專利名稱：天然鐵紅帶銹底漆的制作方法
天然鐵紅帶銹底漆屬于油漆涂料行業。
據《中國化工商品大全》及國內外油漆行業信息可知，現沒有采用天然鐵紅生產油漆涂料，而都是采用干法、濕法及硝酸法生產氧化鐵紅，然后以氧化鐵紅為原料，外加高分子樹脂和多種輔助劑制成，且制作工藝復雜。高分子樹脂多采用各種醇酸樹脂，加進抗結皮劑等多種成分。如下面列出幾種鐵紅底漆的配制方法及原料。
1、C06-2鐵紅醇酸帶銹底漆所用原料及配制中油度醇酸樹脂，穩銹原料、顏料、填料、催干劑、200號油漆溶劑油、二甲苯。
2、C06-19鐵紅醇酸帶銹底漆。
所用原料及配制長油度季戊四醇醇酸樹脂、穩銹原料、顏料、催干劑、200號油漆溶劑油、二甲苯。
3、C06-18鐵紅醇酸帶銹底漆所用原料及配制醇酸樹脂加入化銹原料、穩銹顏料、溶劑等經研磨調合而成。
由上可知，此類油漆有以下特點除用醇酸樹脂、溶劑、鐵紅外，需另加入各種穩銹原樣、化銹原料、催干劑、油漆溶劑油等。而且需要在反應釜內加溫熬制成樹脂，再經冷卻等一系列操作，這無疑給成本、工藝、操作都帶來困難。盡管這些醇酸帶銹底漆都具有良好性能和廣泛的用途，但存在各種缺點。如原料復雜、造價高、油漆干性慢，不能打磨，耐候性差，不抗紫外線，附著力差，不耐曝曬，易粉化、老化，涂層多，費人工，制造工藝復雜。
本發明的天然鐵紅帶銹底漆，目的是提供一種表面不氧化，長期不結塊，成本造價低，特別是省去除銹工藝，帶銹涂刷的天然鐵紅底漆。就目前已通過的鑒定結果看，基本上避免了上述鐵紅醇酸底漆制造及使用上的各種缺點，這可從以下幾方面看出首先，本發明采用天然鐵紅，經研磨成需要的細度后，使其具有顏料和填料的作用，保證了三氧化二鐵成分穩定，不變化。由于不外加其他填料，可進一步增加天然鐵紅的比例，省去了許多原料。天然鐵紅儲量大，易得，加工簡單，污染性小，免去了生產氧化鐵紅煩瑣、復雜的工藝，成本低。且天然鐵紅不溶于水，耐堿、鹽、酸，有防輻射性能，表面氧化后可阻止進一步向深層氧化，另外天然鐵紅成分固定也是一大優點。
天然鐵紅經地質分析成分如下Fe2O370%少量Fe3O4＜1%SiO24-7%CaO3%MgO2%Al2O31-3%P0.001%其他礦物＜1%比重 5.5g/cm3
其次，所用的高聚物樹脂為氯磺化聚乙烯、聚苯乙烯，溶劑為二甲苯或苯、甲苯。
氯磺化聚乙烯為聚乙烯的衍生物，是聚乙烯經氯化和磺化處理后，其結構的規整性被破壞，而變為在常溫下柔軟而有彈性的氯磺化聚乙烯橡膠。它是一種強度低，有粘性的聚合物，比重約為1.1，易溶于芳香烴及氯代烴，具有優異的抗臭氧化性能，其耐熱性能，耐化學藥品性能，耐燃燒性都很好，耐磨性和耐低溫性良好，作涂層的保護外皮。
聚苯乙烯為無色透明、無味的固體顆粒，比重1.057-1.070，易染色，能燃燒，耐水性及介電性能優異，能耐有機酸、堿、鹽，溶于芳香烴等。此物還可以回收工業廢物，變廢為寶，降低成本。
總之，本發明有原料來源充分、經濟，易得，工藝簡單，設備要求不復雜，而且生產的底漆具有國內外各種底漆所沒有的優點，又避開了現有底漆的所有缺點，尤其是帶銹涂刷，更為見效。目前，已通過了吉林省產品質量監督檢驗所的檢驗和鑒定。
本發明機理據電化學知識可知，鋼鐵生銹是一種電化學腐蝕。所形成的鐵銹的成分復雜，一般以Fe2O3·XH2O表示，其結構為內部疏松的孔道。
