含铜尾矿水性乳胶涂料及其制备方法和应用

本公开实施例属于绿色环保型涂料，具体涉及一种含铜尾矿水性乳胶涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、铜尾矿是由铜矿经粉碎、精选出铜后所剩下的细粉砂粒状废弃物。大量的铜尾矿产生后主要以填充洼地或筑坝堆放的方式处理，不仅占据了大面积的土地，而且一直是矿山及其周边土壤、水质污染和生态破坏的重要污染源。找到能够大量消纳尾矿的方法是解决上述问题和资源化利用的有效途径。

2、乳胶漆是一种以水为分散介质，合成树脂乳液为基料，加入颜填料及各种助剂配制而成的水性涂料。乳胶漆主要的成膜物质是乳液，起固定颜料的作用，并黏附在墙体上形成涂膜，提供涂层最基本的物理性能并抵抗各种外界因素的破坏。颜填料是不溶性的细粒度物质，分散在主要的成膜物质中，是涂料的重要组成部分。颜填料不仅具有遮盖和赋予涂膜色彩的作用，还能提高涂膜的机械强度，改善涂料的流变性能、耐候性、耐腐蚀性，降低成本。常用的颜填料主要有钛白粉、铁红、碳酸钙(轻质、重质)、高岭土、硅藻土等物质。

3、现有技术中存在利用尾矿制备涂料的方法，例如石英砂尾矿或者废弃玉石粉制备涂料等等。但是现有技术中的涂料的制备过程没有完全摆脱涂料常用填料的使用，如滑石粉、钛白粉等等，导致尾矿的利用率低，涂料的生产成本下降空间不大。另外，对尾矿水性涂料的稳定性探讨不够深入。

4、铜尾矿为多成分复杂型尾矿，含有丰富的硅酸盐矿物和碳酸盐矿物，与常用的涂料填料成分相似，并且该铜尾矿本身具有砖红色色彩，可以将其作为涂料的颜填料使用，目前尚未见含铜尾矿水性乳胶涂料及制备方法的相关报道。

技术实现思路

1、本公开实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种含铜尾矿水性乳胶涂料及其制备方法和应用。

2、本公开实施例的一方面提供一种含铜尾矿水性乳胶涂料，包括：

3、水：22wt％～23wt％；

4、ph调节剂：0.2wt％～0.5wt％；

5、润湿分散剂：0.3wt％～0.8wt％；

6、流平剂：1.0wt％～1.3wt％；

7、消泡剂：0.15wt％～0.35wt％；

8、防腐剂：0.15wt％～0.20wt％；

9、铜尾矿：37wt％～40wt％；

10、乳液：30wt％～31wt％；

11、成膜助剂：4.5wt％～5.0wt％；

12、增稠剂：0.5wt％～1.8wt％；其中，

13、所述铜尾矿的组分含量包括：sio2，20wt％～30wt％；cao，25wt％～35wt％；fe2o3，10wt％～20wt％；al2o3，5wt％～15wt％；

