Метод за получаване на антикорозионен пигмент на базата на модифициран цинков фосфат - RF патент
Изобретението се отнася до метод за производство на антикорозионни пигменти на базата на цинков фосфат, използвани в грундове, състави, бои и лакове за защита на различни метали и сплави от корозия. Същността на изобретението е следната: цинковият оксид се хидратира във вода при 70-90 o C, след това се обработва с излишък от фосфорна киселина в излишък от стехиометрично необходимото за образуване на цинков фосфат, последвано от смесване и неутрализиране със суспензия от фино диспергирани калциеви и стронциеви карбонати при тяхното масово съотношение 1: (1-10) с разбъркване до pH 5,5 -7,5 с утаяване по време на разбъркване на повърхността на образувания цинков фосфат, калциеви фосфати и стронций с общо количество 4-11 тегл.% по отношение на CaO и SrO от крайния продукт, след това суспензията се филтрира, пастата се изсушава. Съгласно изобретението се подобряват защитните свойства на покритията на базата на модифициран цинков фосфат. 1 табл.
Чертежи към патент България 2177488
Изобретението се отнася до методи за производство на антикорозионни пигменти на базата на цинков фосфат, използвани в грундове, състави, бои и лакове за защита на различни метали и сплави от корозия.
Известен метод за получаване на цинков фосфат от съдържащи цинк отпадъци от различни индустрии (AS СССР N 812708, клас C 01 B 25/26, 1978), включително обработка с фосфорна киселина. Недостатъкът на този метод е ниските защитни свойства на покритията, базирани на него.
Известен е и метод за производство на цинков фосфат (ред. Св. СССР N 1646989, клас C 01 B 25/26, 1989), включващ обработка на цинков оксид с фосфорна киселина в присъствието на вода при нагряване, при което, за да се подобри качествотоот продукта, процесът се провежда при 85-90 o C и получената суспензия се сгъстява чрез филтруване до тегловно съотношение T:L = 1:(1,0-1,5), сгъстената част се разбърква в перлена или топкова мелница за 1-2 часа до рН 5,0-6,5. Недостатъкът на този метод е ниските защитни свойства на покритията, базирани на него, и освен това процесът се извършва на два етапа: първо, цинковият фосфат се утаява в реактора и след това сгъстената суспензия се разбърква в топкова или топкова мелница, което изисква инсталиране на допълнително оборудване и разходи за енергия.
Най-близък по техническа същност и постигнат резултат е метод за получаване на модифициран Zn фосфат (US Pat. България N 2087504, клас C 09 C 1/04, C 01 B 25/26, 1997), включващ обработка на цинков оксид с фосфорна киселина в присъствието на вода при нагряване, филтриране на суспензията и сушене, характеризиращ се с това, че калциевият фосфат се отлага върху повърхността на получения цинков фосфат чрез неутрализиране на повърхността с водна суспензия на калциев оксид в количество 5-10 тегл.% от крайния продукт до рН 6,5-7,5. Покритията на негова основа имат добри защитни свойства, но са недостатъчни за покрития с дълъг експлоатационен живот.
Целта на изобретението е значително повишаване на защитните свойства на покрития на базата на модифициран цинков фосфат.
Проблемът се решава чрез метод за получаване на модифициран цинков фосфат, включващ обработка на цинков оксид с фосфорна киселина в присъствието на вода при 70-90 o C, утаяване на калциев фосфат върху повърхността на образувания цинков фосфат, филтриране на суспензията и сушене, характеризиращ се с това, че стронциевият фосфат допълнително се утаява върху повърхността на цинковия фосфат заедно с калциевия фосфат. яде чрез неутрализиране на излишъка от фосфорна киселина с високо диспергирана водна суспензиякалциеви и стронциеви карбонати при масово съотношение на калциеви и стронциеви карбонати 1: (1-10) при разбъркване до рН 5,5-7,5 и с общо количество 4-11 тегл.% от крайния продукт по отношение на калциеви и стронциеви оксиди.
Сравнителният анализ на заявеното изобретение с прототипа показва, че заявеният метод се различава от известния по това, че стронциевият фосфат допълнително се отлага върху повърхността на цинков фосфат, модифициран с калциев фосфат. По този начин претендираният метод отговаря на критерия за "новост".
Примери за конкретно изпълнение.
