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氢氧化铋的制备及应用

发布日期:2018/11/6 10:48:24

背景及概述[1][2]

氢氧化铋化学式为Bi(OH)3,白色无定形粉末。有毒! 相对密度4.36。溶于浓酸和甘油,不溶于水、乙醇和浓碱。遇热水或在415℃则分解,加热至100℃失去1分子水,用途:作吸附剂,制人造牙齿的原料,也可用于制铋盐。氢氧化铋在汽车电泳涂装用环氧体系阴极电沉淀涂料、铋盐的制造、芸香苷及栎精的吸收、核糖核酸的水解等领域中有很好的应用前景。

制备[2]

目前制备氢氧化铋的方式是由铋盐或氢氧化钠反应,或是由硝酸钡与碳酸铵按5:1比例与水中通过化学沉淀法制取,这种化学沉淀法具有工艺简单、易根据需要调整工艺参数等特点。但由这种方式制得的氢氧化铋中的催化性能不稳定,杂质易偏高,特别是铁离子、氯离子、钠离子含量,这些杂质会影响阴极电泳漆在储存中的稳定性,而且在阴极电泳漆体系中,随着电泳的进行杂质离子会在槽液中不断富集,进而也会影响电泳成膜质量。

本发明的目的在于为克服现有技术的不足及存在的问题,提出一种氢氧化铋制备方法。为了解决以上问题,CN201310033133.4通过如下技术方案实现。

一种氢氧化铋的制备方法,该方法步骤如下:

(1)溶液配制

由氧化铋Bi2O3和浓度在10mol/L以上的浓硝酸配制浓度为0.15~2mol/L的硝酸铋Bi(NO3)3;用质量含量为25wt%以上的氨水和去离子水配制质量含量为2wt%~25wt%的氨水溶液,其中氨水溶液中NH4+与Bi3+摩尔比为NH4+  :Bi3+=3~12:1;向去离子水中加入分散剂得到分散剂溶液,分散剂添加量相对于氧化铋Bi2O3的添加量的质量百分比为0.001%~5%;

(2)预沉淀

在搅拌条件下,向硝酸铋Bi(NO3)3溶液中加入上述分散剂溶液,并向硝酸铋Bi(NO3)3溶液中加入质量是硝酸铋Bi(NO3)3溶液1~10倍的氨水溶液调节pH为0.5~10,继续搅拌,反应结束后进行沉淀、过滤、洗涤得到预沉淀物氢氧化铋Bi(OH)3

(3)转化

将洗涤后的预沉淀物加去离子水配制成悬浮液,在搅拌条件下向悬浮液中加入质量是悬浮液1~10倍的氨水溶液调节pH为5.5~10,静置陈化0.1~5h后得到氢氧化铋Bi(OH)3沉淀物,再对该沉淀物进行洗涤、分离,在温度小于90℃的条件下进行干燥,得到干燥的氢氧化铋Bi(OH)3粉体;

(4)粉碎

最后对该粉体进行气流粉碎,得到氢氧化铋Bi(OH)3

所述分散剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、丙醇、甘油、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴铵中一种或几种组合。

在上述制备的方法中,为了降低所制得的氢氧化铋Bi(OH)3中杂质的含量,洗涤次数不小于4次,每次洗涤加去离子水的量不小于沉淀物体积的两倍;洗涤时终点滤液的电导率保持小于200µs/cm

在上述制备方法中,所述预沉淀过程中氨水溶液的流速为1~6000ml/min,反应时间为0.5~8h,反应温度为20~90℃,反应过程的pH为5.5~10。所述转化过程中的氨水溶液的流速为1~6000ml/min,反应时间为0.5~8h,反应温度为20~90℃,反应过程的pH为5.5~10。

通过本发明制备的氢氧化铋Bi(OH)3的水溶物电导率小于300µs/cm,其粉体的平均粒度在0.01~10µm之间。

与现有技术相比,CN201310033133.4的有益效果是:采用本发明所述的氢氧化铋的制备方法,其制备的氢氧化铋粒度小、粒度分布窄、杂质含量低,进一步改善了氢氧化铋的催化性能。

 图1氢氧化铋制备工艺流程图。

应用 [3]

用于制备高效防锈环氧面漆

防锈漆是一类用于保护金属表面免受大气、海水等物质的侵蚀的涂料,在日 常生活中使用非常广泛,环氧防锈面漆是防锈漆中比较常见的一类,其多采用聚 酰胺树脂作为固化剂,佐以不同的防锈颜料,从而配制成不同的防锈漆,具有良 好的附着力及漆膜强度,目前市售环氧树脂防锈面漆多存在耐候性较差,不耐紫 外线,长时间使用容易粉化,防锈效果不够持久、漆膜易脱落等问题,制约着环 氧面漆的应用。CN201410631958.0提供一种含纳米氢氧化铋的高效防锈环氧面漆及其制备 方法,为了实现上述目的,采用的技术方案如下:

一种含纳米氢氧化铋的高效防锈环氧面漆及其制备方法,其特征在于,该油漆由以下重量份的原料制成:环氧树脂40-50、聚酰胺树脂25-30、N-琥珀酰壳聚糖3-5、氢氧化铝胶体6-8、镁铝水滑石12-14、月桂酸铵2-3、醋酸丁酯 20-28、纳米氢氧化铋2-3、聚亚氧烷基二醇2-4、正丁醇12-15、防锈颜料 18-25、助剂2-3。

所述的助剂由以下重量份的原料制成:叔碳酸乙烯酯10-12、乙酰丙酮钛 2-3、多壁碳纳米管4-5、羟基锡酸锌2-3、六氟异丙醇4-6,制备方法为:先将 叔碳酸乙烯酯与六氟异丙醇混合,充分混合后,加入其它剩余物料,超声分散 20-30min后研磨40-50min,所得浆料即为增溶改性助剂。

所述的一种含纳米氢氧化铋的高效防锈环氧面漆及其制备方法,其制备方法 为:

(1)先将N-琥珀酰壳聚糖溶于水中,制备成浓度为8-10%的水溶液,最后再将纳米氢氧化铋投入溶液中,混合研磨分散20-30min,随后将混合物料干燥除去水分,所得物料备用;

(2)将氢氧化铝胶体、月桂酸铵、聚亚氧烷基二醇中,搅拌混合均匀后,再加入环氧树脂、助剂及步骤(1)所得物料,继续搅拌混合2-3h,随后再加入、镁铝水滑石、防锈颜料,混合均匀后,将混合料研磨分散40-50min,所得物料备用;

(3)将步骤(2)的物料与其它剩余物料混合,充分混合均匀后即可喷涂使用。

与现有技术相比,本发明提供的油漆特点在于:将原料中的纳米氢氧化铋与 N-琥珀酰壳聚糖制备成混合粉体,提高了纳米氢氧化铋在树脂浆料中的分散性, 改善了漆膜的性能,此外,依据本发明油漆的制备方法生产的环氧面漆各原料间相容结合更为充分,浆料性能稳定均匀,完全固化后具备优异的力学性能,抗紫外老化能力增强,较传统环氧防锈面漆更为经久耐用,适用于各类高性能特种防 锈底漆、环氧富锌漆及环氧云铁防锈漆的配套面漆。

主要参考资料

[1] 化合物词典

[2] CN201310033133.4 一种氢氧化铋的制备方法

[3] CN201410631958.0 一种含纳米氢氧化铋的高效防锈环氧面漆及其制备方法