[发明专利]一种高效磷酸锌微纳米防腐剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机化学领域，具体涉及一种高效磷酸锌微纳米防腐剂的制备方法，用于金属防腐蚀领域。 

背景技术

金属材料在我们日常生活中有着非常广泛的用途，但是金属锈蚀给我们的生活带来诸多不便，并造成了大量的资源和能源的浪费。每年全世界因腐蚀而损坏的金属制件占总钢铁产量的10％，因设备腐蚀造成的事故也屡有发生。为了应对金属腐蚀造成的经济损失和突发事故，做好防腐措施，加强防腐技术的研究和最新科研成果的推广，是我们亟待解决的问题。目前，研究最多、应用最广的防腐材料是磷酸锌粉体，由于其热稳定性好、无毒、无污染和突出的防腐性能而倍受人们的关注。作为新一代无毒防腐颜料，磷酸锌用量巨大，用途广泛，同各种树脂相容性较好，可用作醇酸、酚醛、环氧树脂等涂料的基料，被广泛应用于涂料工业以制备无毒防锈颜料和水溶性涂料，可以取代传统有毒的锌铬黄或红丹防锈颜料。然而市售的磷酸锌往往由于粒径太大，分散性差而影响了防腐性能。为了解决这一问题，广大科研工作者们致力于探究各种新型方法制备超细磷酸锌，以便获得高效的防腐性能，解决金属防腐问题，并在实际生产中得以应用和推广。 

目前国内外有关磷酸锌粉体的制备方法有很多种，常见的有固相反应法、水热法、复分解法、超声法、溶剂热法、超声-模板法、仿生合成法、机械力法、多元醇介导法等。例如，J.L.Zhao等人以H₃PO₄和NH₄H₂PO₄为原料，通过阳极氧化方法合成了直径为5-23μm的微孔球形磷酸锌(J.L.Zhao，X.X.Wang，Y.G.Sun，J.J.Liu，C.C.Tang.Preparation and formation mechanism of microporous spheric zinc phosphate[J].J.Solid State Electrochem.，2011，15(9)：1861-1865.)；L.Li等利用Zn(CH₃COO)₂和H₃PO₄在室温下通过湿化学法合成粒径为2-3μm的层状球结构的α-Zn₃(PO₄)₂·4H₂O晶体(L.Li，J.Liang.A facile chemical route to α-Zn₃(PO₄)₂·4H₂O hierarchical sphere structures assembled by nanosheets[J].Mater. Lett.2011，65(2)：285-288.)；F.Xie等以Na₂HPO₄·12H₂O和ZnSO₄·H₂O为原料，以乳化剂OP-10作为表面活性剂，通过水热法合成粒径为1μm的超细磷酸锌粉末(F.Xie，Y.M.Cao，Z.Q.Lei，M.J.Lei.Study on the characterization of ultrafine zinc phosphate powder by hydtothermal synthesis.In：M.Ma，ed.Mechanical，Industrial，and Manufacturing Engineering：International Conference on Mechanical，Industrial，and Manufacturing Engineering，2011，499-502.)；T.Adsehiri等人运用水热法获得了结晶度优良，粒径小的微纳米粉体材料，将该法应用至磷酸锌的研究中，拓宽和发展了磷酸锌防腐涂料的制备工艺领域(T.Adsehiri，Y.Hakuta，K.Sue，K.Arai.Hydrothermal synthesis of metal oxide nanoparticles at supercritical conditions[J].J.Nanopart.Res.2001，3(2-3)：227-235.)；P.Parhi等人通过简单地复分解法合成了薄片状的纳米四水磷酸锌晶体(P.Parhi，V.Manivannan，S.Kohli，P.McCurdy.Room temperature metathetic synthesis and characterization of a-hopeite，Zn₃(PO₄)₂·4H₂O[J].Mater.Res.Bull.2008，43(7)：1836-1841.)；S.H.Jung等人在Na₂HPO₄辅助作用下，利用超声波法产生的空化作用提高反应速率，抑制了颗粒的团聚，选择性地合成了高度统一的六方双锥磷酸锌晶体(S.H.Jung，E.Oh，H.Lim，D.S.Shim，S.Cho，K.H.Lee，S.H.Jeong.Shape-selective fabrication of zinc phosphate hexagonal bipyramids via a disodium phosphate-assisted sonochemical route[J].Cryst.Growth Des.2009，9(8)：3544-3547.)。上述介绍的方法所制备的超细粉操作流程虽然都比较简单，但生成的粉末粒径大多都在微米数量级，在实际应用时，由于其粒径过大其防腐蚀效果难以保证。为此我们需要对该材料进一步优化，改进制备工艺，实现磷酸锌材料超细化。