专利名称：天然铁红带锈底漆的制作方法
天然铁红带锈底漆属于油漆涂料行业。
据《中国化工商品大全》及国内外油漆行业信息可知，现没有采用天然铁红生产油漆涂料，而都是采用干法、湿法及硝酸法生产氧化铁红，然后以氧化铁红为原料，外加高分子树脂和多种辅助剂制成，且制作工艺复杂。高分子树脂多采用各种醇酸树脂，加进抗结皮剂等多种成分。如下面列出几种铁红底漆的配制方法及原料。
1、C06-2铁红醇酸带锈底漆所用原料及配制中油度醇酸树脂，稳锈原料、颜料、填料、催干剂、200号油漆溶剂油、二甲苯。
2、C06-19铁红醇酸带锈底漆。
所用原料及配制长油度季戊四醇醇酸树脂、稳锈原料、颜料、催干剂、200号油漆溶剂油、二甲苯。
3、C06-18铁红醇酸带锈底漆所用原料及配制醇酸树脂加入化锈原料、稳锈颜料、溶剂等经研磨调合而成。
由上可知，此类油漆有以下特点除用醇酸树脂、溶剂、铁红外，需另加入各种稳锈原样、化锈原料、催干剂、油漆溶剂油等。而且需要在反应釜内加温熬制成树脂，再经冷却等一系列操作，这无疑给成本、工艺、操作都带来困难。尽管这些醇酸带锈底漆都具有良好性能和广泛的用途，但存在各种缺点。如原料复杂、造价高、油漆干性慢，不能打磨，耐候性差，不抗紫外线，附着力差，不耐曝晒，易粉化、老化，涂层多，费人工，制造工艺复杂。
本发明的天然铁红带锈底漆，目的是提供一种表面不氧化，长期不结块，成本造价低，特别是省去除锈工艺，带锈涂刷的天然铁红底漆。就目前已通过的鉴定结果看，基本上避免了上述铁红醇酸底漆制造及使用上的各种缺点，这可从以下几方面看出首先，本发明采用天然铁红，经研磨成需要的细度后，使其具有颜料和填料的作用，保证了三氧化二铁成分稳定，不变化。由于不外加其他填料，可进一步增加天然铁红的比例，省去了许多原料。天然铁红储量大，易得，加工简单，污染性小，免去了生产氧化铁红烦琐、复杂的工艺，成本低。且天然铁红不溶于水，耐碱、盐、酸，有防辐射性能，表面氧化后可阻止进一步向深层氧化，另外天然铁红成分固定也是一大优点。
天然铁红经地质分析成分如下Fe2O370%少量Fe3O4＜1%SiO24-7%CaO3%MgO2%Al2O31-3%P0.001%其他矿物＜1%比重 5.5g/cm3
其次，所用的高聚物树脂为氯磺化聚乙烯、聚苯乙烯，溶剂为二甲苯或苯、甲苯。
氯磺化聚乙烯为聚乙烯的衍生物，是聚乙烯经氯化和磺化处理后，其结构的规整性被破坏，而变为在常温下柔软而有弹性的氯磺化聚乙烯橡胶。它是一种强度低，有粘性的聚合物，比重约为1.1，易溶于芳香烃及氯代烃，具有优异的抗臭氧化性能，其耐热性能，耐化学药品性能，耐燃烧性都很好，耐磨性和耐低温性良好，作涂层的保护外皮。
聚苯乙烯为无色透明、无味的固体颗粒，比重1.057-1.070，易染色，能燃烧，耐水性及介电性能优异，能耐有机酸、碱、盐，溶于芳香烃等。此物还可以回收工业废物，变废为宝，降低成本。
总之，本发明有原料来源充分、经济，易得，工艺简单，设备要求不复杂，而且生产的底漆具有国内外各种底漆所没有的优点，又避开了现有底漆的所有缺点，尤其是带锈涂刷，更为见效。目前，已通过了吉林省产品质量监督检验所的检验和鉴定。
本发明机理据电化学知识可知，钢铁生锈是一种电化学腐蚀。所形成的铁锈的成分复杂，一般以Fe2O3·XH2O表示，其结构为内部疏松的孔道。
