一種水性涂料專用磷酸鹽防銹顏料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于防銹材料技術領域，具體是一種不含鋁、鋅的水性涂料專用磷酸鹽防 銹顏料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 長期以來，金屬防腐蝕涂層中防銹顏料的性能與安全問題一直是人們討論和研究 的焦點，目前使用較多的防銹顏料主要有以下幾種:紅丹、鋅鉻黃、氧化鋅、堿性碳酸鉛等。 紅丹和鉻酸鹽顏料雖然防銹效果良好，但都有毒性。紅丹會使人鉛中毒，并損傷孩童智力； 六價鉻鹽會使人致癌（已被歐美各國禁用），同時給水體帶來重金屬污染問題。因此，尋找高 效、多功能及環境友好的能夠取代含鉛、鉻防銹顏料(紅丹、鋅鉻黃)的產品仍然是國內外顏 料行業亟待解決的難題。
[0003] 迄今為止已經研究非鉛、非鉻的顏料有磷酸鹽、鉬酸鹽、硼酸鹽、鐵酸鹽、離子交換 顏料等，其中磷酸鹽系列顏料無論是在品種、性能還是使用范圍上都占了重要地位。早期開 的有三聚磷酸二氫鋁、磷酸鋅，盡管這些磷酸鹽顏料是安全和有效的，但由于價格較高、性 能有缺陷，使用不盡人意，后來人們采用了各種方法對其進行改進，通過添加鈣、鐵、鋅、硅 等，目前已經形成了三聚磷酸二氫鋁系列、磷酸鋅系列防銹顏料。雖然近年來對磷酸鹽防銹 顏料的研究不少，但這些顏料均含鋁或鋅元素。隨著環境保護的推進及水性涂料的發展，金 屬鋅、鋁離子所引起的涂料樹脂問題及其環境潛在污染也引起人們的關注，為適應環保型 涂料特別是水性涂料專用防銹顏料的發展，制備不含鋅、鋁的磷酸鹽防銹顏料成為當務之 急。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是為了克服市場上磷酸鹽防銹顏料存在價格高、且含鋅或鋁、防銹 效果不理想、不適用于水性涂料等問題，提供一種水性涂料專用的磷酸鹽防銹顏料及其制 備方法。
[0005] 為實現以上目的，本發明采用的技術方案如下： 一種水性涂料專用磷酸鹽防銹顏料，該防銹顏料包括以下重量份原料： 磷酸100份、鈣化合物70-110份、堿土金屬化合物20-50份、氧化鈦0-10份、氧化鐵0-5 份、表面改性劑0.1-0.5份和水200-500份； 所述堿土金屬化合物包括鎂、鋇、鍶的化合物。
[0006] 進一步地，以上所述鎂、鋇、鍶的化合物包括鎂、鋇、鍶的碳酸鹽、氧化物、氫氧化 物。
[0007] 進一步地，以上所述鈣化合物包括碳酸鈣、氧化鈣和氫氧化鈣。
[0008] 進一步地，以上所述表面改性劑包括5-硝基-間苯二酸酯鋅鹽、I，I，1-三羥甲基乙 烷和1，2,3_苯并三氮唑。
[0009] 以上所述水性涂料專用磷酸鹽防銹顏料的制備方法，包括混合反應、研磨、調節 pH、過濾、洗滌、烘干等步驟，具體工藝如下： (1) 取100份磷酸于反應釜中，加入200-500份水，攪拌均勻，加入70-110份鈣化合物，在 室溫~100°C、轉速為500-800r/min下，攪拌10-20min，再加入20-50份堿土金屬化合物，最后 加入0-10份氧化鈦或0-5份氧化鐵，繼續攪拌5-10min，得到粘稠物料； (2) 將上述粘稠物料倒入球磨機中，加入0.1-1.0份表面改性劑，研磨20-60min，調節pH 至6.0-7.5，按常規方法過濾，用水洗滌，烘干，粉碎至325目，即可得到磷酸鹽防銹顏料。
[0010] 以上所述的磷酸鹽防銹顏料可在苯丙乳液、水性環氧涂料等水性涂料得到廣泛 應用。
[0011] 與現有技術相比，本發明的有益效果： 1、本發明用堿土化合物代替鋅或鋁化合物，再根據需求加入一定比例的氧化鈦或氧化 鐵，獲得一種用于水性防腐蝕涂料的無鋅無鋁磷酸鹽防銹顏料。得到的防銹顏料不僅可以 解決已有技術磷酸鹽中存在鋅、鋁離子所引起的涂料樹脂問題及其環境潛在污染問題，而 且成本更加低廉、性能更加優異。