一般來說，現有的涂料都是在鋼鐵表面涂上一層或數層涂料，所起主要為遮蓋作用，難免作用單一。如醇酸樹脂涂料施工性能好，漆膜附著力強。但漆膜柔軟，耐水、耐堿性差。所用的醇酸樹脂，一般以多元醇和植物油脂在特殊條件下反應，所得高聚物為網狀的聚酯，僅在金屬制品表面遮蓋，起防止金屬進一步腐蝕作用。
但是，若生成的高聚物單純有此一種遮蓋作用，則難免使得涂層易結皮，剝落的結果。
而本發明天然鐵紅帶銹底漆，用以涂刷帶銹鋼鐵做底漆，就是針對鋼鐵生銹的機理而提出了不同于現有生產鐵醇酸帶銹底漆的工藝。天然鐵紅具有與鐵銹類似的成分，而且為天然生長的礦物，成份穩定，不受酸、堿、鹽變化的影響。可以推測，選擇的二種高聚物(或高聚物反應生成的共聚物)，不僅可以在生銹鋼鐵表面涂上一層漆膜，而且所生成的高聚物和鐵紅顆粒所組成的混合物可以填滿或透過鐵銹的孔道，把鐵銹和鐵紅顏料以及鐵紅和鐵銹深層未生銹的鐵很好地“粘合”在一起，或者說，由于鐵銹內部疏松多孔，可以很好地容納與其有相似結構的天然鐵紅與高聚物的混合物，形成十分堅固而不剝落的膜。這是由于首先，二種高聚物形成，改進了單一高聚物的性能，除了可以很好地粘合在一起以外，還增強了與鐵銹、天然鐵紅及未生銹的鐵的粘合能力。或者說，所形成的溶有天然鐵紅顆粒的高分子溶液能很好地填滿鐵銹內部孔道。這種高聚物溶液可以滲透到鐵銹內部以及未生銹的鐵表面，形成的高聚物可以把天然鐵紅顆粒以膠體的狀態帶入鐵銹內部。這樣，在兩相高聚物和鐵銹、天然鐵紅及未生銹的鐵之間，產生了能與兩相高聚物相溶的兩種聚合物的接枝共聚物。
這種接枝共聚物具有特殊功能。如氯磺化聚乙烯和聚苯乙烯原為不互溶，但當形成以二甲苯為溶劑的涂料時，就產生了氯磺化聚乙烯上接有聚苯乙烯的接枝共聚物，混合涂在帶銹鋼鐵上后，這種接枝共聚物處于幾相之間，所產生的氯磺化聚乙烯鏈除了伸入氯磺化聚乙烯中外，還可以伸入鐵銹或天然鐵紅中或未生銹的鐵表面，它的聚苯乙烯枝除了伸入聚苯乙烯中外，還可以伸入鐵銹或鋼鐵表面及天然鐵紅表面。這樣，除了所形成共聚物的特點以外，還在幾相之間，以這種接枝共聚物為媒介，為“粘合劑”把鐵銹、天然鐵紅以及未生銹鐵緊緊貼合在一起，形成一種特殊的、十分堅固的、不同于單一高聚物所形成的漆膜，這種漆膜不同于以往的油漆漆膜。
此外，在二種高聚物之間，除了形成接枝共聚物外，據鋼鐵生銹機理可分析在二種聚合物之間在合適條件下產生一種叫做游離基連鎖共聚合反應，所形成的共聚物也具有優良的抗腐蝕性能。
另外，由于所選擇的氯磺化聚乙烯、聚苯乙烯二種單體，由于共軛效應的緣故;可以形成穩定的丌絡合物。
這種丌絡合物的形成，又進一步使共聚反應易于進行，而且二種共聚物單體極性差別愈大，可互相吸引，得交替共聚物。
這一系列因素，可以解釋本發明的原理。
本發明的方法及步驟將氯磺化聚乙烯、聚苯乙烯分別以二甲苯作溶劑溶解后，按一定比例混合加入天然鐵紅的三氧化二鐵含量為70%以上，細度在325-400目等其他原料，用料比例如下氯磺化聚乙烯5.1%-7%
聚苯乙烯12.1%-13%天然鐵紅19.1%-22%苯、甲苯、二甲苯63.7%-58%其中，溶劑的使用的百分比以高到底是由于考慮到所制油漆的粘稠程度，即增大了聚合物及天然鐵紅的成分，必須減少溶劑的用量。這樣才能保證所制油漆的性能。
另加入滑石粉的成分為1-3%，是可以改進油漆的亮度、色澤等性能。
