利用硅灰制备涂料用复合颜填料的方法技术

本发明专利技术的实施例提供了一种利用硅灰制备涂料用复合颜填料的方法。所述方法包括对硅灰进行分级打散处理以得到硅灰细粉；对硅灰细粉进行物理改性和造粒处理以得到基于硅灰的复合颜填料；对基于硅灰的复合颜填料进行化学改性和造粒处理以得到基于硅灰的改性复合颜填料。料。料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用硅灰制备涂料用复合颜填料的方法


[0001]本专利技术属于工业固体废弃物绿色资源化利用领域，尤其涉及一种利用硅灰制备涂料用复合颜填料的方法。

技术介绍

[0002]目前，炭黑是涂料领域应用最广泛着色剂(颜料)，常被用于生产黑色或灰色涂料。然而炭黑的成分、密度、粒度、亲水性等物化性质与常用无机填料(如碳酸钙、硫酸钡、煅烧高岭土、滑石、硅灰石等)差异较大，容易引起涂料中颜料、填料的分层，导致涂料的浮色和发花，进而影响涂料的储存稳定性。炭黑比表面积较大、吸油值高，易吸附大量的溶剂和助剂，造成油性涂料储存后的返粗、变稠和泛白等问题。目前，虽然通过物理包覆或化学包覆手段，制备出钛白粉基白色复合颜填料，但是由于炭黑和无机填料性质的差异，导致得到相应的复合颜填料难度较大，尚未有黑色复合颜填料的相关报道。
[0003]硅灰又称微硅粉，是在冶炼金属硅基硅铁合金的过程中在烟道中形成的球状微粒粉尘，颜色为灰白色或灰黑色，其化学成分以SiO2为主，还含有少量的Al2O3、CaO、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、残炭等。其容重为100
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250kg/m3，粒径多集中于0.5
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10μm之间，属于微纳米颗粒。每生产3吨金属硅或5吨硅铁就产生1吨硅灰，2020年中国硅灰的产量就高达200万吨。目前，硅灰多用于产品附加值较低的混凝土、水泥、耐火材料、冶金等领域，但二氧化硅含量低于85％的硅灰基本没有市场。虽然通过煅烧、酸法、湿法或絮凝法提纯能够提高硅灰的纯度，但提纯工艺复杂、能耗高、容易造成环境污染。
[0004]因此，如何寻找一个实现硅灰尤其是低品位硅灰的绿色高值化利用的方法，已经成为硅灰行业亟待解决的难题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的现有涂料中黑色颜料和硅灰综合利用方面存在的问题，本专利技术提供了一种利用硅灰制备涂料用复合颜填料的方法。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种利用硅灰制备涂料用复合颜填料的方法，所述方法包括：
[0007]对硅灰进行分级打散处理以得到硅灰细粉；
[0008]对硅灰细粉进行物理改性和造粒处理以得到基于硅灰的复合颜填料；
[0009]对基于硅灰的复合颜填料进行化学改性和造粒处理以得到基于硅灰的改性复合颜填料。
[0010]通过上述可知，本专利技术所述的方法所涉及的生产流程都为纯物理过程，不涉及强酸强碱、高压等过程，生产工艺安全、绿色、环保，无三废排放，对不同类型的硅灰适应性较高。由本专利技术所述方法生产的复合颜填料，分散均匀、与树脂亲和性好、着色效果优异，可广泛应用于油漆、水漆和粉末涂料领域。本专利技术的技术方案在解决了涂料行业难题的同时，真正实现对硅灰的绿色高附加值利用。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将将结合附图和详细实施方式对本专利技术进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0012]图1为根据本专利技术的一个实施例所述的利用硅灰制备涂料用复合颜填料的方法的流程图。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0014]在本专利技术的实施例中，硅灰主要成分为二氧化硅，在形成过程经过高温煅烧，具有物化性质稳定、耐高温、耐酸碱腐蚀等特点。在产生过程中，硅灰中的二氧化硅多以残炭为核凝结成球，从而形成对残炭的紧密包裹，因此硅灰具备生产涂料用复合颜填料的潜力。
[0015]本专利技术所述的方法能够针对硅灰的特性，通过合适的生产工艺制备出复合颜填料(即该复合颜填料同时具有颜料和填料的功能)，不仅解决涂料行业难题，也实现对硅灰的绿色高值化利用。
[0016]参见图1，本专利技术的实施例提供了一种利用硅灰制备涂料用复合颜填料的方法，所述方法包括打散加工处理、物理改性和化学改性三个过程：
[0017](1)打散分级加工处理包括分级和打散工艺，优选地还可以包括干燥工艺。所述干燥是选用干燥设备将硅灰的含水量干燥至1％以下。所述分级是根据细度要求利用分级设备将打散后硅灰中的粗颗粒分级剔除掉。所述打散是利用打散设备将团聚的硅灰颗粒解聚。
