專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于水性涂料的鋁銀漿制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于水性涂料的鋁銀漿制備方法，屬于金屬涂料領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
鋁銀漿是一種使用量大的具有銀灰色金屬光澤的金屬顏料。其制造方法大多 采用濕法球磨工藝，在球磨制備過(guò)程中通常用礦物油、200tt溶劑油等作為溶劑。 這使得制備出來(lái)的鋁銀漿含有大量的VOC (有機(jī)物揮發(fā)含量)。隨著人們環(huán)保意識(shí) 的不斷增強(qiáng)以及我國(guó)加入WTO后國(guó)外企業(yè)的紛至沓來(lái)，涂料工業(yè)面臨著前所未有 的挑戰(zhàn)，即如何降低生產(chǎn)和使用涂料所造成的污染，尤其是對(duì)大氣的污染。西方 發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)VOC的防治起步較早，各國(guó)均制定了嚴(yán)格的VOC排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，發(fā) 展和推廣低VOC甚至零VOC的環(huán)保型涂料是大勢(shì)所趨。
鋁粉顏料是一種重要的金屬顏料，由于其具有金屬閃光效果和隨角異色性， 在汽車(chē)涂料中被廣泛使用。但鋁粉能與水發(fā)生發(fā)應(yīng)，生成氧化鋁和氫氧化鋁，并 釋放出氫氣。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的鋁粉漆均為溶劑型，體系中沒(méi)有水分存在，所以不會(huì)發(fā) 生此反應(yīng)。但大多數(shù)的水性鋁粉漆都呈弱堿性，此時(shí)水會(huì)與鋁粉發(fā)生反應(yīng)，并且 隨著pH值的升高反應(yīng)會(huì)加劇。這些反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致鋁粉表面發(fā)暗，從而影響漆膜外觀； 同時(shí)在反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生氫氣，它會(huì)導(dǎo)致容器中的壓力增加而"脹桶"，進(jìn)而引發(fā)安 全事故。因此對(duì)用于水性涂料的鋁粉必須進(jìn)行表面處理，防止它與體系中的水反 應(yīng)。水性鋁粉漆具有較低的VOC含量，可減少涂裝過(guò)程中VOC的排放，有利于環(huán)境 保護(hù)，是替代溶劑型金屬漆的環(huán)保型產(chǎn)品。為適應(yīng)水性漆的要求，必須對(duì)鋁粉顏 料表面進(jìn)行改性，確保鋁粉在水性漆中的穩(wěn)定性。常用的改性方法有添加阻蝕劑 法和包覆法。而目前所用的水性鋁銀漿大都是在油性鋁銀漿的基礎(chǔ)上通過(guò)再改性， 使其適應(yīng)水性鋁銀漿。這使得在制備水性鋁銀漿的基礎(chǔ)上多加了一道改性處理工 序，勢(shì)必會(huì)造成水性鋁銀漿成本的提高。如申請(qǐng)?zhí)枮?00810030678.9的中國(guó)專(zhuān) 利公開(kāi)了一種二氧化硅包覆型水性鋁銀漿的制備方法，該方法得到的水性鋁銀漿 雖然在醇溶液、水溶液中具有良好的分散性；具有優(yōu)異的耐酸耐堿的性能。但該 方法是直接對(duì)油性鋁銀漿處理，再此之前油性鋁銀漿已經(jīng)進(jìn)行了研磨工藝，勢(shì)必造成成本的提高。申請(qǐng)?zhí)枮?00610123751.8的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種包覆型鋁粉顏 料的制備方法，該方法在鋁粉顏料表面進(jìn)行雙層包覆，使其具有良好的耐酸耐堿 性能，適用水性涂料的要求，但該方法制備出來(lái)的鋁粉顏料同樣是對(duì)片狀鋁粉進(jìn) 行包覆，再此之前已經(jīng)進(jìn)行了研磨工藝，只是對(duì)鋁銀漿進(jìn)行改性再處理。這些方 法所具有的共同特點(diǎn)是先對(duì)鋁粉進(jìn)行研磨工藝，再對(duì)其進(jìn)行改性處理。
