[發明專利]納米氧化物包覆磷酸鹽防銹顏料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210295743.7
• 申請日: 2012-08-20
• 公開（公告）號: CN102775833A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 丁宇;丁士文
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: C09D5/08
• 分類號: C09D5/08;C09C1/02;C09C3/06
• 代理公司: 石家莊匯科專利商標事務所 13115
• 代理人: 王琪

技術領域

本發明涉及金屬防銹技術領域，尤其是一種防銹顏料。

背景技術

全世界每年因金屬腐蝕而造成的經濟損失高達7000億美元，高于地震、火災、臺風等自然災害損失的總和。在我國，由于金屬腐蝕所造成的損失也是巨大的，約占國民生產總值的4％。為了防止金屬發生腐蝕，可采用多種多樣的防護措施如生物學措施、冶金學、電化學措施和涂料保護措施。其中在金屬表面涂敷防腐蝕涂層是防止金屬腐蝕最有效、最常用的方法之一，這是因為采用涂料保護適用性強、比較經濟，除此之外，能將保護與裝飾等效果結合起來。

涂料保護金屬腐蝕不但取決于所選用的樹脂體系，同時在很大程度上也取決于所選擇的防銹顏料，因此，涂料的防腐性能是樹脂體系與防銹顏料相互共同作用的結果。目前市場上的防銹顏料種類繁多，基本上可以分為惰性防銹顏料(屏蔽性顏料)、犧牲性顏料、活性防銹顏料三大類：

1、惰性顏料發揮的是物理作用，其可以增強涂膜的屏蔽作用，一般來說，它們在化學上是惰性的；

2、犧牲性顏料是金屬顏料，屬于活性顏料中的特殊一類，噴涂于鐵屬基材上，通過陰極保護作用而發揮防銹性能；

3、活性顏料是通過化學和(或)電化學作用而防止金屬腐蝕的，是防銹顏料的主流,，本發明就屬于此類。

活性顏料直接地或者通過中間體與金屬基材發生交互作用以減緩腐蝕，它們具有維持涂層的pH值、發生皂化反應以及鈍化金屬的作用?；钚苑冷P顏料的種類有很多，主要包括：鉛系顏料(如紅丹)、鉻系顏料(如鋅鉻黃、鉛鉻黃等)、磷酸鹽、鉬酸鹽、偏硼酸鹽等。

長期以來，涂料工業使用的含鉛、鉻（Ⅵ）等有毒重金屬的防銹顏料雖然具有優異的防銹性能，但其毒性大、顏色深，而且配置的防銹底漆需要高遮蓋力的面漆配套，給涂料產業的深加工帶來很大的困難。另外，含鉛、鉻（Ⅵ）顏料在生產過程產生的三廢、制漆過程中產生的粉塵、金屬涂漆后焊接與切割時散發的氣體以及涂層破損后的有毒漆膜等等都會對人體及環境造成嚴重的危害和污染，因此，這類顏料的生產與使用逐步受到限制。隨著全球各國環境立法、勞動保護法規和工業衛生標準的日趨嚴格與完善，尋求無毒或低毒的生態防銹顏料并逐步取代傳統的有毒防銹顏料已成為人們的共識。

1906年英國學者Coslett?T?W.以防止鋼鐵生銹為目的，發明了以磷酸鹽作為防銹劑的處理辦法。1959年英國Harrison?J?B.等首次對磷酸鋅防銹顏料進行了工業應用試驗。1972年日本以公害問題為契機開始使用聚磷酸鋁系列無毒防銹顏料來替代含鉻、鉛的鉻酸鹽和鉛丹等有毒顏料，以后逐漸在我國、西歐、美國等國家推廣使用。迄今為止，已經開發和研制了磷酸鹽系、鉬酸鹽系、硼酸鹽系列等多種顏料，其中以磷酸鹽系列顏料就其品種、性能及使用范圍上的研究都占有較大的優勢，從而使其成為用量最大的無毒防銹顏料。

比如德國、美國、日本的顏料公司以及中國以河北大學為主導的幾家相關企業從上世紀80年代后期相繼推出了磷酸鋅、改性磷酸鋅、聚合磷酸鋁等一系列新型防銹顏料，其防銹性能相當或優于傳統的鉛系、鉻系有毒防銹顏料。但是目前存在的主要問題是，這些磷酸鹽防銹顏料成本相當高（比如目前磷酸鋅市場售價為1.5萬元/噸，聚合磷酸鋁為1.3萬元/噸），使得這些無毒防銹顏料的廣泛使用和推廣受到限制。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種納米氧化物包覆磷酸鹽防銹顏料，其不僅具有優良的金屬防銹性能，同時價格十分低廉；為此，本發明同時提供此防銹顏料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。

納米氧化物包覆磷酸鹽防銹顏料，該防銹顏料為納米級氧化物包覆在微米級磷酸鹽上形成的復合防銹顏料；納米級氧化物與微米級磷酸鹽的重量比為(1-10):100。

作為本發明的一種優選技術方案，所述氧化物為二氧化鈦或氧化鋅，其粒徑為2-30nm；所述磷酸鹽為磷酸鈣，其粒徑為0.3-5μm。

上述納米氧化物包覆磷酸鹽防銹顏料的制備方法，其步驟包括：

A、含鈣化合物與磷酸通過液相反應制備磷酸鈣；

B、將硫酸氧鈦或硫酸鋅溶液加入到磷酸鈣的乳液中并攪拌均勻，然后邊攪拌邊將氫氧化鈣乳液慢慢滴入其中，生成的納米二氧化鈦或納米氧化鋅即包覆在磷酸鈣表面；

C、過濾反應溶液，濾餅經烘干、焙燒，即得。

作為上述制備方法的一種優選技術方案，步驟A的具體操作方法為：

A-1、稱取碳酸鈣、氫氧化鈣或氧化鈣，加水攪拌形成均勻乳液；