一種檸檬酸鈰無毒防鏽顏料及其塗層的製作方法

2023-06-10 08:05:11

專利名稱：一種檸檬酸鈰無毒防鏽顏料及其塗層的製作方法
技術領域：
本發明涉及金屬防護領域，確切的說是一種無毒防鏽檸檬酸鈰的製備及塗料的製備。
背景技術：
金屬及其合金應用遍及國民經濟的各個領域。據統計，全球每年因腐蝕造成的金屬 損失量高達全年金屬產量20%~40%，約為地震、水災、颱風等自然災害總和的6倍， 造成經濟上的巨大損失。同時金屬設備設施的腐蝕破壞還會影響生產的穩定和擾亂人們 的生活秩序，甚至釀成安全事故，造成人身傷害。因此，金屬防腐蝕顯得十分重要。在 環保日益受到重視的今天，開發新型環保無汙染的防鏽塗料成為發展趨勢之一。
而傳統塗料所用的防鏽顏料多為含鉻、鉛、鎘等顏料，例如紅丹、鉛粉，及鋅、鋇、 鉛的鉻酸鹽等，其配製成的塗料雖然具有良好的防腐蝕性能，但其本身有毒，且在生產 和使用過程中會汙染環境和危害健康，許多國家已嚴格限制使用。因此開發無毒高效的 防鏽顏料及塗料已成為當務之急。目前國內外的研究人員已研製出了磷酸鹽、鉬酸鹽、 硼酸鹽和片狀顏料等多種無毒高效防鏽顏料。
由於普通磷酸鋅的粒子較大U5 45pm)，其形狀呈磚形，比表面積較小，分散性 差，並且其溶解度低和水解性差，防鏽活性不足，形成有效保護膜的速度太慢，在偏鹼 性的水性底漆中，不能克服所謂的"閃鏽"問題，其防鏽性能達不到傳統的鋅鉻黃的水平， 難以全面取代傳統的有毒防鏽顏料。基於這一原因，國內外的研究人員進行了相關的改 進工作。
由於酸性、水溶解度等原因，三聚磷酸鋁並不適合直接作為防鏽顏料使用，必須加 以改性，使其具有適宜的pH值、溶解性、分散性等，才能成為一種實際可用的活性防 鏽顏料。
美國sherwin-Williams公司[33]成功開發出鉬酸鹽顏料系列產品，其中第二代改 性鉬酸鹽防鏽顏料Moly-White MZAP (磷鉬酸鋅鈣)的防鏽性能要優於鉻酸鹽，但鉬酸 鹽價格昂貴，不適於推廣應用。
硼酸鹽中，未改性的偏硼酸鋇在貯存和運輸中容易吸潮、結塊，與各種樹脂中的相 容性以及在漆膜中的牢固性差，需經過改性後才能用作防腐蝕顏料。離子交換型防鏽顏料是一種新型無毒防鏽顏料
四氧化三鐵為載體粉，將納米粉體材料均勻地附著在載體粉上後，形成複合鐵鈦粉， 顏色深、不易制淺色漆；密度雖比紅丹粉小一半，但在制漆時易分層，需加一定量的防 沉劑；由於四氧化三鐵具有的磁性引發的磁團聚現象，加大了分散難度，必須添加一定 量的分散劑。這3個方面的缺陷在一定程度上影響了它的迅速推廣使用。

發明內容
本發明的目的在於提供一種無毒、環保的防腐蝕顏填料。 本發明的目的還在於提供一種含上述防腐蝕顏料的防腐蝕塗料。 實現本發明的目的技術方案 1)檸檬酸鈰的製備
將稀土鈰鹽或鈰的氧化物用適量蒸餾水溶解，製備溶液一；將檸檬酸鹽用適量蒸餾 水溶解製備溶液二；按檸檬酸根與鈰離子的物質量比為1~1.4: 1，將溶液一加入到溶液 二種，混合攪拌0.5-3小時，調節pH值為3.5-5，經過6-10小時陳化，抽慮、洗滌、真 空烘乾、粉碎包裝即得檸檬酸鈰。
