稀土在水玻璃系无机建筑涂料中的应用

1、稀土在水玻璃系无机建筑涂料中的应用孕成生刘国辉纪桦王俊*健氏© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AU© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AU(内蒙古冶金研究所)(内蒙古医学院)© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publish

2、ing House. All rights reserved. http:AU© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AU、刖 5国内无机硅酸盐除料，目前使用的固化 剂以磷酸盐和硼酸盐类为主。此固化剂原料 价格较贵，制备工艺复杂，耗能髙，故造价偏 离。曾有报导应用硅酸二钙做固化剂1。结 合我国丰富的稀土资源，我们试验采用磷酸 稀土，硫酸稀土做固化剂的可能性。经反复 实验研制成功了新型稀土固化剂。其结构经 X射线衍射分析和红外光谱分析为(La,Ce

3、, Nd)P0o NdPeOx。用此固化剂添加到 水玻璃系无机涂料中，效果良好。其各项性 能与技术指标物达到国内同类型涂料标 准2。其涂料涂膜经X射线衍射分析和红 外光谱分析结构为含稀土的硅酸盐及硅磷酸 杂多酸盐的网状无机高分子。二、试验方法先将氯化稀土在反应罐中溶解，取上清 液，缓缓加入确酸或硫酸，此时析出稠状白 色沉淀。将此沉淀烘干，高温焙烧，控制烧 成温度和时间，取出粉碎即为磷酸或硫酸稀 土固化剂。其化学反应式*REC13 + H3PO4*REPO4 + 3HC1REC1$ + 5HsPO4*REP6Ox + 3HC1+6乩0三、结果与讨论12比的选择3】4经多次实验，稀土与磷酸的配比不

4、同对 所烧成固化剂的物相结构及添加到涂料中后 对涂膜的物性彩响很大。当RE/P摩尔比 大于08或小于0.3时，经X射线衍射分析其 固化剂的物相结构有明显的差异，如图1。应用到涂料中，都会给涂膜带来不良的形图I RE/P#尔比对1/1。的序响响。当RE/P比值大于0.8时，烧成此固化 剂为淡粉紫色，结晶状，较硬。加到涂料中，涂 膜的耐水性差。当RE/P比值小于0.3时，烧 成的固化剂为淡黄绿色、旺状。加到涂料中， 涂膜强度不够，附着力差，浸水后掉粉。经反复实验，确定RE/ P摩尔比为 0.30.8之间为好，烧成的固化剂，应用到 涂料中，涂膜的各项性能良好。2焙烧浜度的定3实验表明，温度的变化对固

5、化剂的物相 结构及配制成涂料的涂膜的物性有一定的影 响。经X射线衍射分析发现焙烧温度低时， 反应不完全,(La,Ce,Nd)PO4 RNdP.O14 的峰值不明显。烧成的固化剂颜色不© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AU© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AUX射线衍射分析由宋群同志做:，

6、红外光谯分析由邹文斌同志做。© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AU© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AU© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. ht

7、tp:AU一，淡绿色中夹杂土黄色，显曲状。经反复实验,培烧温度控制在750 900t之间为宜。此温度范围烧成的固化剂 为淡绿色，坚硬状。应用到涂料中涂膜的各 项性能良好。不同烧成温度对固化剂物相结构的影响 如图2,图2烧成温度对1/1。的影响3反应时间的确定实验表明，烧成稀土固化剂反应时间, 对其生成物的物相结构及应用到涂料中的效 果影响不大。以45小时为好。(指恒温时 间。4.B1化粥的用以水玻璃为粘结剂，加入常用的填充 料，再加入固化剂，配制成此涂料。稀土固化剂配制涂料的加入ft,经多次 实验及测试各项性能，确定硅酸盐粘结剂与 固化剂之问的比例，冇-最佳值。用此量配 制的涂料，粘度适宜，易

8、涂刷，干燥时间适 宜。其涂料的各项性能与技术指标均达到国 内同类型涂料标准。固化剂的加入盘低于此 值，涂膜的附着力不佳，耐水实验，浸泡7 天后，涂膜脱落，掉粉。固化剂的加入*高 于此值，配制的涂料，粘度大，不易涂刷， 涂膜早期固化，龟裂。固化剂的加入慑对涂膜物性的彩响如表 1：© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AU© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing Ho