一般来说，现有的涂料都是在钢铁表面涂上一层或数层涂料，所起主要为遮盖作用，难免作用单一。如醇酸树脂涂料施工性能好，漆膜附着力强。但漆膜柔软，耐水、耐碱性差。所用的醇酸树脂，一般以多元醇和植物油脂在特殊条件下反应，所得高聚物为网状的聚酯，仅在金属制品表面遮盖，起防止金属进一步腐蚀作用。
但是，若生成的高聚物单纯有此一种遮盖作用，则难免使得涂层易结皮，剥落的结果。
而本发明天然铁红带锈底漆，用以涂刷带锈钢铁做底漆，就是针对钢铁生锈的机理而提出了不同于现有生产铁醇酸带锈底漆的工艺。天然铁红具有与铁锈类似的成分，而且为天然生长的矿物，成份稳定，不受酸、碱、盐变化的影响。可以推测，选择的二种高聚物(或高聚物反应生成的共聚物)，不仅可以在生锈钢铁表面涂上一层漆膜，而且所生成的高聚物和铁红颗粒所组成的混合物可以填满或透过铁锈的孔道，把铁锈和铁红颜料以及铁红和铁锈深层未生锈的铁很好地“粘合”在一起，或者说，由于铁锈内部疏松多孔，可以很好地容纳与其有相似结构的天然铁红与高聚物的混合物，形成十分坚固而不剥落的膜。这是由于首先，二种高聚物形成，改进了单一高聚物的性能，除了可以很好地粘合在一起以外，还增强了与铁锈、天然铁红及未生锈的铁的粘合能力。或者说，所形成的溶有天然铁红颗粒的高分子溶液能很好地填满铁锈内部孔道。这种高聚物溶液可以渗透到铁锈内部以及未生锈的铁表面，形成的高聚物可以把天然铁红颗粒以胶体的状态带入铁锈内部。这样，在两相高聚物和铁锈、天然铁红及未生锈的铁之间，产生了能与两相高聚物相溶的两种聚合物的接枝共聚物。
这种接枝共聚物具有特殊功能。如氯磺化聚乙烯和聚苯乙烯原为不互溶，但当形成以二甲苯为溶剂的涂料时，就产生了氯磺化聚乙烯上接有聚苯乙烯的接枝共聚物，混合涂在带锈钢铁上后，这种接枝共聚物处于几相之间，所产生的氯磺化聚乙烯链除了伸入氯磺化聚乙烯中外，还可以伸入铁锈或天然铁红中或未生锈的铁表面，它的聚苯乙烯枝除了伸入聚苯乙烯中外，还可以伸入铁锈或钢铁表面及天然铁红表面。这样，除了所形成共聚物的特点以外，还在几相之间，以这种接枝共聚物为媒介，为“粘合剂”把铁锈、天然铁红以及未生锈铁紧紧贴合在一起，形成一种特殊的、十分坚固的、不同于单一高聚物所形成的漆膜，这种漆膜不同于以往的油漆漆膜。
此外，在二种高聚物之间，除了形成接枝共聚物外，据钢铁生锈机理可分析在二种聚合物之间在合适条件下产生一种叫做游离基连锁共聚合反应，所形成的共聚物也具有优良的抗腐蚀性能。
另外，由于所选择的氯磺化聚乙烯、聚苯乙烯二种单体，由于共轭效应的缘故;可以形成稳定的丌络合物。
这种丌络合物的形成，又进一步使共聚反应易于进行，而且二种共聚物单体极性差别愈大，可互相吸引，得交替共聚物。
这一系列因素，可以解释本发明的原理。
本发明的方法及步骤将氯磺化聚乙烯、聚苯乙烯分别以二甲苯作溶剂溶解后，按一定比例混合加入天然铁红的三氧化二铁含量为70%以上，细度在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%天然铁红19.1%-22%苯、甲苯、二甲苯63.7%-58%其中，溶剂的使用的百分比以高到底是由于考虑到所制油漆的粘稠程度，即增大了聚合物及天然铁红的成分，必须减少溶剂的用量。这样才能保证所制油漆的性能。
另加入滑石粉的成分为1-3%，是可以改进油漆的亮度、色泽等性能。