所述的稀土鈰鹽為硝酸鈰、硫酸鈰、氯化鈰。
所述的檸檬酸鹽為檬酸鉀系、檸檬酸鈉系、檸檬酸銨系。
所述的洗滌其方式應為在2~6倍的去離子水下洗滌3~5次，然後在1~4倍的無水乙 醇下洗滌2 3次。
所述的真空乾燥溫度應為60~80°C 。 所述的檸檬酸鈰其分子結構為
其中，n=l~4
2)檸檬酸鈰防腐蝕塗料的製備
一種含有檸檬酸鈰防腐蝕顏料的防腐蝕塗層。按重量份其配比如下:環氧酯(50%):20-30g山東梁山藍天化工有限公司
檸檬酸鈰5-20自製
三聚磷酸鋁5-15石家莊恆運化工有限公司
鉬酸鋅5-10上海駿馬化工有限公司
氧化鐵紅5北京康之維公司
二甲苯20-40北京北化精細化學品有限責任公司
分散劑DA-01:2
消泡劑BYK-022:0. 1
鈷催幹劑0. 15山東梁山藍天化工有限公司
稀土催幹劑6山東梁山藍天化工有限公司
檸檬酸鈰防腐蝕塗料的製備方法按上述配比稱取各組分，將環氧酯(50%)加入 溶劑二甲苯稀釋，並加入各種助劑，然後在高速攪拌下將顏料加入上述溶液中，再經研
磨機研磨2遍，過濾，包裝。
與現有技術相比，本發明的優點是發明了一種新的無毒防鏽顏料，並且獲得了較好 的防腐蝕效果，引領了防腐蝕顏料開發的一個新的領域。
具體實施例方式
以下結合實例對本發明作進一步的說明，但不局限於此。 l檸檬酸鈰的製備(實例1~3) 實例1
將O.lmol硝酸鈰溶於100tnl蒸餾水，製備溶液A;將O.lmol檸檬酸鈉溶於100ml 蒸餾水製備溶液B,將溶液A滴入到溶液B種，混合攪拌1小時，用2mol/L的硝酸調節 pH值為3.5，經過6小時陳化，抽慮、洗滌、6(TC下真空烘乾、粉碎包裝即得檸檬酸鈰。 經vario EL III型元素分析儀(德國)，碳元素的百分含量為19.1%，氫元素的百分含量 為2.8315%，經計算得知擰檬酸鈰的純度為99.4%。根據GB5211.15-88的方法測定檸檬 酸鈰的吸油量(OA)為68ml/g，根據GB1713-79測定顏料的比重(d)為2.1， pH=6。
實例2
將O.lmol氯化鈰溶於100ml蒸餾水，製備溶液A;將0.12mol檸檬酸鉀溶於100ml 蒸餾水製備溶液B，將溶液A滴入到溶液B種，混合攪拌2小時，用2mol/L的稀鹽酸調 節pH值為4，經過7小時陳化，抽慮、洗滌、8(TC下真空烘乾、粉碎包裝即得檸檬酸鈰。經vario EL III型元素分析儀(德國)，碳元素的百分含量為19.2%，氫元素的百分 含量為2.766%,經計算得知檸檬酸鈰的純度為99.3%。根據GB5211.15-88的方法測定 檸檬酸鈰的吸油量(OA)為70ml/g，根據GB1713-79測定顏料的比重(d)為2.2， pH=7。 實例3
將0.05mol硫酸鈰溶於lOOml蒸餾水，製備溶液A;將0.13mol檸檬酸銨溶於100ml 蒸餾水製備溶液B,將溶液A滴入到溶液B種，混合攪拌1.5小時，用lmol/L的稀硫酸 調節pH值為4.5，經過8小時陳化，抽慮、洗滌、7(TC下真空烘乾、粉碎包裝即得檸檬 酸鈰。經vario EL III型元素分析儀(德國)，碳元素的百分含量為19.0%，氫元素的百 分含量為2.897%,經計算得知檸檬酸鈰的純度為99.2%。根據GB5211.15-88的方法測 定檸檬酸鈰的吸油量(OA)為65ml/g，根據GB1713-79測定顏料的比重(d)為2， pH=6.5。