用200號溶劑油20-35%可相應減少苯、甲苯、二甲苯的用量。
制作過程如下先以適量的溶劑(苯、甲苯、二甲苯均可，三種相混合也可以)溶解氯磺化聚乙烯，邊加料邊攪拌，得一乳白色粘稠狀液體，時間約6小時左右，再以溶劑溶解聚苯乙烯，得一膠狀液體，把二種混液體相混合，然后在不斷攪拌下按比例加入天然鐵紅等其他原料，得一粘稠狀液體，無放熱現象，產生大量氣泡，繼續攪拌，即得產品，放置15分鐘左右，即可使用。
過程方框圖如附圖
所示。
所得天然鐵紅帶銹底漆，具有干燥快、易打磨、耐候性好、附著力強、防輻射、耐酸、堿、鹽、水，耐曝曬，不易粉化，不脫落，不變色，只涂一層，無結皮、無結塊。以工藝上看，和以往醇酸帶銹底漆比較，本發明也有顯著優點，如工藝簡單，易掌握，對設備要求不高，不需要抗高壓、抗高溫、抗酸、堿設備，常溫、常壓下，在攪拌機和砂磨機存在的情況下即可投入批量生產，免去了生產油漆需要在反應釜內熬制、冷卻樹脂的過程，節省能源，降低消耗。
實施舉例1、生產10公斤產品。
含Fe2O385%細度為350目的天然鐵紅。
氯磺化聚乙烯0.55公斤聚苯乙烯1.25公斤二甲苯3.00公斤甲苯3.20公斤天然鐵紅2.00公斤操作如前所述。
2、生產1000公斤產品。
含Fe2O390%細度為≥350目的天然鐵紅195公斤。
氯磺化聚乙烯51公斤聚苯乙烯122公斤二甲苯220公斤甲苯200公斤苯190公斤制作過程如前所述。
附技術指標檢測結果
權利要求
1.一種天然鐵紅帶銹底漆，其特征在于組份為氯磺化聚乙烯5.1%-7%、聚苯乙烯12.1%-13%、天然鐵紅19.1%-22%、苯、甲苯、二甲苯63.5%-58%。
2.根據權利要求1所述的底漆，其特征在于天然鐵紅的三氧化二鐵含量為70%以上，細度在325-400目。
3.根據權利要求1和2所述的底漆，其特征在于含Fe2O385%細度為350目的天然鐵紅2公斤，氯磺化聚乙烯0.55公斤，聚苯乙烯1.25公斤，二甲苯3公斤，甲苯3.21公斤，制得10公斤產品。
4.根據權利要求1或2所述的底漆，其特征在于含Fe2O390%，細度大于350目的天然鐵紅195公斤，氯磺化聚乙烯51公斤、聚苯乙烯122公斤、二甲苯220公斤、甲苯200公斤、苯190公斤、滑石粉221公斤、制得產品1000公斤。
5.一種天然鐵紅帶銹底漆的制作方法，其特征在于先以適量的溶劑(苯、甲苯、二甲苯均可，三種相混合也可以)溶解氯磺化聚乙烯，邊加料邊攪拌，得一乳白色粘稠狀液體，時間約6小時左右，再以溶劑溶解聚苯乙烯，得一膠狀液體，把二種液體相混合，然后在不斷攪拌下按比例加入天然鐵紅等其他原料，得一粘稠狀液體，繼續攪拌，即得產品，放置15分鐘左右，即可使用。
全文摘要
本發明的天然鐵紅帶銹底漆，是由天然鐵紅、氯磺化聚乙烯、聚苯乙烯、苯、甲苯和二甲苯調制而成。采用了不同于酚醛底漆的原料和方法，具有成本低廉，制造簡便，表面不氧化，長期不結塊，特別是無需除銹涂刷的特點，適用于涂覆在黑色金屬、帶銹鋼鐵表面上，起打底防銹作用，是替代鐵紅酚醛底漆的理想產品。
文檔編號C09D125/06GK1079978SQ9210624
公開日1993年12月29日 申請日期1992年6月15日 優先權日1992年6月15日
發明者樊有杰 申請人:樊有杰