Цинков оксид 50 g се хидратира в 250 cm 3 вода при температура 70-90 o C в продължение на 2 часа с разбъркване, след това 28,6 cm 3 фосфорна киселина с плътност 1,692 g / cm 3 и 14 cm 3 вода се добавят към суспензията и се разбъркват 2 часа при температура 70-90 o C. В получената суспензия на полученият цинков фосфат за неутрализиране на 20% излишък от фосфорна киселина, суспензия от фино диспергирани калциеви и стронциеви карбонати (T:L = 1:5) се подава до рН 6,5, съдържаща 4,4 g CaCO3 и 8,8 g SrCO3, последвано от образуването на калциеви и стронциеви фосфати и тяхното утаяване върху повърхността на цинковия фосфат, което е 2,5 тегл. % CaO и 6,2 тегл.% SrO от крайния продукт. След това суспензията от модифициран цинков фосфат се филтрира и пастата се суши при температура 80-120 o C.
Пример 2. Синтезът се извършва аналогично на пример 1, само неутрализацията на 20% излишък от фосфорна киселина се извършва със суспензия от калциеви и стронциеви карбонати до рН 7,0, съдържаща 2,2 g CaCO3 и 14,0 g SrCO3, което е 1,2 тегл.% CaO и 9,8 тегл.% SrO от крайния продукт.
Пример 3 (контролен).
Синтезът се провежда аналогично на пример 1, само неутрализацията на 20% излишък от фосфорна киселина се извършва със суспензия от калциеви карбонати истронций до pH 6,5, съдържащ 7,6 g CaCO3 и 4 g SrCO3, което е 4,3 wt.% CaO и 2,8 wt.% SrO от крайния продукт.
Пример 4 (контролен).
Синтезът се провежда аналогично на пример 1, само неутрализацията на 20% излишък от фосфорна киселина се извършва със суспензия от калциеви и стронциеви карбонати до рН 7,0, съдържаща 1,2 g CaCO3 и 16 g SrCO3, което е 0,7 тегл.% CaO и 11,2 тегл.% SrO от крайния продукт.
Пример 5 (контролен).
Синтезът се провежда аналогично на пример 1, само неутрализацията на 20% излишък от фосфорна киселина се извършва със суспензия от калциеви и стронциеви карбонати до рН 5,0, съдържаща 4 g СаСО3 и 8 g SrCO3, което е 2,3 тегл.% CaO и 5,6 тегл.% SrO от крайния продукт.
Пример 6 (контролен).
Синтезът се провежда аналогично на пример 1, само неутрализацията на 20% излишък от фосфорна киселина се извършва със суспензия от калциеви и стронциеви карбонати до рН 8,0, съдържаща 5 g СаСО3 и 9,5 g SrCO3, което е 2,8 тегл.% CaO и 6,6 тегл.% SrO от крайния продукт.
Пример 7 (контролен).
Цинков оксид 50 g се хидратира в 250 cm 3 вода при температура 70-90 o C в продължение на 2 часа с разбъркване, след това към суспензията се добавят 25,8 cm 3 фосфорна киселина с плътност 1,692 g / cm 3 и 13 cm 3 вода и се разбърква 2 часа при същата температура. В получената суспензия на образувания цинков фосфат се подава суспензия от високо диспергиран калциев карбонат (S:L - 1:5) до рН 6,5, съдържаща 4,4 g CaCO3, за да се утаи калциев фосфат върху повърхността на цинковия фосфат при разбъркване в продължение на 2 часа rO от крайния продукт. След разбъркване в продължение на 1 час, суспензията се филтрира и пастатасушат се при температура 80-120 o C.
Цинков оксид 50 g се хидратира в 250 cm 3 вода при температура 70-90 o C в продължение на 2 часа при разбъркване, след това към суспензията се добавят 26,2 cm 3 фосфорна киселина с плътност 1,692 g/cm 3 и 13 cm 3 вода и се разбърква 2 часа при температура 70-90 o C. В получената суспензия на полученият цинков фосфат за неутрализиране на 10% излишък от фосфорна киселина се подава суспензия от високо диспергирани калциеви и стронциеви карбонати (T:L = 1:5) до рН 6,5, съдържаща 1,4 g CaCO3 и 4,4 g SrCO3, последвано от образуването на калциеви и стронциеви фосфати и тяхното утаяване върху повърхността на цинковия фосфат, което е 0,8% CaO и 3,2% SrO от крайния продукт. След това суспензията от модифициран цинков фосфат се филтрира и изсушава при температура 80-120 o C.
Пример 9 (контролен).