用200号溶剂油20-35%可相应减少苯、甲苯、二甲苯的用量。
制作过程如下先以适量的溶剂(苯、甲苯、二甲苯均可，三种相混合也可以)溶解氯磺化聚乙烯，边加料边搅拌，得一乳白色粘稠状液体，时间约6小时左右，再以溶剂溶解聚苯乙烯，得一胶状液体，把二种混液体相混合，然后在不断搅拌下按比例加入天然铁红等其他原料，得一粘稠状液体，无放热现象，产生大量气泡，继续搅拌，即得产品，放置15分钟左右，即可使用。
过程方框图如附图
所示。
所得天然铁红带锈底漆，具有干燥快、易打磨、耐候性好、附着力强、防辐射、耐酸、碱、盐、水，耐曝晒，不易粉化，不脱落，不变色，只涂一层，无结皮、无结块。以工艺上看，和以往醇酸带锈底漆比较，本发明也有显著优点，如工艺简单，易掌握，对设备要求不高，不需要抗高压、抗高温、抗酸、碱设备，常温、常压下，在搅拌机和砂磨机存在的情况下即可投入批量生产，免去了生产油漆需要在反应釜内熬制、冷却树脂的过程，节省能源，降低消耗。
实施举例1、生产10公斤产品。
含Fe2O385%细度为350目的天然铁红。
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公斤天然铁红2.00公斤操作如前所述。
2、生产1000公斤产品。
含Fe2O390%细度为≥350目的天然铁红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公斤制作过程如前所述。
附技术指标检测结果
权利要求
1.一种天然铁红带锈底漆，其特征在于组份为氯磺化聚乙烯5.1%-7%、聚苯乙烯12.1%-13%、天然铁红19.1%-22%、苯、甲苯、二甲苯63.5%-58%。
2.根据权利要求1所述的底漆，其特征在于天然铁红的三氧化二铁含量为70%以上，细度在325-400目。
3.根据权利要求1和2所述的底漆，其特征在于含Fe2O385%细度为350目的天然铁红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公斤产品。
4.根据权利要求1或2所述的底漆，其特征在于含Fe2O390%，细度大于350目的天然铁红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、制得产品1000公斤。
5.一种天然铁红带锈底漆的制作方法，其特征在于先以适量的溶剂(苯、甲苯、二甲苯均可，三种相混合也可以)溶解氯磺化聚乙烯，边加料边搅拌，得一乳白色粘稠状液体，时间约6小时左右，再以溶剂溶解聚苯乙烯，得一胶状液体，把二种液体相混合，然后在不断搅拌下按比例加入天然铁红等其他原料，得一粘稠状液体，继续搅拌，即得产品，放置15分钟左右，即可使用。
全文摘要
本发明的天然铁红带锈底漆，是由天然铁红、氯磺化聚乙烯、聚苯乙烯、苯、甲苯和二甲苯调制而成。采用了不同于酚醛底漆的原料和方法，具有成本低廉，制造简便，表面不氧化，长期不结块，特别是无需除锈涂刷的特点，适用于涂覆在黑色金属、带锈钢铁表面上，起打底防锈作用，是替代铁红酚醛底漆的理想产品。
文档编号C09D125/06GK1079978SQ9210624
公开日1993年12月29日 申请日期1992年6月15日 优先权日1992年6月15日
发明者樊有杰 申请人:樊有杰