一种复合磷酸盐防锈颜料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于防锈颜料制备技术领域，具体的涉及一种复合磷酸盐防锈颜料及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 金属防锈涂层中防锈颜料主要有活性防锈颜料和惰性防锈颜料二大类，其中惰性 防锈颜料是利用其物质细小颗粒的物理屏蔽效应而保护金属，该类防锈颜料的防护性能有 限，在涂料行业只起辅助作用。活性防锈颜料是通过化学或电化学作用，与金属基材交互， 从而长效保护基材。活性防锈颜料无重金属(铅、铬）的有磷酸盐、钼酸盐、硼酸盐、铁钛粉、 锌粉、锌铝合金等，其中磷酸盐无论是在性能、价格、环境保护和使用范围上更具优选性。
[0003] 磷酸盐有酸式磷酸盐、正磷酸盐和聚磷酸盐，正磷酸盐具有PH值缓冲性，能降低涂 层阴极区PH值，减缓阴极剥离速度。聚磷酸盐能与基材金属离子发生络合作用，生成FeOOH 和Fe203沉积于涂层与基材界面，阻挡电解质溶液与内部基材的接触，从而减缓基材腐蚀速 度。但是单独磷酸盐在中高端涂料上的防锈性能仍然存在缺陷，不能达到良好作用。
【发明内容】
[0004] 本发明为了改善单独磷酸盐的防锈性能不足的缺点，提供一种复合磷酸盐防锈颜 料及其制备方法，其防锈性能好，适用于中高端涂料。
[0005] 具体地，本发明提供一种复合磷酸盐防锈颜料，其包括85 %磷酸、20 %氢氧化钠、 十八水硫酸铝、七水硫酸镁、七水硫酸锌、磷酸氢钙、硅酸钙、钾长石、磷酸铁、硅烷改性剂以 及水，85 %磷酸、20 %氢氧化钠、十八水硫酸铝、七水硫酸镁、七水硫酸锌、磷酸氢钙、硅酸 钙、钾长石、磷酸铁、改性剂以及水的重量比为：（3-4): (16-18): (5-6): (4-5): (0.3-0.4): (2.5-3)：(1.5-2):(0.5-0.6):(0.2-0.3):(0.04-0.15)：(20-50)〇
[0006] 优选地，一种复合磷酸盐防锈颜料，其包括85 %磷酸、20 %氢氧化钠、十八水硫酸 铝、七水硫酸镁、七水硫酸锌、磷酸氢钙、硅酸钙、钾长石、磷酸铁、硅烷偶联剂以及水，85 % 磷酸、20 %氢氧化钠、十八水硫酸铝、七水硫酸镁、七水硫酸锌、磷酸氢钙、硅酸钙、钾长石、 磷酸铁、改性剂以及水的重量比为= 4:18:6: 4.5: 0.4: 2.65:1.6: 0.6: 0.2: (0.04-0.15): (20-50)。
[0007] 优选地，所述改性剂为硅烷偶联剂、表面活性剂或钛酸酯偶联剂的一种或多种。
[0008] 优选地，所述改性剂为硅烷偶联剂。
[0009] 优选地，本发明还提供一种复合磷酸盐防锈颜料的制备方法，其包括以下步骤：
[0010]S1、按上述重量比称取各组分，首先将十八水硫酸铝、七水硫酸镁、七水硫酸锌分 别用水稀释至25%浓度，得到水溶液A、水溶液B以及水溶液C备用；
[0011]S2、中和反应:取85 %磷酸于烧杯中，加入水稀释，在搅拌下加入20 %氢氧化钠中 和至PH为10-12，得到中和溶液；
[0012]S3、复分解反应:将S2中得到的中和溶液加热沸腾5分钟后停止加热，在搅拌下，依 次加入25 %的水溶液A、水溶液B以及水溶液C，每种水溶液加入烧杯后的反应时间为5-10分 钟，上述操作完成后继续搅拌20-30分钟，得到混合溶液；
[0013] S4、聚合反应:将S3中得到的混合液升温至100-105度，继续搅拌30分钟；
[0014] S5、物料复合:将S4中得到的混合液降温至常温后，依次加入磷酸氢钙、硅酸钙、钾 长石、磷酸铁，继续搅拌20-30分钟，得到粘稠物料；
[0015] S6、研磨:将S5中得到的粘稠物料用胶体磨研磨1-2次，按常规方法洗涤、过滤、烘 干、粉碎得到粉末状磷酸盐防锈颜料；
[0016] S7、改性:将磷酸盐防锈颜料加硅烷偶联剂后放入改性机进行改性，得到亲油疏水 的粉末状复合磷酸盐防锈颜料。
[0017 ] 优选地，S2中在搅拌下加入20 %氢氧化钠中和至PH为12。
[0018] 优选地，S3中搅拌时间为30分钟。
[0019] 本发明提供的复合磷酸盐防锈颜料，通过硫酸盐的复分解反应，产生多种磷酸盐， 相互协同作用，优化防锈颜料的性能。通过聚合反应，控制聚合度，使其更易与Fe2+、Fe3+形 成络合物。通过偶联剂的改性，提高颜料与树脂间的结合力、涂层与基材间的附着力。本发 明提供的复合磷酸盐防锈颜料的制备方法，反应条件要求不高，工艺相对简单，易于工业 化生产。生产成本较低，市场前景好，具有较好的经济效益和社会效益。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合具体实施例对本发明做进一步解释：