Синтезът се провежда аналогично на пример 8, само неутрализацията на 10% излишък от фосфорна киселина се извършва със суспензия от калциеви и стронциеви карбонати до рН 7,0, съдържаща 3,8 g СаСО3 и 2,0 g SrCO3, което е 2,2 тегл.% CaO и 1,4 тегл.% SrO от крайния продукт.
Пример 10 (контролен).
Синтезът се извършва аналогично на пример 8, само неутрализацията на 10% излишък от фосфорна киселина се извършва със суспензия от калциеви и стронциеви карбонати до рН 6,5, съдържаща 0,6 g CaCO3 и 8 g SrCO3, което е 0,4 тегл.% CaO и 5,6 тегл.% SrO от крайния продукт.
Пример 11 (контролен).
Синтезът се провежда аналогично на пример 8, само неутрализацията на 10% излишък от фосфорна киселина се извършва със суспензия от калциеви и стронциеви карбонати до рН 5,0, съдържаща 2 g CaCO3 и 4 g SrCO3, което е 1,2 тегл.% CaO и 2,8 тегл.% SrO от крайния продукт.
Пример 12 (контролен).
Синтезът се провежда аналогично на пример 8, само неутрализиране на 10% излишъкфосфорна киселина се извършва със суспензия от калциеви и стронциеви карбонати до pH 8.0, съдържаща 2.5 g CaCO3 и 4.75 g SrCO3, което е 1.4 wt.% CaO и 3.3 wt.% SrO от крайния продукт.
Пример 13 (контролен).
Цинков оксид 50 g се хидратира в 250 cm 3 вода при температура 70-90 o C в продължение на 2 часа с разбъркване, след това към суспензията се добавят 24,8 cm 3 фосфорна киселина с плътност 1,692 g / cm 3 и 12 cm 3 вода и се разбърква 2 часа при същата температура. Суспензия от високо диспергиран калциев карбонат (S:L = 1:5) до рН 6,5, съдържаща 2,2 g CaCO3, се подава в получената суспензия от образувания цинков фосфат, за да се утаи калциев фосфат върху повърхността на цинковия фосфат при разбъркване в продължение на 2 часа rO от крайния продукт. След разбъркване в продължение на 1 час, суспензията се филтрира и пастата се суши при 80-120°С.
Свойствата на грунда GF-0119 на базата на модифициран цинков фосфат са показани в таблицата.
Въвеждането на суспензия от фини калциеви и стронциеви карбонати за неутрализиране на излишната фосфорна киселина при масово съотношение по-малко от 1: 1 не води до повишаване на защитните свойства (виж съответно контролни примери 3 и 9), а повече от 1:10 не води до допълнително повишаване на защитните свойства (виж съответно контролни примери 4 и 10). Подобен резултат води до отлагане на калциеви и стронциеви фосфати върху повърхността на цинков фосфат с общо количество по-малко от 4 тегл.% и повече от 11 тегл.% по отношение на калциеви и стронциеви оксиди (вижте таблицата, контролни примери 9 и 4, съответно).
Неутрализиране на излишната фосфорна киселина със суспензия от калциеви и стронциеви карбонатидо рН 5.0 и повече от 8.0 значително влошава защитните свойства на праймера (вижте съответно контролни примери 5; 11 и 6; 12).
Допълнителното въвеждане на суспензия от стронциев фосфат в суспензия от цинков фосфат, модифициран с калциев фосфат, не води до желания резултат: защитните свойства на покритията на базата на такъв пигмент (вижте контролни примери 7, 13) са значително по-лоши от защитните свойства на покритията на базата на цинков фосфат, модифициран едновременно с калциев фосфат и стронциев фосфат (примери 1, 2 и 8).
ИСК
Метод за производство на модифициран цинков фосфат, включващ обработка на цинков оксид с фосфорна киселина в присъствието на вода при 70-90 o C, утаяване на калциев фосфат върху повърхността на получения цинков фосфат, филтриране на суспензията и сушене, характеризиращ се с това, че стронциевият фосфат допълнително се отлага върху повърхността на цинковия фосфат заедно с калциевия фосфат чрез неутрализиране на излишния фосфо рична киселина с водна суспензия от фино диспергирани калциеви карбонати и стронций при масово съотношение на калциеви карбонати и стронций 1: (1-10) при разбъркване до рН 5,5-7,5 и с общо количество 4-11 тегл.% от крайния продукт по отношение на оксиди на калций и стронций.