CN102040870A - 一种金属粉末表面改性方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属防腐领域，是一种金属粉末表面改性方法。由植酸、氧化锌、铝盐、促进剂和缓蚀剂制备金属粉末改性溶液，利用该溶液与金属粉末反应在其表面上形成一层植酸盐化学转化膜，经过分离、脱水和干燥得到表面改性金属粉末。其中：铝盐是硫酸铝、氯化铝和硝酸铝中的任意一种，促进剂由15％钼酸钠、10％钨酸钠和75％苯甲酸钠组成，缓蚀剂由8-羟基喹啉、苯并三氮唑、硫脲、吖啶和丙基硫醇中的三种组成。在水性涂料中添加树脂质量10～20％的该金属粉末，搅拌均匀，即可通过金属粉末表面上的植酸盐膜改善金属粉末与水性树脂的相容性，从而提高金属粉末在水性涂料中分散性、使用性能和贮存过程中的性能。

Description

一种金属粉末表面改性方法
技术领域
本发明属于金属防腐领域，特别是涉及一种金属粉末表面改性方法。
背景技术
相对于溶剂型涂料，水性涂料由于具有污染小和施工方便等优点广泛应用于建筑结构防腐和木制品防护处理，对于金属防腐水性涂料通常添加锌粉、铝粉或锌铝混合粉末提高涂层的防腐性能，由于金属粉末的密度大和不溶于水，在涂料储存和使用过程中非常容易发生沉降分层，如何提高金属粉末在水性涂料中的分散性是提高金属防腐水性涂料性能的难题之一。申请号为96193428.X的中国专利公开了一种金属粉末的表面改性方法，用非离子型乳化剂对金属粉末表面改性处理，用于有机硅化合物水性涂料，不足之处是在其它水性涂料容易产生破乳现象。申请号为200910024224.5的中国专利公开了一种用云母或石墨、植酸盐为原料制备防锈颜料，该防锈颜料无法替代锌粉、铝粉以及锌铝混合粉防腐性能。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种金属粉末表面改性方法。
一种金属粉末表面改性方法，其特征是：由植酸、氧化锌、铝盐、促进剂和缓蚀剂制备金属粉末改性溶液，利用该溶液与金属粉末反应在其表面上形成一层植酸盐化学转化膜，经过分离、脱水和干燥得到表面改性金属粉末；包括以下步骤：
1)称取植酸，用去离子水稀释至20～30％(wt)；
2)在搅拌条件下，加入所需要的氧化锌，待反应完全后依次加入铝盐、促进剂和缓蚀剂，搅拌均匀后得到金属粉末改性溶液；
3)在搅拌条件下，用去离子水稀释金属粉末改性溶液至金属离子浓度为0.10～0.20mol/L，用氢氧化钠调整溶液的pH至1.0～5.0；慢慢加入金属粉末，通过与金属粉末的化学反应在其末表面形成一层植酸盐化学转化膜；
4)经过分离、脱水和干燥得到表面改性金属粉末。
上述一种金属粉末表面改性方法，其特征是铝盐是硫酸铝、氯化铝和硝酸铝中的任意一种；促进剂的组成(质量)：15％钼酸钠、10％钨酸钠和75％苯甲酸钠，添加量为植酸质量的3～5％；缓蚀剂由8-羟基喹啉、苯并三氮唑、硫脲、吖啶和丙基硫醇中的三种组成。步骤3)中金属粉末为锌粉、铝粉或锌铝混合粉。
本发明的效果在于：在水性涂料中添加树脂质量10～20％的该金属粉末，搅拌均匀，即可通过金属粉末表面上的植酸盐膜改善金属粉末与水性树脂的相容性，从而提高金属粉末在水性涂料中分散性、使用性能和贮存过程中的性能。
具体实施方式
下面给出本发明的三个最佳实施例：
实施例1
一种锌粉末表面改性方法：称取10.0kg植酸，用去离子水稀释至20％，在搅拌条件下慢慢加入3.0kg氧化锌，待氧化锌完全反应后依次加入0.5kgAlCl3·6H2O、500g促进剂、10g吖啶、20g苯并三氮唑和5g硫脲，搅拌均匀得到锌粉表面改溶液；用去离子水稀释该溶液至金属离子总浓度为0.20mol/L，用氢氧化钠调整pH为1.0～2.0；将200～300目的锌粉末与该溶液混合，快速搅拌至锌粉末表面上形成一层致密的植酸盐化学转化膜；经过沉降、分离、干燥得到植酸盐改性锌粉末。该改性锌粉末在水性防腐涂料中的添加量为树脂质量的18％，搅拌均匀即可。
实施例2
一种铝粉末表面改性方法：称取10.0kg植酸，用去离子水稀释至25％，在搅拌条件下慢慢加入1.0kg氧化锌，待氧化锌完全反应后依次加入3.5kgAl(NO3)3·9H2O、400g促进剂、10g吖啶、10g丙基硫醇和10g 8-羟基喹啉，搅拌均匀得到铝粉末表面改溶液；用去离子水稀释该溶液至金属离子总浓度为0.10mol/L，用氢氧化钠调整pH为3.0～4.0，将200～300目的铝粉末与该溶液混合，快速搅拌至铝粉末表面上形成一层致密的植酸盐化学转化膜；经过沉降、分离、干燥得到植酸盐改性铝粉末。该改性铝粉末在水性防腐涂料中的添加量为树脂质量的10％，搅拌均匀即可。
实施例3
一种锌铝混合粉末表面改性方法：称取10.0kg植酸，用去离子水稀释至30％，在搅拌条件下慢慢加入2.5kg氧化锌，待氧化锌完全反应后依次加入2.0kg Al2(SO4)3·10H2O、300g促进剂、10g吖啶、25g苯并三氮唑和5g丙基硫醇，搅拌均匀得锌铝混合粉末表面改性溶液；用去离子水稀该溶液至金属离子总浓度为0.15mol/L，用氢氧化钠调整pH为2.0～3.0，将200～300目的锌粉和铝粉末与该溶液混合，快速搅拌至锌铝混合粉末表面上形成一层致密的植酸盐化学转化膜；经过沉降、分离、干燥得到植酸盐改性锌铝混合粉末。该改性锌铝混合粉末在水性防腐涂料中的添加量为树脂质量的的15％(wt)。

