[發(fā)明專利]一種提高三聚磷酸二氫鋁復(fù)合顏料使用性能的方法

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• 申請日: 2016-08-06
• 公開（公告）號: CN107686673A
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋偉強;鄭紅娟;吳龍超;李金玲;荊運杰
• 申請（專利權(quán)）人: 河南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C09D5/08
• 分類號: C09D5/08;C09D163/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高防腐蝕涂料中三聚磷酸二氫鋁防腐蝕性能的改性方法。

背景技術(shù)

三聚磷酸二氫鋁是一種具有良好防腐蝕能力的顏料，可以顯著提高有機涂料的防腐蝕能力，在防腐蝕有機涂料中有廣泛應(yīng)用。三聚磷酸二氫鋁防腐蝕能力強的原因在于，在溶解時生成螯合力很強的三聚磷酸根離子(P₃O₁₀^5-)，能與各種金屬離子形成螯合物，并在金屬表面形成性能穩(wěn)定的保護膜，對鐵具有很強的防腐蝕能力。而且，解聚時生成正磷酸，與金屬也能形成防腐保護膜。

但三聚磷酸二氫鋁不能直接添加到涂料中，在添加之前必須改性，制成復(fù)合顏料。原因在于，三聚磷酸二氫鋁屬于路易斯酸型固體酸，盡管酸強度弱，但酸度高，并且具有層狀結(jié)構(gòu)，使其對堿性物質(zhì)具有比活性炭高很多的化學(xué)吸附能力，對一些金屬離子也具有離子交換能力，對一些化學(xué)反應(yīng)還具有催化活性。而有機防腐蝕涂料的樹脂基體一般是環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂等，這些樹脂及其固化劑分子上帶有大量活性基團，與三聚磷酸二氫鋁能夠發(fā)生作用，會破壞涂料基料的穩(wěn)定性。

對三聚磷酸二氫鋁改性，要根據(jù)不同的涂料基料采用不同的改性方法。通常有氧化鋅改性和非氧化鋅改性兩種方法。氧化鋅改性三聚磷酸二氫鋁能在大多數(shù)涂料樹脂體系中應(yīng)用，甚至能夠滿足重防腐涂裝的特殊要求。非氧化鋅改性采用氧化鎂、氧化鈣、硅灰石、碳酸鈣等作為改性劑，也取得了良好的改性效果。但金屬氧化物對三聚磷酸二氫鋁的改性主要集中在對三聚磷酸二氫鋁粉體顆粒的表面改性，粉體內(nèi)部的酸性并沒有降低。作為顏料使用時仍然偏酸性，而且涂層固化后的吸水性偏高，長時間使用容易起泡，降低涂層防腐蝕能力。因此，開發(fā)一種對三聚磷酸二氫鋁復(fù)合顏料進行改性的方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述原因，本發(fā)明提供了一種采用gamma射線輻射加工技術(shù)提高三聚磷酸二氫鋁復(fù)合顏料防腐蝕性能的方法。將輻射改性后的復(fù)合顏料用于環(huán)氧樹脂涂料配制，可以顯著提高漆膜耐水性和防腐蝕效果。

將三聚磷酸二氫鋁與堿性金屬氧化物共混，形成三聚磷酸二氫鋁復(fù)合顏料。用gamma射線輻照復(fù)合顏料，我們發(fā)現(xiàn)顏料的飽和水溶液pH值從酸性變?yōu)閴A性，進而用電化學(xué)方法（EIS）測試，結(jié)果表明防腐蝕性能提高。分析認為，鑒于gamma射線具有很強的穿透能力，射線作用于三聚磷酸二氫鋁粉體顆粒，誘發(fā)內(nèi)部的結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水輻解，減少與P原子相連的OH含量，同時層間結(jié)合力減弱，提高三聚磷酸二氫鋁的溶解性，從而賦予三聚磷酸二氫鋁復(fù)合顏料良好的使用性能。對比研究純的三聚磷酸二氫鋁，輻射處理對提高三聚磷酸二氫鋁的防腐蝕效果不明顯或者沒有改性效果。這說明堿性金屬氧化物對三聚磷酸二氫鋁的輻射效應(yīng)有很大影響。

本發(fā)明所提供的一種提高三聚磷酸二氫鋁復(fù)合顏料防腐蝕性能的方法，為了達到提高防腐蝕性能的目的，復(fù)合顏料中除三聚磷酸二氫鋁外，其它組分至少一種是堿性的金屬氧化物。所述金屬氧化物可以是氧化鋅、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋇、氧化鎳、氧化鐵、氧化鉬、氧化鈦等中的一種或多種。復(fù)合顏料中，除三聚磷酸二氫鋁和金屬氧化物組分外，沒有其它組分或者還有其它組分，其它組分可以是二氧化硅、碳酸鈣、硫酸鋇、滑石粉中的一種或多種。

本發(fā)明所提供的一種提高三聚磷酸二氫鋁復(fù)合顏料防腐蝕性能的方法，為了達到提高防腐蝕性能的目的，復(fù)合顏料中三聚磷酸二氫鋁的重量含量應(yīng)在30%-90%之間。

本發(fā)明所提供的一種提高三聚磷酸二氫鋁復(fù)合顏料防腐蝕性能的方法,為了達到提高防腐蝕性能的目的，復(fù)合顏料的吸收劑量應(yīng)在10-1000kGy之間。吸收劑量低于這個范圍達不到改性效果，高于這個范圍改性效果并不能進一步提高，經(jīng)濟效益變差。

本發(fā)明所提供的一種提高三聚磷酸二氫鋁復(fù)合顏料防腐蝕性能的方法,為了達到提高防腐蝕性能的目的，復(fù)合顏料的平均粒徑應(yīng)該在30微米以下。

具體實施方式

實施例1

將100份三氧化二鋁和339份85%濃磷酸均勻混合在一起，然后邊攪拌邊依次加入14份的磷酸鋁和100份的無水乙醇，自然冷卻，靜置分層。除去上層液體，將漿液移入加熱爐中，420℃焙燒10h之后，移入水槽中，趁熱水化。然后加入150份氧化鋅、50份二氧化硅和200份水，攪拌均勻。干燥，粉碎，800目篩網(wǎng)篩分，收集粒徑在20微米以下粉料。得到未改性的三聚磷酸二氫鋁復(fù)合顏料。將粉料轉(zhuǎn)移到gamma射線輻射場中進行輻照處理，劑量率1kGy/h，吸收劑量50kGy，得到輻射改性的三聚磷酸二氫鋁復(fù)合顏料。