一种易分散的磷铁粉颜料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种磷铁粉颜料组合物、其制备方法和在涂料如环氧树脂、醇酸树脂、 聚氨酯树脂涂料中的应用，更具体的说涉及一种易分散的磷铁粉颜料组合物及其制备方法 和用途。 技术背景
[0002] 材料腐蚀给全球经济带来了巨大的损失，是全世界面临的严重问题。为了减少腐 蚀的损失，人们采取了许多措施，但仍以防腐涂料最为有效、最经济、应用最普遍。
[0003] 颜填料是防腐、防锈涂料中的重要组成部分，也是使得防腐、防锈涂料具有防腐、 防锈作用的重要因素。
[0004] 防腐、防锈涂料的生产过程中，需要将防锈颜料分散在清漆中，但由于一般防腐颜 料粉体团聚严重，在加入到清漆中后，其团聚难以打开，需要通过长时间的研磨分散，才能 将涂料细度降低。
[0005] 为了提高生产效率，减少研磨时间，通常在研磨时加入超分散剂，通过超分散剂的 键接作用，提高颜料在对于树脂的润湿性，从而打开粉体团聚，降低颜料细度。但是，即使使 用了超分散剂，颜料在不进行研磨的情况下，其细度任然难以降低，达到使用要求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是要提供一种易分散的磷铁粉颜料及其制备方法，此易分散的磷铁 粉颜料，不含重金属、环保无毒，在不进行研磨的情况下，极易分散于涂料中，形成较小的细 度。并且，此易分散的磷铁粉颜料可分散在涂料中，制备成的防腐涂料具有优良的防腐性 能。
[0007] 易分散的磷铁粉颜料以磷矿粉为主要原料，用云母氧化铁、硅酸锌、锌铁粉等为辅 助增强材料，添加了超分散剂为分散辅助材料，超分散剂的锚固基团与磷铁粉紧密链接，超 分散剂的聚合物溶剂化链通过空间位阻效应（熵排斥）与溶剂产生排斥作用，使得颜料粉 体稳定地悬浮在涂料中。
[0008] 根据本发明的第一个实施方案，提供一种（易分散的）磷铁粉颜料组合物，它包括 以下组分或由以下组分组成，或该组合物是通过将下列组分在含水介质中混合、粉碎和干 燥而制成的：
[0009] 磷铁粉40-100重量份，优选50-95重量份，进一步优选60-90重量份，再进一步优 选70-80重量份；
[0010] 云母氧化铁10-80重量份，优选15-70重量份，进一步优选20-60重量份，再进一 步优选30-50重量份；
[0011] 硅酸锌10-80重量份，优选15-70重量份，进一步优选20-60重量份，再进一步优 选30-50重量份；
[0012] 锌铁粉10-80重量份，优选15-70重量份，进一步优选20-60重量份，再进一步优 选30-50重量份；
[0013] 超分散剂0. 2-20重量份，优选0. 25-15重量份，进一步优选0. 3-12重量份，再进 一步优选0. 4-8,更优选0. 5-5重量份。
[0014] 优选的是，上述几种组分的总用量是200重量份。
[0015] 一般来说，这里所述的磷铁粉选自于人工制备的磷铁粉，天然磷铁矿经破碎而成 的磷铁粉或磷矿粉中的一种或者多种。
[0016] 优选的是，磷铁粉为五氧化二磷含量在20wt%以上，优选在25wt%以上，进一步 优选在30%以上的磷铁粉。
[0017] 优选，磷铁粉的细度或平均粒度小于45 μ m，优选小于40 μ m，进一步优选小于 35 μ m，再进一步优选小于30 μ m。
[0018] 优选，云母氧化铁选自于天然云母氧化铁、人工制备的云母氧化铁中的一种或两 种。
[0019] 优选，云母氧化铁的细度或平均粒度小于45 μ m，优选小于40 μ m，进一步优选小 于35 μ m，再进一步优选小于30 μ m。
[0020] 优选，超分散剂选自于硅烷偶联剂、阴离子型超分散剂、阳离子型超分散剂中的一 种或多种。优选是硅烷偶联剂。
[0021] 优选，超分散剂为海明斯公司的超分散剂，例如海明斯德谦NUOSPERSE? FX365 润湿分散剂。