9、use. All rights reserved. http:AU«1固化刑加入量对性的影响涂料4严 化加 列入* 涂干燥时M光稈度附S力度心M6H耐水性性 Q 酸 H耐 Z.性 C融5#«老化性g8状A不-时 小 5 O52吆9* 异 无OJ畀6无3无X%R 5下35无-*-K5U5-1-时 小.(-240% O 1* 异 无6无疗异3无O舁3无下25无厂3易&53%87粉 掉后P7农后粉 天掉5后粉 天瘁7T2匚© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rig

10、hts reserved. http:AU5.D化机理的分析稀土固化剂添加到硅酸盐涂料中，涂膜 经X射线衍射分析其结构为含稀土的硅酸 盐及硅磷酸杂多酸盐，NdBSiO。， (Ce,La)BSiO5, Bb.sLs.KPOJ i 6 (S1O 4 ) 4 .(J o又经红外光谱分析，从谱图可看到波数 为500, 625, 800和 1050 cni_,间的SW 的特征峰5】。可以认为稀土固化剂磷酸稀土盐(La, Ce, Nd ) PO4 和 NdPeO 加入涂 料中与硅酸盐粘结剂及填充料反应，形成网 状无机高分子，硅酸盐及硅磷酸杂多酸盐。此外，我们釆用稀土硫酸盐做涂料的固 化剂，亦得到良好的效呆

11、，其结果与上述稀 土磷酸盐相似。四、小 结1 稀土固化剂制备工艺简便，原料易 得，价格低廉，应用到水玻璃系无机涂料中© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AU© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AU 48© 1994-2012 China Academic Journal Elect

12、ronic Publishing House. All rights reserved. http:AU效果良好。2硫酸稀土固化剂，自身带色（肉粉 色），其颜色新颖、柔和，经涂料厂家反 应，此颜色很受用户欢連。3稀土固化剂用于涂料中，除有硬化作 用外，其涂膜的光泽度有明显提高。稀土固化剂用于建筑涂料是一项新应 用，建议加强研究与推广应用。"化工部兰州涂料工业研究所，涂料工业，4 （ 1984 ）.2北京建筑工程研究所等，JH801无机建筑 涂料研究报吿，1980,10.3日本公开特许,B,昭54-21367.4日本公开特许,49 一 15941.5ANRChard 9 OKRo na

13、ld 9 Infrared Spectra of inorganic Compo unds , Acadmic New York and Loixdoat 197】.© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AU© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AU从混合稀土精矿中分选氟碳舖矿精矿的工业试验&#

14、169; 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AU© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AU王国强（包钢选矿厂）徐报灿（包头冶金研究所）© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserv

15、ed. http:AU© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:AU目前根据文献介绍可知含有稀土元 素的矿物约200种，但主要的稀土矿物为独 居石和氛碳鋪矿，并且夫多数都以一种稀土 矿物为主的稀土矿床存在，分别生产独居石 精矿和氛碳饰矿精矿，供稀土冶金加工厂家 使用。而我国包头白云鄂博铁矿中伴生的稀 土矿物则为眾碳钵矿和独居石共生的稀土矿 床，其组成比例大约为亂碳钵矿和独居石之 比是6 : 47 : 3。并且稀土矿物嵌布粒度细 小，与其伴生的铁矿物

16、、萤石、重晶石、磷 灰石、方解石等共生密切，其可浮性与之相 近，差异较小，所以从包头矿中回收稀土是 一选矿难题，现有选矿工艺大多流程结构、 药剂制度较为复杂。我国选矿工作者经多年 研究，目前巳能生产稀土精矿品位REO 30%> 60%> 68%三种品级的稀土精矿。但 是，这三种稀土精矿仍是做碳饰矿、独居石 混合将矿，其比例仍然是波动于6： 47： 3 之间。由于这两种稀土矿物的化学性质"差 异其冶金工艺也不尽相同，囚此这种混合稀 土精矿必然导致冶金工艺流程复杂，深度加 工困难。国外稀土冶金加工厂也多为各自单独处理单一的氟碳饰矿箱矿，或者单独处理 独居石将矿的冶金工艺，因此这种混合稀土 精矿外销也受限制。鉴于此种情况，我国选矿 工作者早巳设想把这种混合稀土精矿分选为 单一的氛碳钵矿精矿和独居石精矿，以利于 改善冶金工艺及其深度加工和外贸出口。包 头冶金研究所自1980年即着手进行了该课题 的研究工作，其中一个流程方案1982年完成 了从含REO为30%低品位稀土精矿中分选甌 碳佈矿精矿选矿工艺的小型试验；1983年完 成了处理扯为2吨/日的连选试验,1984年 78月包头冶金研究所和包钢选矿