一种涂料的制备方法

专利名称：：一种涂料的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种涂料的制备方法，特别是一种利用硫铁矿烧渣制备涂料的方法，属于建筑材料
技术领域：
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背景技术：
：我国硫铁矿资源丰富，占世界总储量的10%，居于世界第三位。但却以中低品位硫铁矿为主，富矿(即含硫量》35%)仅占总储量的4%左右，平均地质品位17.68%。硫铁矿是我国主要的硫资源，占硫资源总量的80%;同时硫铁矿也是一种复合型资源。我国硫铁矿中硫的回收主要通过土法炼硫或洗选制硫精砂。土法炼硫，不仅硫的收率低(通常只有38—40%)，而且还严重污染环境，经济效益和社会效益很差。故而自1997年起国家禁止使用土法炼硫；硫铁矿生产硫精砂，其硫资源利用率不足58%，生产硫精砂后的尾矿就是与硫铁矿共生的高钛、铁含黄铁矿的高岭石粘土岩，其中的高岭石含量近90%，是可供利用的重要再生资源。但在未得到利用之前，不仅浪费了大量的宝贵资源，而且当大量的尾矿渣得不到有效处理时，对当地的生态环境、工农业生产、人民身体健康将会带来严重危害，对周围水域等环境造成严重污染，因为硫精砂生产工艺中所产生的废水将会严重污染水体，包括地表水和地下水，从而导致水土生态环境的严重破坏。而另一方面，我国每年生产的墙面装饰材料如涂料等，要消耗大量的资源和能源。在我国，墙面装饰材料主要包括陶瓷装饰材料、玻璃装饰材料、金属装饰板、装饰石材和外墙涂料五种。前4种材料与涂料相比,一是价格比较昂贵，即玻璃幕墙、金属幕墙和天然装饰石材的价格太高；二是有的装饰材料如玻璃幕墙还有光污染和热污染的危害，用来作为交通干道的商店和大厦的装饰幕墙，存在严重的安全隐患，故已有被禁用的趋势；三是自重较重，这样就会加大基本建设投资；四是施工难度相对要大，特别是马赛克、玻璃马赛克、瓷砖等的施工，费时又费力，且当施工过于粗糙，监管不严时，会造成脱落等质量问题，甚至还会酿成安全事故；五是墙面脱落之后，影响整座大厦的外观造型，且修补非常困难等等。外墙涂料与外墙饰面砖相比，具有节能、色彩丰富、自重减轻、施工修复方便等优点，同时还具有外墙饰面砖无法比拟的多种特性。使用外墙涂料，装饰成本不足天然石材的十分之一，且寿命更长，具有很强的经济性。外墙涂料在施工方面具有工作效率高(可机械化操作)、工期短、维修方便等优点。此外，外墙涂料本身重量轻，有利于抗震，也不会像釉面砖、马赛克会因年久老化或施工不良而会发生脱落，造成人身安全事故。外墙涂料的耐久、耐污染性能较为优异，如有机硅改性丙烯酸、纯有机硅树脂外墙涂料和氟碳漆等等，它们都具有优异的自洁性能，因而可保持长期的抗污染性，使墙面突显清洁、靓丽的特性。外墙涂料的装饰效果好，用它所装饰的外墙，建筑物具有色彩丰富、明快的特点，还可以根据需要，更换色彩，使建筑物保持新鲜感，而对于其它装饰材料而言，要更换色彩几乎是不可能的。外墙涂料具有优异的防龟裂性、防水性，延伸率可达300%以上，与环境友善，甚至可以改善环境污染的状况。涂料有着墙砖无法替代的优势，采用外墙涂料进行建筑装修已经越来越多地为各方面所接受，北京、上海、重庆、江苏、大连、贵阳等地方政府已明确规定高层建筑必须使用外墙涂料进行装修，禁止使用马赛克。住宅建筑外墙限制使用陶瓷面砖，推广使用质量合格的建筑外墙涂料。据有关资料统计，就世界涂料市场而言，外墙涂料每年的增长速度为7%，高于涂料行业5%的平均发展速度。目前世界涂料总产量约2800万吨，其中建筑涂料占40%50%。在美国建筑涂料占涂料产量的52%，意大利为57%、德国为55%、法国为55%、日本为40%，建筑涂料是发达国家中消费比例最大的一类涂料。美国等发达国家人均消费建筑涂料为10kg以上，而我国尚不足lkg。在发达国家，内外墙装饰装修用得最多的是建筑涂料。西欧国家外墙几乎全用涂料装饰，在美国，70%建筑物外墙是用涂料装饰的；新加坡的住宅建筑外墙有85%以上采用涂料装饰。