一种新型环保高效防锈颜料及其制造方法.pdf

本发明公开了一种新型环保高效防锈颜料，该防锈颜料是以炼铁钢渣为原材料，经粉碎、磁选、干燥、磨细分级并再磁选后得到含磁性铁少的钢渣微粉，再用粉体表面处理剂进行粉体表面处理、并向钢渣微粉添加助剂后得到的产物；本发明的制造方法包括：将炼铁钢渣破碎；磁选干燥、磨细分级、再磁选；对粉体颗粒进行表面化学改性；添加助剂等步骤；本发明将无价值或价值很低的炼铁钢渣转化为具有高价值的防锈颜料产品，其防锈性能优异、不添加重金属、价格低廉，不仅解决了红丹类铅铬等防锈颜料污染严重的问题，而且在防锈涂料中反应出防锈性能及性能价格比优异。

1.  一种新型环保高效防锈颜料，其特征在于该防锈颜料是以炼铁钢渣为原材料，经粉碎、磁选、干燥、磨细分级并再次磁选后得到含磁性铁少的钢渣微粉，再用粉体表面处理剂进行粉体表面处理、并向钢渣微粉添加助剂后得到的产物。

2.  根据权利要求1所述的一种新型环保高效防锈颜料，其特征在于所述助剂是纳米二氧化钛和纳米二氧化硅，其用量分别是原料总重量的0.2％-1.2％和0.1％-0.5％。

3.  根据权利要求1所述的一种新型环保高效防锈颜料，其特征在于所述粉体表面处理剂为螯合型钛酸脂偶联剂，其用量是原料总重量的0.2％-0.9％。

4.  根据权利要求1所述的一种新型环保高效防锈颜料，其特征在于所述分级后的粉体大于500目，且500目筛余物小于0.5％。

5.  根据权利要求1所述的一种新型环保高效防锈颜料，其特征在于所述原料干燥后的105℃挥发份小于1.0％。

6.  一种新型环保高效防锈颜料制造方法，其特征在于该制造方法包括如下步骤：1)、粉碎以炼铁钢渣为原材料，将冷却后的炼铁钢渣经破碎机破碎；2)、磁选破碎后的钢渣经磁选机后分离成含磁性铁较高的和含磁性铁较少的两部分；3)、干燥、磨细分级、再磁选将含磁性铁较少的部分干燥至105℃时挥发份小于1.0％，再通过筛分、粗磨、磁选、精磨、分级、磁选工序，得到500目以上的钢渣微粉成品和海棉铁粉成品；4)、将钢渣微粉成品通过机械精磨，并在精磨过程中添加螯合型钛酸脂偶联剂，使粉体粒度减小的同时对粉体颗粒进行表面化学改性；5)、向经过表面化学改性的钢渣微粉成品添加相关纳米二氧化钛、纳米二氧化硅助剂，使助剂均匀地附着在钢渣粉体表面，即得到新型高效环保防锈颜料。

