[发明专利]一种提高三聚磷酸二氢铝复合颜料使用性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高防腐蚀涂料中三聚磷酸二氢铝防腐蚀性能的改性方法。

背景技术

三聚磷酸二氢铝是一种具有良好防腐蚀能力的颜料，可以显著提高有机涂料的防腐蚀能力，在防腐蚀有机涂料中有广泛应用。三聚磷酸二氢铝防腐蚀能力强的原因在于，在溶解时生成螯合力很强的三聚磷酸根离子(P₃O₁₀^5-)，能与各种金属离子形成螯合物，并在金属表面形成性能稳定的保护膜，对铁具有很强的防腐蚀能力。而且，解聚时生成正磷酸，与金属也能形成防腐保护膜。

但三聚磷酸二氢铝不能直接添加到涂料中，在添加之前必须改性，制成复合颜料。原因在于，三聚磷酸二氢铝属于路易斯酸型固体酸，尽管酸强度弱，但酸度高，并且具有层状结构，使其对碱性物质具有比活性炭高很多的化学吸附能力，对一些金属离子也具有离子交换能力，对一些化学反应还具有催化活性。而有机防腐蚀涂料的树脂基体一般是环氧树脂、聚氨酯树脂等，这些树脂及其固化剂分子上带有大量活性基团，与三聚磷酸二氢铝能够发生作用，会破坏涂料基料的稳定性。

对三聚磷酸二氢铝改性，要根据不同的涂料基料采用不同的改性方法。通常有氧化锌改性和非氧化锌改性两种方法。氧化锌改性三聚磷酸二氢铝能在大多数涂料树脂体系中应用，甚至能够满足重防腐涂装的特殊要求。非氧化锌改性采用氧化镁、氧化钙、硅灰石、碳酸钙等作为改性剂，也取得了良好的改性效果。但金属氧化物对三聚磷酸二氢铝的改性主要集中在对三聚磷酸二氢铝粉体颗粒的表面改性，粉体内部的酸性并没有降低。作为颜料使用时仍然偏酸性，而且涂层固化后的吸水性偏高，长时间使用容易起泡，降低涂层防腐蚀能力。因此，开发一种对三聚磷酸二氢铝复合颜料进行改性的方法具有重要意义。

发明内容

基于上述原因，本发明提供了一种采用gamma射线辐射加工技术提高三聚磷酸二氢铝复合颜料防腐蚀性能的方法。将辐射改性后的复合颜料用于环氧树脂涂料配制，可以显著提高漆膜耐水性和防腐蚀效果。

将三聚磷酸二氢铝与碱性金属氧化物共混，形成三聚磷酸二氢铝复合颜料。用gamma射线辐照复合颜料，我们发现颜料的饱和水溶液pH值从酸性变为碱性，进而用电化学方法（EIS）测试，结果表明防腐蚀性能提高。分析认为，鉴于gamma射线具有很强的穿透能力，射线作用于三聚磷酸二氢铝粉体颗粒，诱发内部的结晶水和结构水辐解，减少与P原子相连的OH含量，同时层间结合力减弱，提高三聚磷酸二氢铝的溶解性，从而赋予三聚磷酸二氢铝复合颜料良好的使用性能。对比研究纯的三聚磷酸二氢铝，辐射处理对提高三聚磷酸二氢铝的防腐蚀效果不明显或者没有改性效果。这说明碱性金属氧化物对三聚磷酸二氢铝的辐射效应有很大影响。

本发明所提供的一种提高三聚磷酸二氢铝复合颜料防腐蚀性能的方法，为了达到提高防腐蚀性能的目的，复合颜料中除三聚磷酸二氢铝外，其它组分至少一种是碱性的金属氧化物。所述金属氧化物可以是氧化锌、氧化钙、氧化镁、氧化钡、氧化镍、氧化铁、氧化钼、氧化钛等中的一种或多种。复合颜料中，除三聚磷酸二氢铝和金属氧化物组分外，没有其它组分或者还有其它组分，其它组分可以是二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、滑石粉中的一种或多种。

本发明所提供的一种提高三聚磷酸二氢铝复合颜料防腐蚀性能的方法，为了达到提高防腐蚀性能的目的，复合颜料中三聚磷酸二氢铝的重量含量应在30%-90%之间。

本发明所提供的一种提高三聚磷酸二氢铝复合颜料防腐蚀性能的方法,为了达到提高防腐蚀性能的目的，复合颜料的吸收剂量应在10-1000kGy之间。吸收剂量低于这个范围达不到改性效果，高于这个范围改性效果并不能进一步提高，经济效益变差。

本发明所提供的一种提高三聚磷酸二氢铝复合颜料防腐蚀性能的方法,为了达到提高防腐蚀性能的目的，复合颜料的平均粒径应该在30微米以下。

具体实施方式

实施例1

将100份三氧化二铝和339份85%浓磷酸均匀混合在一起，然后边搅拌边依次加入14份的磷酸铝和100份的无水乙醇，自然冷却，静置分层。除去上层液体，将浆液移入加热炉中，420℃焙烧10h之后，移入水槽中，趁热水化。然后加入150份氧化锌、50份二氧化硅和200份水，搅拌均匀。干燥，粉碎，800目筛网筛分，收集粒径在20微米以下粉料。得到未改性的三聚磷酸二氢铝复合颜料。将粉料转移到gamma射线辐射场中进行辐照处理，剂量率1kGy/h，吸收剂量50kGy，得到辐射改性的三聚磷酸二氢铝复合颜料。