[发明专利]一种地开石防锈颜料填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种既具备填料性能，又具备防腐颜料性能的功能型无机矿物防腐蚀颜料填料加工技术。

背景技术

在涂料行业，填料往往被人忽略，其原因为填料类型多，认为其价值低廉，不值得研究。但由于填料类型不同，其性能差异极大，随着涂料工业的发展，人们认识到填料对大多数涂层的性能均有很大影响。使用功能型、专用型无机填料，可以提高涂料产品质量和档次。填料不仅赋予涂料质感、致密性和降低成本等，而且能增加颜料的使用效果，改变涂料的流变性、分散性和稳定性，提高涂料的保护效果等。因此，现代涂料工业要实现功能化、高装饰性、环保与低成本化方向发展，选择合适的颜填料品种及用量是涂料配方设计中的重要因素之一，对无机颜填料性能的改进尤为重要(吴美升等，无机非金属矿物填料的研究进展，化工矿物与加工，2003，32(4)：1-5)。

用于涂料行业的填料外观常为浅灰、浅黄、白色。这些填充颜料，是折光指数较低的矿物性物料。从其组成来看，主要有碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐和氧化物。其中后三种因具有化学稳定性而普遍用在防锈涂料中。通常来说，填料是通过研磨天然矿石，或通过化学沉淀后再加工精制和粒度分级而制得。其分离过程，包括用湿法或干法筛分，浮选和离心分离。涂料的迅速发展对矿物无机填料提出了更高的要求，早期的矿物填料仅通过粉碎研磨分级已不能满足使用要求，必须通过表面处理、活化改性等方法(盖国胜等，无机矿物填料表面纳米化修饰及性能表征.无机材料学报，2005，20(5)：1189-1194)，使其提高品级档次，以适应日愈发展的高性能涂料制品的性能要求。我国目前的无机填料品种单一，产品的附加值低，售价在600元/吨左右。而在国外，由于进行了特殊的生产工艺及后续加工，价格超过3000元/吨，特殊用途的产品售价甚至超过6000元/吨。在硅酸盐产品品质提升方面，目前国内已有不少新产品的报道，如插层改性纳米蒙脱土、煅烧高岭土、改性硅灰石、活性陶土、水溶性陶土等，但大部分的新产品与新技术还未工业化生产，我国在无机填料改性方面的成果很多，但形成生产线的很少。

地开石等含水硅酸盐类矿物主要成分为含硅、铝化合物，此外还含有铁、钛、钙镁等氧化物，最早用于填料。由于地开石价格方面受重钙、滑石等填料的冲击，推广应用受到限制。后来，人们发现地开石具有特殊的片层状结构和化学稳定性，有类似于鳞片状颜料，在涂料中有“迷宫”效应而具有物理防锈作用，于是把地开石经破碎、分级、漂白、除铁处理后，制备成ST防锈颜料，在低档涂料中部分取代铁红，但在实际应用时，取代红丹、偏硼酸钡并没有取得理想效果。由此可见，地开石的防锈性能远远没有预想的好，不能单独作为防锈颜料使用，只能与其他的颜料配合使用(陈桂海，地开石在防锈漆中应用研究与实践，非金属矿，1994，3：48-50)。湿法绢云母兼具云母类矿物和粘土类矿物的多种特点，绢云母粉能改善涂膜的耐候性、耐晒性，推迟粉化，增强涂膜的使用寿命，提高涂料耐热性、耐酸碱性，改进涂膜抗透性，防止龟裂，减少开裂，作为体积颜料使涂膜增加丰满度、遮盖力与色彩颜料共用，可提高其光彩面而不影响色彩。绢云母粉还具有增稠防沉的作用，延长涂料贮存稳定性，还有抗藻防霉的功能，国外常用于船舶和海洋涂料。

目前的防锈颜料大多数为合成颜料，价格高，在中低档涂料中使用成本费用高，因此开发低成本的防锈颜料一直是颜料行业努力的方向和涂料行业急需的产品。我国具有丰富的地开石、高岭土、云母资源。这些片层状结构的含水硅酸盐类无机矿物，本身具备物理防锈作用，但大多数都只能当填料使用。这些填料都是天然矿物开采，环保而没有合成颜料的污染，通过化学方法增加其防锈性能，就可以既当作填料又当作防锈颜料使用。在低档涂料中不但可以大量使用，还可以降低成本，而且可以提高填料的产品附加值，是一种双赢技术。

综上所述，现有的地开石等水合铝硅酸盐矿物填料，存在如下不足之处：

1.大部分经过分散、除砂、分级、磁选除铁、浮选、漂白处理、粉碎处理后做为填料使用，市场不稳定，产品附加值低。

2.尽管地开石已经被开发为防锈颜料，但防锈性能差，必须和其他的防锈颜料拼合使用在低档涂料中，在铁红漆中只能取代5％的量，而且取代后耐盐水和盐雾指标下降一个等级。

3.在涂料中作为填料使用的加入量为15％，而且必须是湿法工艺生产的产品。

4.产品组成、品种单一、用途单一。

发明内容

本发明的目的是：为了克服上述现有矿物填料加工方法存在的缺陷及不足，而提供一种既具备填料性能，又具备防腐颜料性能的功能型无机矿物防腐蚀颜料填料及其制备方法。