[0012] 2、本發明制備的防銹顏料不僅成本低，而且應用在苯丙乳液、水性環氧涂料等水 性涂料時，本產品的防銹性能超過磷酸鋅，并能與改性三聚磷酸鋁相當。
[0013] 3、本發明防銹顏料的制備過程中，反應條件要求不高、工藝簡單、操作容易、無污 染，易于工業化生產，生產成本較低，具有很好的社會效益、生態效益和經濟效益，市場前景 極為廣闊。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發明磷酸鹽防銹顏料的工藝流程圖； 圖2為實施例2磷酸鹽防銹顏料產品的掃描電鏡圖； 圖3為實施例8磷酸鹽防銹顏料產品的掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面將結合具體實施例對本發明進一步說明，但不限于本發明的保護范圍。
[0016] 實施例1 一種水性涂料專用磷酸鹽防銹顏料，由以下重量份原料組成:磷酸100份、碳酸鈣75份、 碳酸鎂25份、三氧化二鐵2份、5-硝基-間苯二酸酯鋅鹽0.5份和水350份。
[0017]制備方法:取100份磷酸于反應釜中，加入350份水，攪拌均勻，加入75份碳酸鈣，在 溫度60°C、轉速為800r/min下，攪拌IOmin，再加入25份碳酸鎂，最后加入2份三氧化二鐵，繼 續攪拌IOmin，得到粘稠物料;將粘稠物料倒入球磨機中，加入0.5份5-硝基-間苯二酸酯鋅 鹽，研磨30min，調節pH至6.5,按常規方法過濾，用水洗滌，烘干，粉碎至325目，即可得到磷 酸鹽防銹顏料。
[0018] 實施例2 一種水性涂料專用磷酸鹽防銹顏料，由以下重量份原料組成:磷酸100份、氫氧化鈣100 份、碳酸鎂10份、氧化鈦5份、I，I，1 -三羥甲基乙烷0.3份和水400份。
[0019] 制備方法：取100份磷酸于反應釜中，加入400份水，攪拌均勻，加入100份氫氧化 ?丐，在溫度l〇〇°C、轉速為500r/min下，攪拌15min，再加入10份碳酸鎂，最后加入5份氧化鈦， 繼續攪拌IOmin，得到粘稠物料;將粘稠物料倒入球磨機中，加入0.3份I，I，1-三輕甲基乙 烷，研磨45min，調節pH至6.0,按常規方法過濾，用水洗滌，烘干，粉碎至325目，即可得到磷 酸鹽防銹顏料。
[0020] 實施例3 一種水性涂料專用磷酸鹽防銹顏料，由以下重量份原料組成:磷酸100份、碳酸鈣95份、 氫氧化鎂15份、氫氧化鋇5份、三氧化二鐵5份、5-硝基-間苯二酸酯鋅鹽0.5份和水350份。 [0021 ] 制備方法:取100份磷酸于反應釜中，加入350份水，攪拌均勻，加入95份碳酸鈣，在 溫度80°C、轉速為700r/min下，攪拌20min，再加入15份氫氧化鎂、5份氫氧化鋇，最后加入5 份三氧化二鐵，繼續攪拌8min，得到粘稠物料;將粘稠物料倒入球磨機中，加入0.5份5-硝 基-間苯二酸酯鋅鹽，研磨20min，調節pH至7.0，按常規方法過濾，用水洗滌，烘干，粉碎至 325目，即可得到磷酸鹽防銹顏料。
[0022] 實施例4 一種水性涂料專用磷酸鹽防銹顏料，由以下重量份原料組成:磷酸100份、氧化鈣80份、 碳酸鎂30份、碳酸鍶10份、1，2，3-苯并三氮唑0.5份和水500份。
[0023]制備方法:取100份磷酸于反應釜中，加入500份水，攪拌均勻，加入80份氧化鈣，在 溫度40°C、轉速為650r/min下，攪拌15min，再加入30份碳酸鎂、10份碳酸鎖，繼續攪拌5min， 得到粘稠物料;將粘稠物料倒入球磨機中，加入〇. 5份1，2，3-苯并三氮唑，研磨50min，調節 pH至7.0，按常規方法過濾，用水洗滌，烘干，粉碎至325目，即可得到磷酸鹽防銹顏料。
[0024] 實施例5 一種水性涂料專用磷酸鹽防銹顏料，由以下重量份原料組成:磷酸100份、碳酸鈣70份、 碳酸鋇2