不仅在欧美、日本等发达地区大量使用外墙涂料，泰国外墙涂料装修已经占装修量的50%。我国十一五规划提出"要把节约资源作为基本国策，发展循环经济，保护生态环境，加快建设资源节约型、环境友好型社会，促进经济发展与人口、资源、环境相协调。推进国民经济和社会信息化，切实走新型工业化道路，坚持节约发展、清洁发展、安全发展，实现可持续发展。"而建设资源节约型、环境友好型的社会，实现可持续发展，就必须限制那些耗能大、安全性差的行业的发展。这无疑是外墙涂料与墙面砖此长彼消的力量抗衡中最为有力的支持。目前我国涂料生产主要用钛白粉、立德粉等专用材料做填充料配制，这些填充料需要专门生产，且成本高，资源和能耗非常大。
发明内容本发明的目的在于提供一种利用中低品位硫铁矿生产外墙涂料的方法，以降低成本，获得高质优价的外墙涂料，为中低品位硫铁矿资源的综合利用开辟一条捷径。本发明通过下列技术方案完成一种涂料的制备方法，其特征在于以中低品位硫铁矿为原料，经过下列工艺步骤A、将开采出来的硫铁矿直接破碎成小于4mm的碎粒后，经80°C_20(TC烘干或自然堆放晾干，得水份含量小于6%(质量比)的干燥物料；B、将A步骤的干燥物料送入焙烧炉中，在温度为800110(TC条件下，按常规沸腾焙烧脱硫，得到含二氧化硫的气体及含硫量小于1%(质量比)的烧渣；C、将B步骤所得烧渣或者将B步骤所得烧渣经常规方法和设备除铁至烧渣中的Fe203含量为220%(质量比)的除铁烧渣，与成份类或/和色彩类填充剂及粘接剂按下列质量百分比混合并磨细至过320目后，得涂料粉烧渣3085%成份类填充剂023%色彩类填充剂025%粘接剂1030%;或者Cl、将B步骤所得烧渣或者将B步骤所得烧渣经常规方法和设备除铁至烧渣中的Fe203含量为220%质量比的除铁烧渣，与成份类或/和色彩类填充剂及粘接剂、助剂、水按下列质量百分比备料6烧渣成份类填充剂色彩类填充剂2660%035%025%粘接剂助剂水2045%1023%在烧渣中加入成份类和色彩类填充剂一同磨成320目以下的混合粉末后，再添加粘接剂、助剂和水，搅拌混合均匀，即得成品涂料乳液。所述步骤C所得涂料粉在现场施工时，按下列质量百分比配制并揽拌均匀，调成具有一定粘度的流动性涂料即可使用本发明所述百分比均为质量百分比。所述步骤A的焙烧炉为现有硫铁矿制硫的常规沸腾焙烧炉，该炉在焙烧硫铁矿时，是一个连续焙烧过程，即硫铁矿自入炉口进入，经高温区域完成沸腾焙烧脱硫后，由出炉口出炉，因此，只需控制焙烧温度即可。所述步骤B所得含二氧化硫的气体送硫酸或硫磺生产工序，用常规生产硫酸或硫磺工艺，生产出硫酸或硫磺。所述步骤C或步骤C1中的成份类填充剂及色彩类填充剂，视涂料产品的要求两种都选用，或者两种都不选用，或者只选用其中的一种。所述步骤C或步骤C1的成份类填充剂为市购的轻质碳酸转、重质碳酸钙、滑石粉、绢云母、钛白粉、立德粉、硅灰石、石英粉等中的一种或几种，具体种类的选用视涂料产品的要求而确定。所述步骤C或步骤C1的色彩类填充剂为市购的无机颜料中的铁黑、炭黑、铁红、镉红、铁黄、铅铬黄、镉黄、铁绿、酞菁绿、酞菁铬绿、铅络绿、铬绿、铁蓝、钴蓝、群青等中的一种或几种，或者/和为有机颜料中的甲苯胺红、大红粉、汉沙黄、耐光黄、耐晒黄、镍偶氮黄等中的一种或几种，具体选用，视涂料产品要求的颜色而确定。涂料粉助剂水4471%2653%。311%所述步骤c的粘接剂为市购的无机粘接剂中的水泥、磷酸盐、硅酸盐、石灰乳等中的一种或几种。所述步骤C1的粘接剂为市购的聚乙烯醇、改性聚乙烯醇、丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂、环氧树脂、改性环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯、乙烯树脂、硝基纤维素、改性硝基纤维素、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、醇酸树脂、改性醇酸树脂、酚醛树脂、改性酚醛树脂、有机硅、有机氟树脂、聚酰亚胺树脂等中的一种或几种，具体选用视涂料产品的要求而确定。