[0022] 超分散剂也可以使用聚丙烯酸酯型超分散剂。超分散剂的分子结构分为两部分： 其中一部分为锚固基团，常见的有R2N、R3N+、C00H、COO-、S03H、S0 2_、P042_、多元胺、多元醇及 聚醚等，它们可通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用紧紧地吸附在固体颗粒表 面，防止超分散剂脱附；另一部分为溶剂化链，常见的有聚酯、聚醚、聚烯烃及聚丙烯酸酯 等，按极性大小可分为三种：低极性聚烯烃链；中等极性的聚酯链或聚丙烯酸酯链等；强极 性的聚醚链。在极性匹配的分散介质中，溶剂化链与分散介质具有良好的相容性，在分散介 质中采取比较伸展的构象，在固体颗粒表面形成足够厚度的保护层。
[0023] 根据本发明的第二个实施方案，提供一种制备上述易分散磷铁粉颜料组合物的方 法，该方法包括以下步骤：
[0024] (1)混合颜料粉体的制备：按照下述用量称取磷铁粉、云母氧化铁、硅酸锌、锌铁 粉并掺混在一起，然后将它们搅拌均匀，加入粉碎机中充分混合，得到混合颜料粉体；
[0025] 磷铁粉40-100重量份，优选50-95重量份，进一步优选60-90重量份，再进一步优 选70-80重量份；
[0026] 云母氧化铁10-80重量份，优选15-70重量份，进一步优选20-60重量份，再进一 步优选30-50重量份；
[0027] 硅酸锌10-80重量份，优选15-70重量份，进一步优选20-60重量份，再进一步优 选30-50重量份；
[0028] 锌铁粉10-80重量份，优选15-70重量份，进一步优选20-60重量份，再进一步优 选30-50重量份；
[0029] (2)超分散剂溶液的配制：将0· 2-20重量份，优选0· 25-15重量份，进一步优选 0. 3-12重量份，再进一步优选0. 4-8,更优选0. 5-5重量份的超分散剂溶解于（例如1. 5-50 重量份，如3-45重量份、6-40重量份或8-30重量份）醇水溶液中；
[0030] (3)混合：将超分散剂溶液加入混合颜料粉体中并均匀混合（例如在气流粉碎机 中）。
[0031] 在本发明的上述实施方案中，步骤（1)中粉碎机的转速为4000-25000r/min，优选 5000-20000r/min，进一步优选 6000-18000r/min，再进一步优选 7000-15000r/min。
[0032] 一般来说，步骤（1)中粉碎机的粉碎时间为30-300S，优选40-280S，进一步优选 50-260s，再进一步优选 60-240s，最优选 60-200s。
[0033] 对于步骤⑵中的醇水溶液，其中醇与水的质量比为12 :1，优选10 :1，进一步优 选 8 :1。
[0034] 优选的是，步骤（2)中醇水溶液中的醇是甲醇或者乙醇，优选乙醇。
[0035] 优选的是，步骤（3)中气流粉碎机的转速为1000-3000r/min，优选1500-2500r/ min，进一步优选 1800-2200r/min。
[0036] 优选的是，步骤（3)中气流粉碎机的粉碎时间为5-30min，优选8-25min，进一步优 选 10-20min，最有选 12-18min。
[0037] 本发明的易分散磷铁粉颜料组合物用于涂料中，优选与环氧树脂、醇酸树脂、聚氨 酯树脂配合使用，即用于环氧树脂涂料、醇酸树脂涂料或聚氨酯树脂涂料中。
[0038] 在本发明中，磷铁粉是基础原料，防腐作用突出。
[0039] 在本发明中，云母氧化铁片状结构、高纵横比的云母氧化铁，化学稳定性、吸水性 良好，耐磨、耐高温(600%以上）性好，在涂层中呈片层状排列，可以提高涂层耐蚀性能，提 高涂膜的耐候性、抗透水性、增强涂膜与基质附着力和涂膜强度。云母氧化铁与磷铁粉配合 实用，具有独特的效果：①有良好的形成膜，②优良的附着力和连接特性，③抗大气污染和 紫外光无辐射，④极佳的耐久性，⑤容易涂装成厚膜等，⑥防锈性能优异。
[0040] 在本发明中，硅酸锌与锌铁粉相结合使用，在金属（如钢铁）基体表面形成具有电 化学保护及物理屏蔽的双重保护功能阻止金属（如钢铁）的锈蚀，具有优异的防锈性和耐 久性。
[0041] 在本发明中，超分散剂接枝在颜料表面，提高颜料粉体在树脂中的润湿性和分散 性，提高分散效果，减少搅拌时间。
[0042] 本发明中所用的材料、试剂和设备均是常见的，均有市售。
[0043] 本发明中"任选地"表示进行或不进行。除非另有定义或说明，本文中所使用的所 有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相