一种新型环保高效防锈颜料及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种防锈颜料，特别是一种添加于涂料中的新型高效环保防锈颜料，本发明还涉及一种该新型高效环保防锈颜料的制造方法。
背景技术
据有关资料报道，全世界每年因为腐蚀造成的经济损失超过7000亿美元，占各国国民生产总值的2～4％，中国每年腐蚀损失也约占国民生产总值的4％左右，全世界每年要付出10％金属被腐蚀掉的沉重代价。
与其他各种防腐蚀手段相比，用涂料涂装是最经济、最方便有效、应用最普遍的防腐方法，因此，人们习惯地把能够防止金属在自然条件下(即在大气、水和土壤等)腐蚀的底漆称为防锈涂料(或防腐底漆、防腐涂料)，防锈涂料占涂料总量超过五分之一，是涂料最重要的组成部分。在我国，每年防锈涂料用量约100万吨以上且年增长迅速，全世界每年销售量约350万吨以上。
防锈颜料是防锈涂料中起防锈作用的核心材料，防锈颜料的品种和用量、以及基料树脂与防锈颜料的相互作用，对涂层的防护性能有很大的影响。而传统涂料中所用的防锈颜料多为含铬、铅、镉等颜料，例如红丹、铅粉，及锌、钡、铅的铬酸盐等，其配制成的防锈涂料虽然具有较好的防腐蚀性能，但其本身有一定的毒性，在生产和使用过程中会污染环境和危害人身健康，许多发达国家已严格限制使用。目前，国内外的研究人员已研制出了磷酸盐、钼酸盐、硼酸盐和片状颜料等多种无毒或低毒防锈颜料。但是，这些无毒或低毒的防锈颜料成本和价格高，其生产原料已逐步成为稀缺资源，必然会导致其成本继续不断上升，因此，寻找一种原料易得、较长时期供应量充足，而且价格相对便宜，制造成防锈颜料的工艺过程和使用过程环保，防锈性能又能达到相应要求的原材料，将是防锈颜料的新目标。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的是要提供一种新型高效环保防锈颜料，其具有防锈性能优异、不添加重金属且无毒、价格低廉、原料易得等特点。
本发明的另一个目的是要提供一种上述防锈颜料的制造方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种新型环保高效防锈颜料，其特征在于该防锈颜料是以炼铁钢渣为原材料，经粉碎、磁选、干燥、磨细分级并再次磁选后得到含磁性铁少的钢渣微粉，再用粉体表面处理剂进行粉体表面处理、并向钢渣微粉添加助剂后得到的产物。
上述助剂为纳米二氧化钛和纳米二氧化硅，其用量分别是原料总重量的0.2％-1.2％和0.1％-0.5％；上述粉体表面处理剂为螯合型钛酸脂偶联剂，该螯合型钛酸脂偶联剂可直接从市场购得，其用量是原料总重量的0.2％-0.9％；分级后的粉体大于500目，且500目筛余物小于0.5％；所述原料干燥后的105℃挥发份小于1.0％。
本发明的新型环保高效防锈颜料的制造方法包括如下步骤：1)、粉碎以炼铁钢渣为原材料，将冷却后的炼铁钢渣经破碎机破碎；2)、磁选破碎后的钢渣经磁选机后分离成含磁性铁较高的和含磁性铁较少的两部分；3)、干燥、磨细分级、再磁选将含磁性铁较少的部分干燥至105℃时挥发份小于1.0％，再通过筛分、粗磨、磁选、精磨、分级、磁选工序，得到500目以上的钢渣微粉成品和海棉铁粉成品；4)、将钢渣微粉成品通过机械精磨，并在精磨过程中添加螯合型钛酸脂偶联剂，使粉体粒度减小的同时对粉体颗粒进行表面化学改性；5)、向经过表面化学改性的钢渣微粉成品添加相关纳米二氧化钛、纳米二氧化硅助剂，使助剂均匀地附着在钢渣粉体表面，即得到新型高效环保防锈颜料。
本发明的有益效果是：在愈来愈注重环保和技术进步的过程中，运用资源再生和循环经济理念是非常重要和迫切的，因此再生资源的利用将成为一个持续研究的课题。本发明打破常规的思维方式，将一些无价值或价值很低的工业废料如炼铁钢渣转化为具有高价值的产品，钢渣中含有铁、磷、钙、硅、氧等元素，与防锈颜料有着相似的元素成分，而且钢渣经过过千度高温的炼制，化学稳定性好，将钢渣研制转化成适用于涂料用的防锈颜料，该产品将成为一种新型的防锈材料，其防锈性能优异、不添加重金属、价格低廉。不仅解决了红丹类铅铬等防锈颜料污染严重的问题，而且在防锈涂料中反应出防锈性能及性能价格比优异。
下面结合实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