發(fā)明內(nèi)容
1、 發(fā)明的目的本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是用蒸餾水作溶劑研磨制備出直 接適應(yīng)水性涂料的鋁銀漿。該方法可省去對(duì)鋁銀漿表面再改性處理。而且工藝簡(jiǎn) 單、制造方便、產(chǎn)品質(zhì)量好、適應(yīng)各種球磨研磨設(shè)備的用于水性涂料的鋁銀漿制 備方法。
2、 發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明提供了一種用于水性涂料的鋁銀漿制備方法，首
先在原料鋁粉表面實(shí)現(xiàn)羥基化，再添加硅氧烷經(jīng)水解反應(yīng)生成硅醇與鋁粉表面羥 基結(jié)合，使鋁粉表面包覆一層保護(hù)膜，再通過(guò)球磨機(jī)用蒸餾水作溶劑研磨制備出
用于水性涂料的鋁銀漿。其按以下步驟完成
(1)、分散及分別溶解在反應(yīng)器皿內(nèi)，先將純度為99.8Wt%，粒度為20pm 的鋁粉分散于醇類(lèi)和/或醚類(lèi)溶劑中，醇類(lèi)為甲醇和/或乙醇和/或異丙醇和/或正 丁醇中的任選一種，醚類(lèi)為正丁醚和/或乙二醇丁醚和/或二乙二醇二甲基醚中的 任選一種，醇類(lèi)和/或醚類(lèi)溶劑添加量為鋁粉重量的1 3倍，溫度控制在40"C 60°C，在電磁攪拌器下攪拌2小時(shí)；在另一反應(yīng)器皿內(nèi)添加酯類(lèi)和/或醚類(lèi)與硅氧 烷的混合物，酯類(lèi)為乙酸乙酯和/或乙酸丁酯中的任選一種，醚類(lèi)為正丁醚和/或 乙二醇丁醚和/或二乙二醇二甲基醚中的任選一種，硅氧烷為Si(0R)4和/或 R'Si(0R)3，其中OR為能水解的烷氧基，R'為有機(jī)官能團(tuán)或含有機(jī)官能團(tuán)的碳鏈， 其硅氧烷的添加量為鋁粉重量的5% 20%，酯類(lèi)和/或醚類(lèi)添加量為鋁粉重量的 1 5倍。在室溫下攪拌30分鐘；在另一反應(yīng)器皿內(nèi)添加丙烯酸樹(shù)脂與醇類(lèi)和/或 酯類(lèi)的混合物，醇類(lèi)為甲醇和/或乙醇和/或異丙醇和/或正丁醇中的任選一種，酯 類(lèi)為乙酸乙酯和/或乙酸丁酯中的任選一種，丙烯酸樹(shù)脂為羥基丙烯酸樹(shù)脂中的任 選一種，丙烯酸樹(shù)脂的添加量為鋁粉重量的20% 50%，而醇類(lèi)或醚類(lèi)的添加量為 丙烯酸樹(shù)脂重量的1 3倍，首先將丙烯酸樹(shù)脂加熱到熔化，再添加醇類(lèi)和/或醚 類(lèi)，在室溫下攪拌30分鐘；(2)、水解反應(yīng)將上述所制備的酯類(lèi)和/或醚類(lèi)與硅氧烷混合物滴加到裝有鋁粉的反應(yīng)器皿內(nèi)，溫度控制在40"C 60t，反應(yīng)時(shí)間控 制在4 8小時(shí)，然后將溫度升到60。C 100"C，再滴加丙烯酸樹(shù)脂和醇類(lèi)和/或酯 類(lèi)的混合物，反應(yīng)時(shí)間控制在8 24小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過(guò)冷卻，澄清，抽濾， 干燥,得到包覆好的鋁粉；(3)、球磨在球磨機(jī)中加入1份包覆好的鋁粉，10 50份鋼球，2 4份蒸餾水以及原料鋁粉重量的2% 6%的油酸和/或硬脂酸和/或 聚乙烯醇和/或他們混合物中的任選一種作為助磨劑；經(jīng)球磨機(jī)研磨12 20小時(shí)， 就得到用于水性涂料的鋁銀漿。
