[发明专利]高性价比改性三聚磷酸铝防锈颜料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于防锈颜料制备技术领域，涉及磷酸盐防锈颜料制备的方法，特别涉及一种高性价比的改性三聚磷酸铝防锈颜料及其制备方法。

背景技术

长期以来，金属防腐蚀涂层中防锈颜料的性能与安全问题一直是人们讨论和研究的焦点，寻找高效、多功能及环境友好的含铅、铬防锈颜料（红丹、锌铬黄）的有效替代品成为国内外颜料行业亟待解决的难题。迄今为止已经研究了的非铅、非铬颜料有磷酸盐、钼酸盐、硼酸盐、铁酸盐、离子交换颜料等，其中磷酸盐系列颜料无论是在品种、性能还是使用范围上都占了重要地位。

三聚磷酸二氢铝是一种多功能无机材料，外观为白色无毒非挥发性的粉末，难溶于水，属实际无毒产品，可以用做环保型防锈颜料、冰箱除臭剂、固化剂等，早在上世纪八十年代，三聚磷酸二氢铝已被成功开发用于防锈颜料，国内比较有代表的产品型号有APW-Ⅰ，APW-Ⅱ、APW-211等。由于三聚磷酸二氢铝属于路易斯固体酸，酸性度高而酸强度弱，pH在2.1-3.5之间，如果直接用做防锈颜料，会引起树脂胶化，因此必须经过改性，改变其pH在至中性范围，降低其水溶性盐，改性后的产品称之为改性三聚磷酸铝。改性办法是加入碱性或者两性物质，提高其pH值，这些改性剂包括硅酸盐、氧化锌、氢氧化钙或氧化钙等，如果使用硅酸钠作为改性剂，改性的三聚产品会由于含有钠离子而降低防锈效果，而使用氢氧化钙或氧化钙，则会由于氢氧化钙或氧化钙本身难溶，导致改性的产品含有未反应完的氢氧化钙或氧化钙，这些碱性的物质也会导致改性产品的防锈性能下降，而氧化锌本身就可以直接用于涂料，因此采用氧化锌改性的产品最安全和有效，目前大部分的改性三聚磷酸铝产品大多数都是采用氧化锌改性的。然而，氧化锌改性最大的问题是，价格高，为了降低成本，必须加入二氧化硅作为填料，尽管二氧化硅售价较低，但是本身没有防锈性能，所以加入量受到限制，加入过多会降低防锈性能，为了保证颜料的防锈性能，必须控制二氧化硅填料的加入量，因此改性三聚磷酸铝APW-Ⅰ，APW-Ⅱ售价一直很高，目前价格为1.2万/吨左右，高于大部分树脂的价格，使用的性价比不高，因此在涂料行业，改性三聚磷酸铝一般用于高档涂料，在中低档涂料中使用量很少或者不用，正是这个原因阻碍了改性三聚磷酸铝防锈颜料的大规模推广应用。

因此，在以氧化锌作为改性剂的改性三聚磷酸铝生产中，寻找合适的填料是在保证其防锈性能不变的前提下提高改性三聚磷酸铝防锈颜料性价比的必要途径。

发明内容

本发明的目的是为了克服市场上改性三聚磷酸铝防锈颜料存在着性价比不高的不足，提供一种高性价比的改性三聚磷酸铝防锈颜料及其制备方法。

本发明的技术方案为：通过寻找合适的提高改性三聚磷酸铝防锈颜料性价比的方法，通过寻找合适的代替二氧化硅填料的粉体—含10-30%碱式硫酸铝钾的粉体，对三聚磷酸二氢铝的改性。由于含10-30%碱式硫酸铝钾的粉体，它既可以用作改性剂又可以用作填料，获得一种用于防腐蚀涂料的高性价比改性三聚磷酸铝防锈颜料。

一种改性三聚磷酸铝防锈颜料，主要由原料组分和重量份数：三聚磷酸二氢铝100份、氧化锌：20-50份、水200-500份、含10-30%碱式硫酸铝钾的粉体30-300份。

以上所述的一种改性三聚磷酸铝防锈颜料，原料组分和重量份数为：三聚磷酸二氢铝100份、氧化锌25份、含10-30%碱式硫酸铝钾的粉体80份、水200份。

以上所述的含10-30%碱式硫酸铝钾的粉体包括矾浆及以矾浆经加工得到的ST颜料或ST填料。

以上所述的三聚磷酸二氢铝与含10-30%碱式硫酸铝钾粉体的质量比为：1:0.3-3.0。

以上所述的一种改性三聚磷酸铝防锈颜料的制备方法，包括两步改性反应、研磨、过滤、洗涤、烘干、粉碎，具体工艺步骤如下：

(1)两步改性反应：取100份三聚磷酸二氢铝于烧杯中，加入200-500份水，搅拌后加入20-50份氧化锌，在室温-50℃下，搅拌10-20分钟，最后加入含10-30%碱式硫酸铝钾的粉体30-300份，继续搅拌5-10分钟，得到粘稠物料；

(2)研磨：将上述粘稠物料倒入球磨机中，研磨20-60分钟，按常规方法过滤，洗涤，烘干，粉碎得到粉末状改性三聚磷酸铝防锈颜料。

本发明的优点和积极效果：