所述步骤C或步骤Cl的助剂为下列市购的常规助剂中的一种或几种乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚或苯甲醇成膜剂；二甲基硅油、磷酸三丁酯或SPA-202消泡剂；苯甲酸钠防腐剂；1，2-苯并异噻唑啉-3-酮(即杀菌防霉剂BIT)或Nordes⑧C15杀菌防腐剂；水性润湿分散剂H-IO、水性分润湿散剂H-40、高效低泡润湿剂WK—2035;三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠或脂肪酸聚乙二醇酯分散剂；PTF或XM-2增稠剂或BH-38乳液增稠剂；邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二异辛酯增韧剂；流平剂457或流平剂466(改性硅酮)或TJ-300流平剂；聚乙烯醇、改性聚乙烯醇、丙烯酸树脂、改性丙烯酸树脂、环氧树脂、改性环氧树脂或羧甲基纤维素粘接助剂等，具体选用视涂料产品的要求而确定。所述步骤C或步骤C1中的除铁工艺的选择视后续涂料生产及涂料颜色要求而确定。所述步骤C和步骤Cl的烧渣除铁是:用常规磁选方法即常规磁选机及磁选工艺进行磁选后，得含铁量大于58%的铁精矿粉。所述步骤C的烧渣、成份类填充剂、色彩类填充剂、粘接剂固体原料可先分别磨成小于320目的粉末后，再进行配制。所述步骤C1的烧渣、成份类填充剂、色彩类填充剂固体原料可先分别磨成小于320目的粉末后，再进行配制。本发明利用硫铁矿烧渣代替昂贵的钛白粉和立得粉等填料及部分铁红颜料，是因为焙烧脱硫得到烧渣富含八1203、Si02、Fe203、Ti02、CaO，其中的无定型Al203、Si02可以代替昂贵的钛白粉，a-Fe203又是一种无机颜料，因此磨细后是一种优质的涂料填充剂，能制成多种不同色彩且价格低廉的优质建筑涂料，由于原料来源广、成本低，能极大地降低涂料的生产成本，有利于促进我国外墙涂料的迅速推广。本发明还为我国丰富的中低品位硫铁矿资源开辟了一条综合利用的良好路子，能实现中低品位硫铁矿的全层开采循环综合利用，符合发展循环经济的要求。本发明提供的涂料不仅能在干燥的水泥墙面上施工，而且也能在刚施工完不久的但已初步硬化的湿墙面上施工，涂层具有良好的附着能力、硬度和耐洗刷能力，对环境无污染。本发明提供的涂料粉产品在现埸施工时，只需将水、粘接助剂及增韧、流平助剂等加入粉状涂料中揽拌均匀，调成具有一定粘度的流动性涂料即可使用，本发明提供的涂料乳液可直接使用，提供的副产品铁精矿粉可直接销售，产出的二氧化硫气体用于进一步生产硫酸或还原制取硫磺。资源综合利用度极高。具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步描述。实施例1将云南威信开采出的硫铁矿(含S:19%)粉碎成小于4mm的细粒，再自然堆放晾干后，得含水小于6%的干燥物料备用；将上述干燥物料加入常规沸腾炉中，在温度为85095(TC条件下进行常规沸腾焙烧脱硫，得烧渣；在烧渣中加入白色硅酸盐水泥粘合剂，另加轻质碳酸钙、滑石粉辅助填料一起磨细至-320目，即得红色粉状涂料。现埸施工时，将水、聚乙烯醇助剂及增韧、流平剂等加入粉状涂料中揽拌均匀，调成具有一定粘度的流动性涂料即可使用。该涂料不仅能在干燥的水泥墙面上施工，而且也能在刚施工完不久的但已初步硬化的湿墙面上施工，涂层具有良好的附着能力、硬度和耐洗刷能力，对环境无污染。其配方如表l。硫铁矿沸腾焙烧脱硫得到的二氧化硫气体按常规硫铁矿制酸工艺生产硫酸。