3、發(fā)明的積極效果采用上述技術(shù)方案的用于水性涂料的鋁銀漿制備方法， 其方法的特征為先在原料鋁粉表面實(shí)現(xiàn)羥基化，再添加硅氧垸經(jīng)水解反應(yīng)生成硅 醇與鋁粉表面羥基結(jié)合，使鋁粉表面包覆一層保護(hù)膜，再通過(guò)球磨機(jī)用蒸餾水作
溶劑研磨制備出用于水性涂料的鋁銀漿。該方法制備出來(lái)的鋁銀漿，在醇溶劑、 水溶劑中具有良好的分散性；具有優(yōu)異的耐腐蝕性能和耐候性能；鋁銀漿金屬效
果好。本發(fā)明在鋁粉表面包覆一層保護(hù)薄膜，因?yàn)橹旅艿谋∧つ軌蜃柚逛X粉與水 直接接觸，從而避免了與水發(fā)生析氫反應(yīng)；本發(fā)明所制備出來(lái)的鋁銀漿，解決了 油性鋁銀漿產(chǎn)品難以滿(mǎn)足環(huán)保型水性涂料和水性油墨要求的問(wèn)題，也解決了水性 鋁銀漿表面再改性、成本提高的問(wèn)題。作為一種環(huán)保型金屬顏料，可用于環(huán)保型 水性涂料和水性油墨。 四具體實(shí)施方式
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實(shí)例中所用鋁粉純度均為99.8Wt%，粒度為20pm。
實(shí)施例1:
1、以重量計(jì)，在反應(yīng)容器內(nèi)加入60份原料鋁粉和90份溶劑乙醇，在溫度為 40。C下攪拌2小時(shí)；在另一容器內(nèi)加入3份四乙氧基硅垸，30份乙酸乙酯，在 室溫下攪拌30分鐘；在另一反應(yīng)容器內(nèi)加入20份羥基丙烯酸樹(shù)脂，加熱熔化后， 再加入25份乙醇，攪拌30分鐘；2、將前二步所得的鋁粉懸浮液滴加混合后，溫 度維持40"C，在攪拌下反應(yīng)4小時(shí)，然后加熱到溫度為80°C，再滴加加入第三步 所得的混合物，反應(yīng)8小時(shí)，待反應(yīng)完后冷卻至室溫，靜置、抽濾、干燥,得到包 覆鋁粉；3、將所得的60份包覆鋁粉、120份鋼球、120份蒸餾水以及3份硬脂酸 與聚乙烯醇混合助劑加入球磨機(jī)中，球磨時(shí)間12小時(shí)后，出料就得到用于水性涂 料的鋁銀漿。
5實(shí)施例2:
1、以重量計(jì)，在反應(yīng)容器內(nèi)加入60份原料鋁粉和180份溶劑乙二醇丁醚， 在溫度為60°C下攪拌2小時(shí)；在另一容器內(nèi)加入6份氨丙基三乙氧基硅烷，40 份乙酸丁酯，在室溫下攪拌30分鐘；在另一反應(yīng)容器內(nèi)加入30份羥基丙烯酸樹(shù) 脂，加熱熔化后，再加入45份乙二醇丁醚，攪拌30分鐘；2、將前二步所得的鋁 粉懸浮液滴加混合后，，溫度維持60"C，在攪拌下反應(yīng)6小時(shí)然后加熱到溫度為 80°C,再滴加加入第三步所得的混合物，反應(yīng)8小時(shí)，待反應(yīng)完后冷卻至室溫， 靜置、抽濾、干燥，得到包覆鋁粉；3、將所得的60份包覆鋁粉、180份鋼球、180 份蒸餾水以及3份油酸與聚乙烯醇混合助劑加入球磨機(jī)中，球磨時(shí)間14小時(shí)后， 出料就得到用于水性涂料的鋁銀漿。
實(shí)施例3:
1、以重量計(jì)，在反應(yīng)容器內(nèi)加入100份原料鋁粉和IOO份溶劑異丙醇，在 溫度為60。C下攪拌2小時(shí)；在另一容器內(nèi)加入10份氨丙基三乙氧基硅烷，40份 乙酸丁酯，在室溫下攪拌30分鐘；在另一反應(yīng)容器內(nèi)加入40份羥基丙烯酸樹(shù)脂， 加熱熔化后，再加入60份正丁醇，攪拌30分鐘；2、將前二步所得的鋁粉懸浮液 滴加混合后，，溫度維持60"C，在攪拌下反應(yīng)6小時(shí)，然后加熱到溫度為IOO"C， 再滴加加入第三步所得的混合物，反應(yīng)16小時(shí)，待反應(yīng)完后冷卻至室溫，靜置、 抽濾、干燥,得到包覆鋁粉；3、將所得的IOO份包覆鋁粉、400份鋼球、400份蒸 餾水以及5份硬脂酸加入球磨機(jī)中，球磨時(shí)間16小時(shí)后，出料就得到用于水性涂 料的鋁銀漿。