14、所述铜尾矿的粒径组成包括：

15、300μm～100μm，0.4wt％～0.5wt％；

16、100μm～45μm，2.0wt％～2.5wt％；

17、小于45μm，97wt％～97.5wt％。

18、可选地，所述铜尾矿的粒径组成具体还包括：

19、300μm～200μm，0.35wt％～0.40wt％；

20、200μm～100μm，0.10wt％～0.15wt％；

21、100μm～75μm，0.2wt％～0.5wt％；

22、75μm～45μm，1.5wt％～2.0wt％；

23、45μm～20μm，8wt％～10wt％；

24、20μm～10μm，10wt％～15wt％；

25、10μm～5μm，15wt％～18wt％；

26、5μm～2μm，25wt％～27wt％；

27、2μm～1μm，15wt％～17wt％；

28、1μm～0μm，14wt％～16wt％。

29、可选地，还包括：

30、所述增稠剂：1.0wt％～1.8wt％。

31、可选的，所述乳液为苯丙乳液、纯丙乳液、硅丙乳液、叔丙乳液中的至少一者。

32、可选的，所述增稠剂为羟乙基纤维素、缔合型聚氨酯、聚丙烯酸类增稠剂中的至少一者。

33、可选的，所述润湿分散剂为聚羧酸钠盐型分散剂、十二烷基磺酸钠、烷基吡啶盐氯化物、聚丙烯酸衍生物型分散剂、聚甲基丙烯酸衍生物性分散剂中的至少一者。

34、本公开实施例的另一方面提供一种含铜尾矿水性乳胶涂料的制备方法，用于制备前文所述的含铜尾矿水性乳胶涂料，所述方法包括以下步骤：

35、将所述铜尾矿进行研磨和筛分，按照相应的粒径组成进行配比并混合均匀；

36、取适量水于容器中，在300r/min～500r/min搅拌条件下，依次加入所述ph调节剂、所述润湿分散剂、所述流平剂和所述防腐剂，调高转速至800r/min～1000r/min并搅拌5min～15min；

37、降低转速，在300r/min～500r/min搅拌条件下，向所述容器内缓慢加入所述乳液，调至转速800r/min～1000r/min，边搅拌边加入所述消泡剂，并搅拌5min～15min；

38、降低转速至300r/min～500r/min，向所述容器内缓慢加入配制好的所述铜尾矿，调至转速700r/min～900r/min，并搅拌5min～15min；

39、降低转速至在300r/min～500r/min，依次加入所述成膜助剂和所述增稠剂，升高转速至1000r/min～1200r/min并进行搅拌，若发现此过程中仍有气泡，再加入所述消泡剂，25min～35min后将转速调至700r/min～900r/min，并继续搅拌25min～35min，得到所述涂料。

40、可选的，所述得到所述涂料之后，还包括：

41、将制备好的所述涂料放置1天～2天，待所述涂料稳定后，将所述涂料涂在无石棉纤维水泥平板上，在20℃～30℃的环境中放置3天～7天，使所述涂料完全干燥。

42、可选的，所述涂料完全干燥之后，所述方法还包括：

43、对所述涂料进行综合性能检测，检测指标至少包括耐水性、耐碱性、耐洗刷性和贮存稳定性。

44、本公开实施例的另一方面提供一种根据前文所述的含铜尾矿水性乳胶涂料的应用，所述含铜尾矿水性乳胶涂料应用于外墙涂料。

45、本公开实施例的含铜尾矿水性乳胶涂料及其制备方法和应用，该含铜尾矿水性乳胶涂料提供了一种以铜尾矿为颜填料的水性涂料，通过设置铜尾矿的粒径组成以及调节涂料的黏度范围，再加入其他常用的涂料助剂，得到铜尾矿状态稳定、耐碱、耐水、耐洗刷性和贮存稳定性均满足gb/t9755-2014《合成树脂乳液外墙涂料》标准的水性涂料，其中，该铜尾矿水性乳胶涂料具有强贮存稳定性和高耐洗刷性，其贮存稳定性超过三个月。

46、本公开实施例的含铜尾矿水性乳胶涂料，涂料填料完全使用的是铜尾矿，未添加其他常见的涂料颜填料，铜尾矿可作为涂料常用颜填料如碳酸钙、滑石粉、高岭土的替代品，绿色环保，降低了涂料的生产成本，提高了经济效益。

47、本公开实施例的含铜尾矿水性乳胶涂料，铜尾矿的利用率达40％，资源综合利用率高，起到了大量消纳铜尾矿的作用，为铜尾矿大宗利用提供了新的解决途径，解决了尾矿带来的环境问题。

48、本公开实施例的含铜尾矿水性乳胶涂料，铜尾矿本身呈砖红色，无需另加颜料即可赋予涂料色彩，降低了涂料的生产成本，变废为宝，提高了经济效益。

49、本公开实施例的含铜尾矿水性乳胶涂料，铜尾矿具有合适的粒径配比，同时使用了大粒径和小粒径尾矿，尾矿应用尽用，降低了尾矿的研磨和筛选成本；另外，解决了铜尾矿由于颗粒原因而导致的在涂料体系中容易沉降的问题，增强了尾矿在涂料体系中悬浮稳定性，能够超过3个月不发生填料沉降。