一种水性涂料专用磷酸盐防锈颜料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于防锈材料技术领域，具体是一种不含铝、锌的水性涂料专用磷酸盐防 锈颜料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 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，目前使用较多的防锈颜料主要有以下几种:红丹、锌铬黄、氧化锌、碱性碳酸铅等。 红丹和铬酸盐颜料虽然防锈效果良好，但都有毒性。红丹会使人铅中毒，并损伤孩童智力； 六价铬盐会使人致癌（已被欧美各国禁用），同时给水体带来重金属污染问题。因此，寻找高 效、多功能及环境友好的能够取代含铅、铬防锈颜料(红丹、锌铬黄)的产品仍然是国内外颜 料行业亟待解决的难题。
[0003] 迄今为止已经研究非铅、非铬的颜料有磷酸盐、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。早期开 的有三聚磷酸二氢铝、磷酸锌，尽管这些磷酸盐颜料是安全和有效的，但由于价格较高、性 能有缺陷，使用不尽人意，后来人们采用了各种方法对其进行改进，通过添加钙、铁、锌、硅 等，目前已经形成了三聚磷酸二氢铝系列、磷酸锌系列防锈颜料。虽然近年来对磷酸盐防锈 颜料的研究不少，但这些颜料均含铝或锌元素。随着环境保护的推进及水性涂料的发展，金 属锌、铝离子所引起的涂料树脂问题及其环境潜在污染也引起人们的关注，为适应环保型 涂料特别是水性涂料专用防锈颜料的发展，制备不含锌、铝的磷酸盐防锈颜料成为当务之 急。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了克服市场上磷酸盐防锈颜料存在价格高、且含锌或铝、防锈 效果不理想、不适用于水性涂料等问题，提供一种水性涂料专用的磷酸盐防锈颜料及其制 备方法。
[0005] 为实现以上目的，本发明采用的技术方案如下： 一种水性涂料专用磷酸盐防锈颜料，该防锈颜料包括以下重量份原料： 磷酸100份、钙化合物70-110份、碱土金属化合物20-50份、氧化钛0-10份、氧化铁0-5 份、表面改性剂0.1-0.5份和水200-500份； 所述碱土金属化合物包括镁、钡、锶的化合物。
[0006] 进一步地，以上所述镁、钡、锶的化合物包括镁、钡、锶的碳酸盐、氧化物、氢氧化 物。
[0007] 进一步地，以上所述钙化合物包括碳酸钙、氧化钙和氢氧化钙。
[0008] 进一步地，以上所述表面改性剂包括5-硝基-间苯二酸酯锌盐、I，I，1-三羟甲基乙 烷和1，2,3_苯并三氮唑。
[0009] 以上所述水性涂料专用磷酸盐防锈颜料的制备方法，包括混合反应、研磨、调节 pH、过滤、洗涤、烘干等步骤，具体工艺如下： (1) 取100份磷酸于反应釜中，加入200-500份水，搅拌均匀，加入70-110份钙化合物，在 室温~100°C、转速为500-800r/min下，搅拌10-20min，再加入20-50份碱土金属化合物，最后 加入0-10份氧化钛或0-5份氧化铁，继续搅拌5-10min，得到粘稠物料； (2) 将上述粘稠物料倒入球磨机中，加入0.1-1.0份表面改性剂，研磨20-60min，调节pH 至6.0-7.5，按常规方法过滤，用水洗涤，烘干，粉碎至325目，即可得到磷酸盐防锈颜料。
[0010] 以上所述的磷酸盐防锈颜料可在苯丙乳液、水性环氧涂料等水性涂料得到广泛 应用。
[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果： 1、本发明用碱土化合物代替锌或铝化合物，再根据需求加入一定比例的氧化钛或氧化 铁，获得一种用于水性防腐蚀涂料的无锌无铝磷酸盐防锈颜料。得到的防锈颜料不仅可以 解决已有技术磷酸盐中存在锌、铝离子所引起的涂料树脂问题及其环境潜在污染问题，而 且成本更加低廉、性能更加优异。