[0018](2)物理改性处理：将一定量的物理改性剂，在少量粘合助剂和机械力化学的作用下，与分级后的硅灰混合(优选地混合均匀并紧密结合)。对物理改性后的超细硅灰进行造粒，便可得到复合颜填料，可用于水性涂料、油漆或粉末涂料。所述造粒是选择合适的造粒设备对硅灰进行造粒，以达到提高堆密度、便于运输的目的。
[0019](3)化学改性处理：利用改性设备，选择合适的改性剂及用量，在一定条件下对物理改性后硅灰进行化学改性处理，并利用造粒设备对化学改性后的硅灰进行造粒，制得改性复合颜填料，可用于水性涂料、油漆或粉末涂料。
[0020]对硅灰进行及分级打散加工处理(包括干燥工艺的话)的目的在于降低硅灰中水分和细度。由干燥设备执行所述干燥硅灰原料的步骤以使得硅灰原料的含水量低于1％，所述干燥设备包括流化床式干燥机、打散干燥粉碎机、回转干燥机和滚筒式干燥机中的任一种或它们的任意组合，所述干燥步骤的温度范围为80
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300℃，优选地150℃。另外地，将干燥后的硅灰进行分级，以剔除硅灰中大颗粒，控制硅灰的粒度。所述分级由多转子或单转子的离心式分级机完成；所述分级后硅灰的颗粒的粒度在800
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12500目之间，优选地8000目或10000目。进一步地，将分级后的硅灰进行打散，实现解聚和提高硅灰分散性。所述打散设备包括蜂巢磨、涡流磨、削棒式打散机、三辊改性机、打散干燥粉碎机和气流磨中的任一种或它们的任意组合。
[0021]在分级打散加工步骤之后对硅灰进行物理改性和造粒，进而得到颜色可控、防腐性能优越、着色稳定的复合颜填料。所述物理改性在打散设备的腔内完成，所述造粒是在硅灰加密罐中在压缩空气的作用下完成，所述造粒后粒子的粒径大于0.1mm，堆密度大于250kg/m3。所述物理改性是将物理改性剂、粘合助剂和超细加工后物料一起喂入打散机内打散并混合均匀；所述物理改性剂包括红丹、锶铬黄、锌铬黄、钡铬黄、钙铬黄、磷酸盐、磷钼酸盐、三聚磷酸二氢铝、钼酸锌、硼酸锌、云母氧化铁、钛白粉、纳米氧化锌、石墨、群青、酞菁蓝、硫酸钡、铁红、铁黑、硫酸钡等物质中的任一种或更多种的混合物；所述物理改性剂的质量分数为硅灰的粉体质量的0％
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30％；所述粘合助剂为硅酸钠、硅酸钾、双硅烷偶联剂等中的任一种或它们的任意组合；所述粘合助剂的质量分数为硅灰的粉体质量的0％
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5％。
[0022]在物理改性步骤之后，对硅灰进行化学改性和造粒，以得到改性复合颜填料。由改性设备执行所述化学改性的步骤。所述改性设备包括三辊改性机、高速搅拌机和塔式改性机中的任一种或它们的任意组合，所述表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种利用硅灰制备涂料用复合颜填料的方法，所述方法包括：对硅灰进行分级打散处理以得到硅灰细粉；对硅灰细粉进行物理改性和造粒处理以得到基于硅灰的复合颜填料；对基于硅灰的复合颜填料进行化学改性和造粒处理以得到基于硅灰的改性复合颜填料。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在分级打散处理之前所述方法还包括对硅灰进行干燥加工处理，所述干燥加工处理包括利用干燥设备将硅灰的含水量干燥至1％以下。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述分级打散处理包括利用分级设备将硅灰中的颗粒进行分级以得到粒度在800
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12500目之间的硅灰颗粒，并利用打散设备将团聚的硅灰颗粒解聚。4.根据权利要求3中任一项所述的方法，其中，所述分级设备包括多转子或单转子的离心式分级机，所述包括蜂巢磨、涡流磨、削棒式打散机、三辊改性机、打散干燥粉碎机和气流磨中的任一种或它们的任意组合。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的方法，其中，所述物理改性和造粒处理包括将物理改性剂、粘合助剂与分级处理后留下的硅灰颗粒混合，之后对物理改性后的硅灰颗粒进行造粒处理以得到复合颜填料。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述物理改性步骤在打散设备的腔内执行。7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述造粒处理步骤在硅灰加密罐中在压缩空气的作用下执行，所述造粒后粒子的粒径大于0.1mm，堆密度大于250kg/m3。8.根据权利要求5
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【专利技术属性】
技术研发人员：尚志新，马洪才，王晨宁，郭昊，张梅，任冬寅，
申请(专利权)人：德州学院，
类型：发明
国别省市：