Claims (3)

1.一种金属粉末表面改性方法，其特征是：由植酸、氧化锌、铝盐、促进剂和缓蚀剂制备金属粉末改性溶液，利用该溶液与金属粉末反应在其表面上形成一层植酸盐化学转化膜，经过分离、脱水和干燥得到表面改性金属粉末；包括以下步骤：
1)称取植酸，用去离子水稀释至20～30％(wt)；
2)在搅拌条件下，加入所需要的氧化锌，待反应完全后依次加入铝盐、促进剂和缓蚀剂，搅拌均匀后得到金属粉末改性溶液；
3)在搅拌条件下，用去离子水稀释金属粉末改性溶液至金属离子浓度为0.10～0.20mol/L，用氢氧化钠调整溶液的pH至1.0～5.0；慢慢加入金属粉末，通过与金属粉末的化学反应在其末表面形成一层植酸盐化学转化膜；
4)经过分离、脱水和干燥得到表面改性金属粉末。
2.根据权利要求1所述的一种金属粉末表面改性方法，其特征是：铝盐是硫酸铝、氯化铝和硝酸铝中的任意一种；促进剂的组成(质量)：15％钼酸钠、10％钨酸钠和75％苯甲酸钠，添加量为植酸质量的3～5％；缓蚀剂由8-羟基喹啉、苯并三氮唑、硫脲、吖啶和丙基硫醇中的三种组成。
3.根据权利要求1或2所述的一种金属粉末表面改性方法，其特征是：步骤3)中金属粉末为锌粉、铝粉或锌铝混合粉。
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