[發明專利]鈣離子交換型鋁硅酸鹽防腐防銹涂料的制備方法

有效

• 申請號: 201110267733.8
• 申請日: 2011-09-12
• 公開（公告）號: CN102391698A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 侯翠紅;常春;陳群;喬琳慶;楊帆;黃順道
• 申請（專利權）人: 江蘇榮昌化工有限公司;鄭州大學
• 主分類號: C09D1/04
• 分類號: C09D1/04;C09D5/08;C01B33/26;C01B33/40
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技術領域

本發明涉及無毒防腐顏料及涂料，屬于化工涂料技術領域，具體涉及一種不含重金屬、環境友好、無毒、高效、價廉的離子交換型防腐涂料及其制備方法。

背景技術

金屬材料是人類物質文明的基礎，金屬腐蝕給人類社會造成了巨大損失。當今已有許多保護金屬防止腐蝕的方法，其中最有效、最常用的方法之一是在金屬表面涂敷防腐蝕涂層。在防腐蝕涂層中防腐防銹顏料起著相當重要的作用，往往對金屬保護效果的優劣在很大程度上取決于所選用的顏料，所以選取何種防腐防銹顏料至關重要。

????早期使用的傳統防腐防銹顏料，性能出色又價廉，一直是金屬防腐蝕涂料中最被重視的品種。然而這些防銹涂料不僅含有大量有機溶劑，而且還含有許多有毒物質，例如紅丹、鉻酸鹽顏料等含鉛、含鉻等重金屬的防銹顏料，對環境和人類造成極大危害，隨著時代的發展，這種顏料被新型無毒防腐(銹)顏料所取代是不可避免的。

目前有兩類防銹顏料比較引人注目，一類是以磷酸鋅為代表的磷酸鹽體系顏料，作為不含鉛、鉻等有害物質的白色顏料獲得了較為廣泛的應用，然而磷酸鋅是典型的酸性難溶鹽，它的防銹作用主要是通過水中微量溶解，釋放出具有防銹作用的陽離子和陰離子而實現的，過低的溶解度以及酸性作用使其所能達到的防銹水平不高；另一類受到關注的新型防銹顏料是離子交換型顏料。

離子交換型防腐防銹顏料作為一種新型防腐防銹顏料，其作用機理與傳統的防銹顏料完全不同。

含鈣離子的無定形硅膠是離子交換型防銹顏料的一個典型代表。當有腐蝕性電解質進入涂膜時，與該防銹顏料接觸后，具有防銹性能的陽離子Ca²⁺就能釋放出來，與之進行交換，同時這些腐蝕性離子化學吸附在硅膠上，鈣離子在漆膜和金屬表面形成一無機層，這種無機層具有嚴密的不滲透性，并可使腐蝕環境與金屬表面隔離，從而起著阻隔作用而保護了底材又增強了涂層的附著力。美國發明專利?USP?4419137?提出了在室溫下用含陽離子的堿性溶液和含羥基的二氧化硅或氧化鋁類反應制備鈣離子或鋅離子交換型無機防腐顏料的方法。

中國發明專利ZL?97106687.6所提供的無毒防銹顏料是用固相反應合成的鈉/鉀鋁酸鹽或鈉/鉀鐵酸鹽，無機防銹涂層是將交換與酸化處理的顏料、成膜物質鈉/鉀水玻璃以及水溶性呋喃樹脂混合物所形成的涂料經反應、固化所制得的。

發明內容

本發明提出一種鈣離子交換鋁硅酸鹽型防腐防銹涂料及其制備方法，是一種無毒、環保、高效、價廉易得的防腐顏料。????

本發明的鈣離子交換鋁硅酸鹽防腐防銹顏料的制備方法，是以鋁硅酸鹽為原料，制備成鈉型鋁硅酸鹽后與氯化銨、硝酸銨反應轉化為銨型鋁硅酸鹽，然后加入鈣鹽如石灰水、氯化鈣、硝酸鈣中，經煮沸、沉降、洗滌、過濾、離子分離和干燥后得到離子交換型鋁硅酸鹽防腐顏料。其具體步驟可描述如下：

（1）?鈉型鋁硅酸鹽的制備：在一定質量的鋁硅酸鹽中，加入飽和氯化鈉或硝酸鈉溶液，在攪拌條件下在沸水浴中進行反應，1-8h之后停止攪拌，靜置沉降之后傾去上層清液，并以清水洗滌數次，之后將沉淀物在離心機中離心分離5-30min，重新將離心所得固體作為原料加入飽和氯化鈉或硝酸鈉溶液進行反應，如此反復2-5次，洗滌至濾液中無鈉離子，烘干即得鈉型鋁硅酸鹽。

（2）銨型鋁硅酸鹽的制備：在所得鈉型鋁硅酸鹽中加入0.2mol/L—1.5?mol/L的氯化銨或硝酸銨溶液，沸水浴中煮沸5-60min左右，靜置沉降傾去上層清液，將余下的固體洗滌過濾，之后在離心機中離心分離5-30min，洗滌至濾液中無銨根離子，烘干即得銨型鋁硅酸鹽。

（3）鈣離子交換鋁硅酸鹽的制備：在所得銨型鋁硅酸鹽中加入鈣鹽溶液如石灰水或氯化鈣、硝酸鈣中，沸水浴中煮沸3-72小時，靜置沉降之后傾去上層清液，將余下所得固體洗滌過濾，之后在離心機中離心分離5-30min，洗滌至濾液中無鈣離子，烘干即得鈣交換鋁硅酸鹽。