一种金属粉末涂料及其制备方法和用途：技术领域与创新价值综述

一种金属粉末涂料及其制备方法和用途：技术领域与创新价值综述

一、主要应用领域（技术领域）

本发明属于环保型功能高分子材料技术领域，具体涉及一种户内装饰性金属粉末涂料及其制备方法与用途。其核心在于将工业废弃物——氯碱或氯酸盐工业中产生的镁钙渣进行资源化利用，作为功能性填充料应用于金属表面涂装领域，特别适用于建筑、家具、家电等室内金属构件的装饰性防护涂层。

二、所解决的技术问题

随着我国氯碱及氯酸盐工业的快速发展，每年产生超过300万吨以碳酸钙、氢氧化镁为主的盐泥类固体废弃物——即“工业镁钙渣”。目前这些废渣大多采用填埋或堆放方式处理，不仅占用大量土地资源，还可能因含有六价铬等有害成分造成水体和土壤污染，严重制约了行业的可持续发展。

尽管已有部分研究尝试将其用于建材、吸附剂等领域，但普遍存在附加值低、技术含量不高、资源利用率不足等问题。同时，在传统粉末涂料行业中，填充料多采用天然碳酸钙、滑石粉等矿物原料，存在成本较高、功能单一、难以实现环保闭环等问题。

因此，如何将成分复杂、处理难度大的工业镁钙渣高效转化为高附加值产品，成为亟待解决的关键技术难题。

本发明正是针对上述问题提出的一种创新解决方案：通过系统配方设计与工艺优化，首次将经过无害化处理的工业镁钙渣成功应用于户内金属粉末涂料中，既实现了固废资源的高值化利用，又提升了涂料的功能性能。

三、关键技术方案

为实现上述目标，本发明采用了以下几项核心技术方案：

1. 工业镁钙渣的预处理与改性技术

• 对来自氯碱或氯酸盐工业的盐泥进行清洗、脱盐、还原解毒（特别是含六价铬废渣按专利CN101209873-A方法处理），获得稳定、安全的工业镁钙渣；

• 主要成分为碳酸钙、氢氧化镁、碱式碳酸镁、硫酸钡等，具有良好的热稳定性与阻燃潜力；

• 在使用前将镁钙渣与碳酸钙按一定比例混合，控制钙镁质量比在2:1～4:1之间，确保体系兼容性和涂膜性能均衡。

2. 复合树脂基体设计

• 采用环氧树脂与户内聚酯树脂共混体系作为成膜物质，兼顾附着力、耐腐蚀性与装饰性；

• 树脂占比分别为20%-40%，形成交联网络结构，提高涂层机械强度和耐久性。

3. 功能性助剂协同配伍

• 添加流平剂（0.8%-5%）改善涂膜平整度；

• 安息香（1%-5%）消除气泡；

• 气相二氧化硅（0.1%-0.2%）增强储存稳定性和抗结块能力；

• 颜料（1%-10%）提供色彩多样性；

• 金属颜料（0.2%-5%）赋予涂层金属光泽和装饰效果。

4. 偶联剂改性提升界面结合力

• 引入钛酸酯偶联剂（添加量0.3%-1.5%），对镁钙渣颗粒表面进行化学改性，增强其与有机树脂基体之间的界面粘接，显著提高涂膜的致密性、附着力和力学性能。

5. 科学合理的制备工艺流程

• 包括：配料混合 → 高速混合改性 → 熔融挤出 → 压片冷却 → 破碎研磨 → 过筛制得底粉 → 最后与金属颜料和气相二氧化硅干混过筛得到成品；

• 工艺成熟、易于工业化放大，适合大规模连续生产。

四、达到的有益效果

本发明通过上述技术创新，取得了显著的技术进步和实际应用效益：

1. 实现工业固废高值化利用
   将原本被视为污染物的工业镁钙渣变废为宝，作为功能性填充料替代部分商业碳酸钙，大幅降低原材料成本，推动循环经济和绿色制造。

2. 提升涂料综合性能

• 所得涂料具有优异的流平性、附着力、硬度和耐冲击性能；

• 因镁钙渣中含有氢氧化镁等成分，赋予涂层良好的防火阻燃特性，符合现代建筑对安全性的要求；

• 可灵活调整配方，实现哑光、亮光、砂纹等多种外观效果，满足多样化装饰需求。

3. 环境友好与节能减排

• 粉末涂料本身无溶剂挥发，VOC排放几乎为零；

• 结合工业废渣利用，进一步减少天然矿产资源开采和碳排放，助力“双碳”战略实施。

4. 经济效益显著

• 原料来源广泛且成本低廉；

• 生产工艺简单，无需重大设备改造；

• 产品市场前景广阔，可用于门框、窗框、灯具、家具支架等户内金属制品涂装。

5. 推动行业技术升级
   为其他工业固废（如电石渣、钢渣、赤泥等）在高分子材料中的应用提供了可借鉴的技术路径，具有较强的示范意义。

五、结论

综上所述，本发明提供了一种兼具环保性、功能性与经济性于一体的新型金属粉末涂料解决方案。它不仅有效解决了氯碱及氯酸盐工业中镁钙渣难处理、低附加值的问题，而且开发出一种具备装饰性、防护性与阻燃性的高品质户内涂料产品，实现了“以废治材、以废增效”的双重目标。

该技术的成功应用，标志着我国在工业固废资源化与绿色涂料开发领域迈出了重要一步，具有广阔的产业化前景和社会价值。