[0021 ]具体地，本发明提供一种复合磷酸盐防锈颜料，其包括85 %磷酸、20 %氢氧化钠、 十八水硫酸铝、七水硫酸镁、七水硫酸锌、磷酸氢钙、硅酸钙、钾长石、磷酸铁、硅烷偶联剂以 及水，85 %磷酸、20 %氢氧化钠、十八水硫酸铝、七水硫酸镁、七水硫酸锌、磷酸氢钙、硅酸 钙、钾长石、磷酸铁、硅烷偶联剂以及水的重量比为：（3-4):(16-18):(5-6):(4-5):(0.3_ 0.4):(2.5-3):(1.5-2):(0.5-0.6):(0.2-0.3):(0.04-0.15):(20-50)。
[0022]优选地，其包括85 %磷酸、20 %氢氧化钠、十八水硫酸铝、七水硫酸镁、七水硫酸 锌、磷酸氢钙、硅酸钙、钾长石、磷酸铁、硅烷偶联剂以及水，85 %磷酸、20 %氢氧化钠、十八 水硫酸铝、七水硫酸镁、七水硫酸锌、磷酸氢钙、硅酸钙、钾长石、磷酸铁、硅烷偶联剂以及水 的重量比为:4:18:6:4.5:0.4:2.65:1.6:0.6:0.2: (0.04-0.15): (20-50)。
[0023] 优选地，本发明还提供一种复合磷酸盐防锈颜料的制备方法，其包括以下步骤：
[0024] S1、按上述重量比称取各组分，首先将十八水硫酸铝、七水硫酸镁、七水硫酸锌分 别用水稀释至25%浓度，得到水溶液A、水溶液B以及水溶液C备用；
[0025]S2、中和反应:取85 %磷酸于烧杯中，加入水稀释，在搅拌下加入20 %氢氧化钠中 和至PH为12，得到中和溶液；
[0026]S3、复分解反应:将S2中得到的中和溶液加热沸腾5分钟后停止加热，在搅拌下，依 次加入25 %的水溶液A、水溶液B以及水溶液C，每种水溶液加入烧杯后的反应时间为5-10分 钟，上述操作完成后继续搅拌30分钟，得到混合料浆；
[0027] S4、聚合反应:将S3中得到的混合料浆升温至100-105度，继续搅拌30分钟；
[0028] S5、物料复合:将S4中得到的混合液降温至常温后，依次加入磷酸氢钙、硅酸钙、钾 长石、磷酸铁，继续搅拌20-30分钟，得到粘稠物料；
[0029] S6、研磨:将S5中得到的粘稠物料用胶体磨研磨1-2次，按常规方法洗涤、过滤、烘 干、粉碎得到粉末状磷酸盐防锈颜料；
[0030] S7、改性:将磷酸盐防锈颜料加硅烷偶联剂后放入改性机进行改性，得到亲油疏水 的粉末状复合磷酸盐防锈颜料。
[0031 ] 实施例1
[0032] 一种复合磷酸盐防锈颜料，其原料组分和重量数：85 %磷酸40克，20 %氢氧化钠 180克，60克十八水硫酸铝，45克七水硫酸镁，4克七水硫酸锌，26.5克磷酸氢钙，16克硅酸 钙，6克钾长石，2克磷酸铁，水200-480克，0.7克硅烷偶联剂。
[0033] 其制备方法如下所述：
[0034] 将60克十八水硫酸铝、45克七水硫酸镁、4克七水硫酸锌分别用水稀释至25%浓度 的水溶液，得到水溶液A、水溶液B以及水溶液C。
[0035] 取85 %磷酸40克于烧杯中，加入200克水，在搅拌下加入20%氢氧化钠中和至PH= 12，加热沸腾5分钟后停止加热。
[0036 ]在搅拌下依次加入水溶液A、水溶液B以及水溶液C，每种盐的水溶液加入烧杯后的 反应时间10分钟。上述操作完成后继续搅拌30分钟。然后将物料在100-105度下加热30分 钟，再依次加入26.5克磷酸氢钙、16克硅酸钙、6克钾长石、2克磷酸铁，搅拌30分钟，将得到 的料浆倒入胶体磨中研磨至细度500目后，按常规方法过滤、洗涤、烘干、粉碎，将混合物料 倒入改性机，加0.7克硅烷偶联剂通过高速冲击剪切磨擦，得到粉末状复合磷酸盐防锈颜 料。
[0037] 实施例2
[0038] 一种复合磷酸盐防锈颜料，其原料组分和重量数：85 %磷酸40克，20 %氢氧化钠 180克，60克十八水硫酸铝，45克七水硫酸镁，4克七水硫酸锌，2克硫酸铁、26.5克磷酸氢钙， 16克硅酸钙，6克钾长石，水200-480克，0.7克硅烷偶联剂。
[0039] 制备方法如下：
[0040]将60克十八水硫酸铝、45克七水硫酸镁、4克七水硫酸锌、2克硫酸铁分别用水稀释 至25 %浓度的水溶液，得到水溶液A、水溶液B、水溶液C及水溶液D。
[0041 ] 取85 %磷酸40克于烧杯中