实施例2将来自四川古蔺护龙开采的硫铁矿(含S:16%)原料，粉碎成小于4mm的细粒，再自然堆放晾干，得含水量小于6%的物料备用；将上述物料加入常规沸腾炉中，在温度为90098(TC条件下，进行常规沸腾焙烧脱硫得烧渣，将烧渣粉碎至0.5mm0.lmm细粉，在磁埸强度为200012000GS条件下，用常规干式磁选机进行干法磁选，使烧渣中的FeA含量小于496,选后烧渣主要成分为高岭石煅烧分解后形成的非晶态的A1A和Si02，锐钛矿型Ti02和少量的Fe20jnFe(0H)3，在此烧渣中加入少量轻质碳酸钙、滑石粉、绢云母粉辅助填料，再加入铅铬黄颜色填充剂，一起磨细至-320目，之后加入改性硅丙乳液为粘合剂，再添加助剂和水搅拌混合均匀，即为橘黄色涂料乳液，该涂料符合中华人民共和国合成树脂乳液外墙涂料国家标GB/T9755-2001，具有优良的耐候性能和耐沾污性。其配方如表2。硫铁矿沸腾焙烧脱硫得到的二氧化硫气体按常规高硫煤沸腾还原制取硫磺。烧渣除铁得到的铁精粉含铁58%以上，直接成产品出售。本专利不受所举实施例限制。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求1、一种涂料的制备方法，其特征在于以中低品位硫铁矿为原料，经过下列工艺步骤A、将开采出来的硫铁矿直接破碎成小于4mm的碎粒后，经80℃-200℃烘干或自然堆放晾干，得水份含量小于6％质量比的干燥物料；B、将A步骤的干燥物料送入焙烧炉中，在温度为800～1100℃条件下，按常规沸腾焙烧脱硫，得到含二氧化硫的气体及含硫量小于1％质量比的烧渣；C、将B步骤所得烧渣或者将B步骤所得烧渣经常规方法和设备除铁至烧渣中的Fe2O3含量为2～20％质量比的除铁烧渣，与成份类或/和色彩类填充剂及粘接剂按下列质量百分比混合并磨细至过320目后，得涂料粉烧渣30～85％成份类填充剂0～23％色彩类填充剂0～25％粘接剂10～30％；或者C1、将B步骤所得烧渣或者将B步骤所得烧渣经常规方法和设备除铁至烧渣中的Fe2O3含量为2～20％质量比的除铁烧渣，与成份类或/和色彩类填充剂及粘接剂、助剂、水按下列质量百分比备料烧渣26～60％成份类填充剂0～35％色彩类填充剂0～25％粘接剂20～45％助剂2～9％水10～23％在烧渣中加入成份类和色彩类填充剂一同磨成320目以下的混合粉末后，再添加粘接剂、助剂和水，搅拌混合均匀，即得成品涂料乳液。2、根据权利要求1所述的涂料的制备方法，其特征在于所述步骤C所得涂料粉在现场施工时，按下列质量百分比配制并揽拌均匀，调成具有一定粘度的流动性涂料即可使用-涂料粉4471%助剂311%水2653%。3、根据权利要求1所述的涂料的制备方法，其特征在于所述步骤C或步骤Cl中的烧渣除铁工艺的选择视后续涂料生产及涂料颜色要求而确定。4、根据权利要求1所述的涂料的制备方法，其特征在于所述步骤C和步骤C1的烧渣除铁是用常规磁选方法即使用常规磁选机及磁选工艺进行磁选后，得含铁量大于58%的铁精矿粉。5、根据权利要求1所述的涂料的制备方法，其特征在于所述步骤C的烧渣、成份类填充剂、色彩类填充剂、粘接剂固体原料先分别磨成小于320目的粉末后，再进行配制。6、根据权利要求1所述的涂料的制备方法，其特征在于所述步骤Cl的烧渣、成份类填充剂、色彩类填充剂固体原料先分别磨成小于320目的粉末后，再进行配制。全文摘要本发明提供一种涂料的制备方法，将开采出来的硫铁矿直接破碎成小于4mm的碎粒后，经烘干或自然晾干至水份含量小于6％，经沸腾焙烧脱硫后得到含硫小于1％的烧渣，将烧渣或者将经过常规方法和设备除铁至烧渣中的Fe₂O₃含量为2～20％的除铁烧渣，与成份类或/和色彩类填充剂及粘接剂等混合并磨细至过320目后得涂料粉或涂料乳液，同时还提供副产品铁精矿粉，硫酸或硫磺。其原料来源广、成本低，极大降低涂料的生产成本，为中低品位硫铁矿资源的综合利用开辟了捷径。该涂料既可在干燥的水泥墙面上施工，也可在刚施工完不久的已初步硬化的湿墙面上施工，涂层具有良好的附着能力、硬度和耐洗刷能力，对环境无污染。文档编号C04B28/00GK101618957SQ20091009478公开日2010年1月6日申请日期2009年7月30日优先权日2009年7月30日发明者冯启明,陈爱中申请人:云南常青树投资有限公司