權(quán)利要求
1、一種用于水性涂料的鋁銀漿制備方法。包括分散及分別溶解，水解反應(yīng)，球磨三個(gè)步驟，其特征是1.1、分散及分別溶解在反應(yīng)器皿內(nèi)，先將純度為99.8Wt％，粒度為20μm的鋁粉分散于醇類(lèi)和/或醚類(lèi)溶劑中，醇類(lèi)為甲醇和/或乙醇和/或異丙醇和/或正丁醇中的任選一種，醚類(lèi)為正丁醚和/或乙二醇丁醚和/或二乙二醇二甲基醚中的任選一種，醇類(lèi)和/或醚類(lèi)溶劑的添加量為鋁粉重量的1～3倍，溫度控制在40℃～60℃，在電磁攪拌器下攪拌2小時(shí)；在另一反應(yīng)器皿內(nèi)添加酯類(lèi)和/或醚類(lèi)與硅氧烷的混合物，酯類(lèi)為乙酸乙酯和/或乙酸丁酯中的任選一種，醚類(lèi)為正丁醚和/或乙二醇丁醚和/或二乙二醇二甲基醚中的任選一種，硅氧烷為Si(OR)4和/或R′Si(OR)3，其中OR為能水解的烷氧基，R′為有機(jī)官能團(tuán)或含有機(jī)官能團(tuán)的碳鏈，其硅氧烷的添加量為鋁粉重量的5％～20％，酯類(lèi)和/或醚類(lèi)的添加量為鋁粉重量的1～5倍，在室溫下攪拌30分鐘；在另一反應(yīng)器皿內(nèi)添加丙烯酸樹(shù)脂與醇類(lèi)和/或酯類(lèi)的混合物，醇類(lèi)為甲醇和/或乙醇和/或異丙醇和/或正丁醇中的任選一種，酯類(lèi)為乙酸乙酯和/或乙酸丁酯中的任選一種，丙烯酸樹(shù)脂為羥基丙烯酸樹(shù)脂中的任選一種，丙烯酸樹(shù)脂的添加量為鋁粉重量的20％～50％，而醇類(lèi)和/或醚類(lèi)的添加量為丙烯酸樹(shù)脂重量的1～3倍，首先將丙烯酸樹(shù)脂加熱到熔化，再添加醇類(lèi)和/或醚類(lèi)，在室溫下攪拌30分鐘；1.2、水解反應(yīng)將上述所制備的酯類(lèi)和/或醚類(lèi)與硅氧烷混合物滴加到裝有鋁粉的反應(yīng)器皿內(nèi)，溫度控制在40℃～60℃，反應(yīng)時(shí)間控制在4～8小時(shí)，然后將溫度升到60℃～100℃，再滴加丙烯酸樹(shù)脂與醇類(lèi)和/或酯類(lèi)的混合物，反應(yīng)時(shí)間控制在8～24小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過(guò)冷卻，澄清，抽濾，干燥，得到包覆好的鋁粉；1.3、球磨在球磨機(jī)中加入1份包覆好的鋁粉，10～50份鋼球，2～4份蒸餾水以及原料鋁粉重量的2％～6％的油酸和/或硬脂酸和/或聚乙烯醇和/或他們的混合物中的任選一種作為助磨劑；經(jīng)球磨機(jī)研磨12～20小時(shí)，就得到用于水性涂料的鋁銀漿。
全文摘要
一種用于水性涂料的鋁銀漿制備方法，首先在原料鋁粉表面實(shí)現(xiàn)羥基化，再添加硅氧烷經(jīng)水解反應(yīng)生成硅醇與鋁粉表面羥基結(jié)合，使鋁粉表面包覆一層保護(hù)膜，再通過(guò)球磨機(jī)用蒸餾水作溶劑研磨制備出用于水性涂料的鋁銀漿。該種水性鋁銀漿在醇溶劑、水溶劑中具有良好的分散性；具有優(yōu)異的耐腐蝕性能和耐候性能；金屬效果好?？勺鳛橐环N環(huán)保型金屬顏料用于環(huán)保型水性涂料、汽車(chē)面漆及水性油墨。
文檔編號(hào)C09C1/64GK101633798SQ200910094838
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者向紅印, 蔡曉蘭 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)