间，球形率在95％以上、粒度在0.5-10μm之间，成品涂料可以是粉末涂料、溶剂型涂料、或水性涂料。

本发明所制得的涂料有以下特点：硬度高、抗刻划能力强、附着力大、抗冲击性能好、消光、耐高温性能、保温性能和耐腐蚀性能增强以及降低了成本等等，是一种可以广泛应用的涂料产品。

附图说明

图1是本发明的制造工艺流程图。

具体实施方式

实施例一：

本发明实施例一如图1所示，

首先对粉煤灰进行精选，也就是进行粒度分级，其方法是通过气流分级法获得球形率在95％以上、粒度在0.5-10μm之间的空心微珠。

然后采用酸性溶液法进行除铁：用浓度为3％-15％、温度为室温至50℃的盐酸溶液与空心微珠充分混合，空心微珠中的氧化铁与盐酸发生化学反应，形成可溶于水的氯化铁盐，再用清水多次漂洗空心微珠，此方法可使铁氧化物含量降到1％以下。漂洗的同时，就是利用水洗的方法除碳，水温可以控制在室温至100℃之间，利用碳的比重比水轻、空心微珠的比重比水重的原理，将漂在水面的碳粒去掉，然后烘干。也可以采用高温煅烧除碳法，就是将空心微珠放入400至800℃的煅烧炉里煅烧20至150分钟，让碳粒充分氧化；还可以使用酒精喷烧除碳法进行除碳，将酒精与空心微珠充分混合后，用高压枪喷出燃烧，燃烧后，空心微珠中的碳含量大幅下降。当然，也可以采用现有的技术进行除铁、除碳，例如采用中国发明专利01141911.3中的高梯度磁选法除铁、半导体机法除碳。

然后对除铁、除碳后的空心微珠进行表面处理，表面处理的目的是在空心微珠表面涂覆一层很薄的有机膜改性层。具体的处理方法有：(1)、高速搅拌法；把空心微珠放入高速搅拌设备，加入有机溶液，进行一定时间的高速搅拌，使空心微珠表面均匀附有一层很薄的有机膜，搅拌温度可在常温与300℃范围内调控；(2)湿处理法表面处理：把用来改性的有机溶液溶入水或者易挥发的有机溶液里(如酒精等)，再与空心微珠充分混合，烘干后，空心微珠表面就会均匀沉积一层有机膜。当然，也可以采用现有的技术进行表面处理，例如采用中国发明专利01141911.3中的溶胶法：把有机溶液混入高速旋转气流，再通过超音速喷嘴把该气流混合物以很高的速度喷进装有空心微珠悬浮体的流化床中，在固体空心微珠表面即可沉积一层很薄的有机膜，该流化床的温度可在常温与300℃范围内调控。在这些方法中所使用的有机溶液可选用硅烷、钛酸酯、  硬酸酯、铝酸酯中的一种或多种。

然后，将表面处理过的空心微珠按5％的比例填充到基料中，充分搅拌混合，再进行研磨、调粘处理，得到成品空心微珠填充涂料。

实施例二：

首先通过气流分级法获得球形率在95％以上、粒度在0.5-10μm之间的空心微珠。

然后采用酸性溶液法进行除铁，再采用水洗除碳法进行除碳。

然后采用高速搅拌法对除铁、除碳后的空心微珠进行表面处理，在空心微珠表面涂覆一层很薄的钛酸酯有机膜改性层。

然后，将表面处理过的空心微珠按25％的比例填充到基料中，充分搅拌混合，再进行研磨、调粘处理，得到成品空心微珠填充涂料。

实施例三：

首先通过气流分级法获得球形率在95％以上、粒度在0.5-10μm之间的空心微珠。

然后采用酸性溶液法进行除铁，再采用高温煅烧除碳法进行除碳。

然后采用湿处理法表面处理对除铁、除碳后的空心微珠进行表面处理，在空心微珠表面涂覆一层很薄的硬酸酯有机膜改性层。

然后，将表面处理过的空心微珠按50％的比例填充到基料中，充分搅拌混合，再进行研磨、调粘处理，得到成品空心微珠填充涂料。

在上述三个实施例中所采用的基料包括各类成膜物质，例如：油酯、天然树酯、酚醛树酯、氨基树酯、丙烯酸树酯、聚酯树酯、环氧树酯、聚氨酯树酯、烯类树酯、过氯乙烯树酯和有机硅树酯等。所制成的成品空心微珠填充涂料可以是粉末涂料、溶剂型涂料、或水性涂料。本发明所制得的涂料具有硬度高、抗刻划能力强、附着力大、抗冲击性能好、消光等优点，并且耐高温性能、保温性能和耐腐蚀性能都得以增强，同时填充比例可达50％，可大大降低成本。

Claims (8)

1、一种空心微珠填充涂料的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、取粉煤灰，利用气流分级法进行粒度分级以获得球形率在95％以上、粒度在0.5-10μm之间的空心微珠，再采用酸性溶液法除铁、采用水洗除碳法或高温煅烧或酒精喷烧法进行除碳；

(2)、采用高速搅拌法或湿处理法对所述空心微珠进行有机膜表面处理；

(3)、将表面处理后的所述空心微珠，按5-50％之间的比例填充到基料中，充分搅拌混合；

(4)、进行研磨、调粘处理，得到成品空心微珠填充涂料。

2、根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，在所述第(1)步中采用酸性溶液法进行除铁是：将空心微珠放入浓度为3％-15％、温度为室温至50℃的盐酸溶液中充分混合，其中的铁经化学反应成为可溶于水的氯化铁盐，用清水多次漂洗后再烘干，获得铁氧化物含量在1％以下的空心微珠。

3、根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，在所述第(1)步中采用水洗除碳法进行除碳是：利用碳的比重比水轻、空心微珠的比重比水重的原理，用室温至100℃的水漂洗空心微珠，将漂在水面的碳粒去掉。

4、根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，在所述第(1)步中采用高温煅烧除碳法进行除碳是：将空心微珠原料放入煅烧炉中，在400至800℃温度范围煅烧20至150分钟，即可将碳除去。

5、根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，在所述第(1)步中采用酒精喷烧法进行除碳是：将含碳的空心微珠与酒精混合后，用高压枪喷到燃烧室里燃烧，通过酒精燃烧清除其中的碳粒。

6、根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，在所述第(2)步中采用高速搅拌法对所述空心微珠进行有机膜表面处理包括：把所述空心微珠放入高速搅拌设备，加入有机溶液，进行一定时间的高速搅拌，使空心微珠表面均匀附着一层薄有机膜；其中搅拌温度可在常温与300℃范围内调控，所述有机溶液可选用硅烷、钛酸酯、硬酸酯、铝酸酯中的一种或多种。

7、根据权利要求1所述的制造工艺，其特征在于，在所述第(2)步中采用湿处理法对所述空心微珠进行有机膜表面处理包括：把有机溶液溶入水或易挥发的有机溶液，将混合后的溶液与所述空心微珠充分混合，烘干后，即可在所述空心微珠表面沉积一层薄有机膜，所述有机溶液可选用硅烷、钛酸酯、硬酸酯、铝酸酯中的一种或多种。

8、一种按照权利要求1-7中任何一项所述制造工艺制造的空心微珠填充涂料，其特征在于，包括基料和空心微珠，其中所述空心微珠的比例在5-50％之间，球形率在95％以上、粒度在0.5-10μm之间。