本发明公开的一种新型环保高效防锈颜料，是以炼铁钢渣为原材料，经粉碎、磁选、干燥、磨细分级并再次磁选后得到含磁性铁少的钢渣微粉，再用粉体表面处理剂进行粉体表面处理、并向钢渣微粉添加助剂后得到的产物，其中，助剂为纳米级二氧化钛和纳米级二氧化硅，其用量分别是原料总重量的0.2％-1.2％和0.1％-0.5％；粉体表面处理剂为螯合型钛酸脂偶联剂，该螯合型钛酸脂偶联剂可直接从市场购得，其用量是原料总重量的0.2％-0.9％；分级后的粉体大于500目，且500目筛余物小于0.5％；原料干燥后的105℃挥发份小于1.0％。
本发明的制造方法包括如下步骤：1)、粉碎以炼铁钢渣为原材料，将冷却至60℃以下的炼铁钢渣经破碎机破碎，破碎机可采用鄂式破碎机、反击破碎机等；2)、磁选经过震动筛将大块钢渣筛出再破碎，较小的钢渣通过磁选机分离出含磁性铁较高的和含磁性铁较少的两部分，含磁性铁较高的钢渣可回炉在炼钢中再使用，含磁性铁较少的钢渣继续加工；3)、干燥、磨细分级并再磁选将含磁性铁较少的部分通过烘干机或晾晒干燥至105℃时挥发份小于1.0％，再通过筛分、粗磨、磁选、精磨、分级、磁选工序，得到500目以上的钢渣微粉成品和海棉铁粉成品；4)、经过磁选后的钢渣微粉成品通过机械进行精磨过程中添加螯合型钛酸脂偶联剂，使粉体粒度减小的同时对粉体颗粒进行表面化学改性，通过粉体研磨破碎过程中的高速作用力将偶联剂均匀地包覆于颜料粒子表面，达到钢渣微粉粒子表面改性的目的；5)、经过表面化学改性的钢渣微粉成品，再根据粉体的成分添加相关纳米二氧化钛、纳米二氧化硅助剂，采用连续式添加工艺，将纳米二氧化钛、纳米二氧化硅助剂加入表面处理机中，使助剂均匀地附着在钢渣粉体表面，即成为新型高效环保防锈颜料。
实施例1
按上述工艺生产出1000千克新型高效环保防锈颜料，用醇酸树脂体系添加15％本工艺生产的防锈颜料配制出防锈涂料。
防锈颜料组成为：钢渣粉体98.5％、二氧化钛0.5％、纳米二氧化硅0.3％螯合型钛酸脂偶联剂0.7％。
醇酸防锈涂料的组成为：蓖麻油醇酸树脂、新型高效环保防锈颜料15％、滑石粉和碳酸钙29％、德谦公司904S分散剂(化学名称：高分子羧酸与改性硅氧烷混合物)和BYK公司的333流平剂(化学名称：聚醚改性二甲基硅氧烷)3％、200#溶剂油和二甲苯18％。
防锈涂料的主要性能检测结果：耐盐水264h，硬度0.3，附着力1级，耐冲击50cm。
评价：性能指标特别是耐盐水超过同类所有醇酸防锈涂料，新型高效环保防锈颜料完全可替代铁红防锈颜料以及对环境有污染的红丹防锈颜料以及其他相关的可在醇酸树脂体系中使用的防锈颜料，新型高效环保防锈颜料体现了优异的防锈性能。
实施例2
按上述工艺生产出2000千克新型高效环保防锈颜料，用醇酸树脂体系添加15％本工艺生产的防锈颜料配制出新型防锈涂料。
防锈颜料组成为：钢渣粉体98.5％、二氧化钛0.8％、纳米二氧化硅0.1％螯合型钛酸脂偶联剂0.6％。
醇酸防锈涂料的组成为：蓖麻油醇酸树脂33％、新型高效环保防锈颜料15％、滑石粉和碳酸钡30％、德谦公司904S分散剂(化学名称：高分子羧酸与改性硅氧烷混合物)和BYK公司的333流平剂(化学名称：聚醚改性二甲基硅氧烷)3％、200#溶剂油和二甲苯19％。
防锈涂料的主要性能检测结果：耐盐水264h，硬度0.3，附着力1级，耐冲击50cm。
评价：同实施例1。
实施例3
按上述工艺生产出2000千克新型高效环保防锈颜料，用环氧树脂体系添加15％本工艺生产的防锈颜料配制出防锈涂料。
防锈颜料组成为：钢渣粉体97.7％、二氧化钛1.2％、纳米二氧化硅0.3％螯合型钛酸脂偶联剂0.8％。
环氧防锈涂料的组成为：双酚A环氧树脂44％、新型高效环保防锈颜料15％、硫酸钡和滑石粉30％、德谦公司904S分散剂(化学名称：高分子羧酸与改性硅氧烷混合物)和BYK公司的163流平剂(化学名称：高分子量嵌段共聚物溶液)3.2％、二甲苯和环己酮7.8％。
环氧防锈涂料的主要性能：硬度0.67，附着力1级，级冲击50cm，耐盐水336h，耐盐雾450h。
评价：性能指标特别是耐盐水、耐盐雾达到同类所有防锈涂料的较高水平，新型高效环保防锈颜料完全可替代铁红防锈颜料以及对环境有污染的红丹防锈颜料以及其他相关的可在环氧树脂体系中使用的防锈颜料，新型高效环保防锈颜料体现了优异的防锈性能。