[0012] 2、本发明制备的防锈颜料不仅成本低，而且应用在苯丙乳液、水性环氧涂料等水 性涂料时，本产品的防锈性能超过磷酸锌，并能与改性三聚磷酸铝相当。
[0013] 3、本发明防锈颜料的制备过程中，反应条件要求不高、工艺简单、操作容易、无污 染，易于工业化生产，生产成本较低，具有很好的社会效益、生态效益和经济效益，市场前景 极为广阔。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明磷酸盐防锈颜料的工艺流程图； 图2为实施例2磷酸盐防锈颜料产品的扫描电镜图； 图3为实施例8磷酸盐防锈颜料产品的扫描电镜图。
【具体实施方式】
[0015] 下面将结合具体实施例对本发明进一步说明，但不限于本发明的保护范围。
[0016] 实施例1 一种水性涂料专用磷酸盐防锈颜料，由以下重量份原料组成:磷酸100份、碳酸钙75份、 碳酸镁25份、三氧化二铁2份、5-硝基-间苯二酸酯锌盐0.5份和水350份。
[0017]制备方法:取100份磷酸于反应釜中，加入350份水，搅拌均匀，加入75份碳酸钙，在 温度60°C、转速为800r/min下，搅拌IOmin，再加入25份碳酸镁，最后加入2份三氧化二铁，继 续搅拌IOmin，得到粘稠物料;将粘稠物料倒入球磨机中，加入0.5份5-硝基-间苯二酸酯锌 盐，研磨30min，调节pH至6.5,按常规方法过滤，用水洗涤，烘干，粉碎至325目，即可得到磷 酸盐防锈颜料。
[0018] 实施例2 一种水性涂料专用磷酸盐防锈颜料，由以下重量份原料组成:磷酸100份、氢氧化钙100 份、碳酸镁10份、氧化钛5份、I，I，1 -三羟甲基乙烷0.3份和水400份。
[0019] 制备方法：取100份磷酸于反应釜中，加入400份水，搅拌均匀，加入100份氢氧化 ?丐，在温度l〇〇°C、转速为500r/min下，搅拌15min，再加入10份碳酸镁，最后加入5份氧化钛， 继续搅拌IOmin，得到粘稠物料;将粘稠物料倒入球磨机中，加入0.3份I，I，1-三轻甲基乙 烷，研磨45min，调节pH至6.0,按常规方法过滤，用水洗涤，烘干，粉碎至325目，即可得到磷 酸盐防锈颜料。
[0020] 实施例3 一种水性涂料专用磷酸盐防锈颜料，由以下重量份原料组成:磷酸100份、碳酸钙95份、 氢氧化镁15份、氢氧化钡5份、三氧化二铁5份、5-硝基-间苯二酸酯锌盐0.5份和水350份。 [0021 ] 制备方法:取100份磷酸于反应釜中，加入350份水，搅拌均匀，加入95份碳酸钙，在 温度80°C、转速为700r/min下，搅拌20min，再加入15份氢氧化镁、5份氢氧化钡，最后加入5 份三氧化二铁，继续搅拌8min，得到粘稠物料;将粘稠物料倒入球磨机中，加入0.5份5-硝 基-间苯二酸酯锌盐，研磨20min，调节pH至7.0，按常规方法过滤，用水洗涤，烘干，粉碎至 325目，即可得到磷酸盐防锈颜料。
[0022] 实施例4 一种水性涂料专用磷酸盐防锈颜料，由以下重量份原料组成:磷酸100份、氧化钙80份、 碳酸镁30份、碳酸锶10份、1，2，3-苯并三氮唑0.5份和水500份。
[0023]制备方法:取100份磷酸于反应釜中，加入500份水，搅拌均匀，加入80份氧化钙，在 温度40°C、转速为650r/min下，搅拌15min，再加入30份碳酸镁、10份碳酸锁，继续搅拌5min， 得到粘稠物料;将粘稠物料倒入球磨机中，加入〇. 5份1，2，3-苯并三氮唑，研磨50min，调节 pH至7.0，按常规方法过滤，用水洗涤，烘干，粉碎至325目，即可得到磷酸盐防锈颜料。
[0024] 实施例5 一种水性涂料专用磷酸盐防锈颜料，由以下重量份原料组成:磷酸100份、碳酸钙70份、 碳酸钡2