[发明专利]利用磷化渣生产水性涂料的方法

说明书

技术领域

本发明属于涂料领域，具体涉及一种利用磷化渣生产水性涂料的 方法。

背景技术

水性涂料是一种以水为稀释剂、不含有机溶剂的涂料，具有无毒、 无刺激气味、对人体无害不污染环境等特点，近年来受到了人们的普 遍关注，可用于金属、塑料、玻璃等多种材质上。

目前国内的水性涂料多存在防腐性能差、附着力差等缺陷，导致 金属表面会出现大量的金属斑迹和乳化斑迹，产生以上缺陷的主要原 因是由于其以水作为溶剂或分散介质，由于水的特性与有机溶剂有很 大不同，如表面张力大，汽化温度高，难润湿、不易溶等，因此其存 在附着力差，涂料喷涂时不易挥发，受湿度的影响大，很难控制，耐 腐蚀性差等问题。面对工业应用的苛刻条件，水性涂料在使用过程中 往往受到限制。因此对于水性涂料综合性能的标准也越来越高，特别 是针对不同的领域，其具有不同的功能性的水性涂料更是成为人们的 开发热点。

磷化渣是磷化工艺中的必然产物，其中含有大量的磷酸锌和磷酸 铁的混合物，磷化渣要及时清理，否则会对磷化工艺造成影响，如将 大量的磷化渣作为垃圾排放，则其中的磷酸盐、亚硝酸盐等物质会使 土壤酸化，造成土壤污染。如果可以将大量的磷化渣充分利用到水性 涂料中，则不仅可以促进磷化工艺的发展而且对于水性涂料领域提供 了新的发展思路。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提供了一种利用磷化渣生产水 性涂料的方法。该方法将磷化渣变废为宝，而且制备了综合性能优异 的水洗涂料，具有成本低、绿色环保等优点。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：一种利用磷化渣生产 水性涂料的方法，包括以下步骤：将磷化渣与氨水按照固液比4:1～3:1 在55～65℃水浴中加热并不断搅拌5～6小时，过滤，将滤渣水洗至 pH＝7～8，按照废渣：水：碱＝(1～2):(7～8):(0.8～2)的质量比加入氢氧化 钠，不断搅拌3～4小时得到氢氧化铁沉淀，将氢氧化铁沉淀再经水洗、 过滤、烘干后于700～800℃下煅烧2～3小时粉碎，得到氧化铁红；将 氧化铁红与纳米填料加入水中均匀分散，再加入螯合剂搅拌2～3小 时，缓慢滴加三乙醇胺调节pH；将甲基丙烯酸、丙烯酸和改性聚氨 酯加入溶液中，反应1～2小时，加入异噻唑啉酮和丙二醇甲醚醋酸酯 搅拌20～30分钟后静置1～2小时，得水性涂料。

进一步的，上述水性涂料的主要原料配比为氧化铁红15～20份， 纳米填料10～30份，螯合剂5～10份，三乙醇胺2～6份，甲基丙烯酸 45～55份，丙烯酸25～40份，改性聚氨10～30份，异噻唑啉酮3～15 份，丙二醇甲醚醋酸酯15～20份，水100～150份。

所述的纳米填料为纳米碳酸钙或纳米二氧化硅。

所述的螯合剂为羟基乙叉二膦酸或乙二胺四乙酸。

所述的改性聚氨酯由4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚乙二醇按 照摩尔比(1～2):1本体聚合得到的。

该改性聚酯可以采用本领域已知的任一种本体聚合方法得到，本 发明优选采用以下方法：聚乙二醇和聚乙二醇单十二烷基醚按照 (2～3):1的摩尔比混合搅拌，升温至100℃抽真空，连续脱水4小时， 降温至75℃加入4-4’-二苯基甲烷二异氰酸酯，高速搅拌15min，再 加入辛酸亚锡，边加入边搅拌迅速升温至120℃，得到改性聚氨酯。

进一步的，辛酸亚锡与聚乙二醇的摩尔比为(0.01～0.02)： (2.5～3)。

本发明将磷化渣进行溶解，通过加入适合的填加剂转化得到氧化 铁红，作为水性涂料的填加助剂与改性聚氨酯、螯合剂、填料、杀菌 剂及成膜剂等共同作用形成综合性能良好的水性涂料，该水性涂料成 分中无有害原料，对环境无污染，而且将磷化工艺的废弃物磷化渣废 物利用，不仅提高了磷化工艺的连续性，更给水性涂料助剂的选择提 供了新思路。改性聚氨酯作为增稠剂可以提高水性涂料的触变性，其 主链更亲水，增稠剂与涂料中各组分憎水结构吸附在一起，在水中形 成立体网状结构，使涂料具有一定触变性，有利于加工。用丙二醇甲 醚醋酸酯作为成膜剂，该成膜剂不仅无毒无害而且与改性聚氨酯可以 形成稳定的网状结构。为防止涂料长期处于潮气下涂料容易霉化、变 质等问题，添加异噻唑啉酮，