2防腐蝕塗料的製備
實例4
稱取20g的環氧酯(50%)，並用20g的二甲苯稀釋，然後再加入2gDA-01分散劑， O.lgBYK-022的消泡劑，0.15g的鈷催幹劑，6g的稀土催幹劑，低速攪拌均勻。然後在 高速攪拌下加入15g的檸檬酸鈽，10g的三聚磷酸鋁，5g鉬酸鋅，5g的氧化鐵紅，攪拌 30min，然後再在研磨機下研磨倆邊，用適量的二甲苯調節至合適噴塗黏度，按 GB/T1765-1979製備漆膜，膜厚為50±2pm。
根據GB/T1763-79測定其耐鹽水性(d)為45天，根據GB/T1771-91中性鹽霧 (h)實驗1030h後完好。
權利要求
1、本發明涉及一種金屬用防鏽顏料，其特徵在於該防鏽顏料主要成分為檸檬酸鈰。
2、 根據權利要求1所述的擰檬酸鈰，其特徵在於具有如下的分子結構CeC6H5OrnH20，n=l~4。
3、 根據權利要求1所說的檸檬酸鈰，其特徵在於是由檸檬酸或可溶性檸檬酸鹽與稀土鈰鹽或 鈰的氧化物製備而成。
4、 根據權利要求2所說的檸檬酸鹽，其特徵在於為檸檬酸鉀系、檸檬酸鈉系、檸檬酸銨系。
5、 根據權利要求2所說的稀土鈰鹽為硝酸鈰、硫酸鈰、氯化鈰。
6、 根據權利要求1所說的檸檬酸鈰，其製備工藝如下所述將稀土鈰鹽或鈰的氧化物用適量 蒸餾水溶解，製備溶液一；將檸檬酸鹽用適量蒸餾水溶解製備溶液二；將溶液一按計算好 的反應比列加入到溶液二種，混合攪拌，調節pH值為3.5-5，經過8小時陳化，抽慮、洗 滌、烘乾、粉碎包l裝即得擰檬酸鈰。
7、 及一種防腐蝕塗層，其配比按重量比如下環氧酯(50°/O: 20-30 檸檬酸鈰 5-20三聚磷酸鋁 5-15鉬酸鋅 5-10氧化鐵紅 5二甲苯 20-40 分散劑DA-01: 2 消泡劑BYK-022: 0.1鈷催幹劑 0. 15稀土催幹劑 6 。
全文摘要
本發明涉及一種無毒防鏽顏料及塗料。該無毒防鏽顏料為檸檬酸鈰，分子式為CeC6H5O7·nH2O，n＝1～4，白色，其比重為2.0-2.2，吸油量為65-70ml/g，pH為6-7。所述的防腐蝕塗料組分其配比按重量比為環氧酯(50％)20-30，檸檬酸鈰5-20，三聚磷酸鋁5-15，鉬酸鋅5-10，氧化鐵紅5，二甲苯20-40，分散劑DA-012，消泡劑BYK-0220.1，鈷催幹劑0.15，稀土催幹劑6。根據GB/T1763-79測定其耐鹽水性(d)為45天，根據GB/T1771-91中性鹽霧(h)實驗1030h後完好。
文檔編號C09B57/00GK101481510SQ20081005584
公開日2009年7月15日 申請日期2008年1月10日 優先權日2008年1月10日
發明者忠 丁, 強 姜, 王永輝, 童曉寧, 童曉晨, 鄭天亮 申請人:丁 忠;童曉晨;鄭天亮