專利名稱：銀元形鋁顏料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬顏料領(lǐng)域，具體地涉及鋁顏料的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
鋁顏料是有效的顏料，特征在于其獨特的金屬光澤及其很大的覆蓋能力。由于這 種有效顏料的層狀結(jié)構(gòu)，它能在涂料介質(zhì)中平行于基材取向，并由于許多獨立的微小鏡面 而產(chǎn)生金屬效果。這種金屬效果表現(xiàn)非常明顯，尤其是濕漆中。對于全色調(diào)的漆，產(chǎn)生這種 效果是由于依賴于觀察角度和/或入射角度的明亮效果，也稱“隨角異色”。優(yōu)異的隨角異 色性能受顏料的許多性質(zhì)影響其取向、粒徑和粒徑分布、表面紋理(粗糙度)和邊緣紋理 都起一定作用。金屬涂料或印刷油墨更重要的特征是其高光澤度。光澤度還是生理或心理上相關(guān) 的變量，具有最高光澤度和隨角異色的最光亮的鋁顏料目前分為兩類一類是通過濕磨球 形鋁粉制得的“銀元顏料”，另一類是“PVD顏料”?，F(xiàn)有的銀元顏料的濕法生產(chǎn)均采用一段球磨法，即只用lmm-16. Omm的大鋼球?qū)?粗鋁粉球磨破碎成片狀一次，如CN100455631、CN1997711、EP0451785和US4218747所披露 的，由此獲得的片狀鋁顏料，本領(lǐng)域稱為玉米片形和普通銀元型顏料。這種顏料表面不夠光 滑，顆粒形狀不規(guī)則，粒度分布寬，致使光澤度和白度差，金屬感弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明因此提出一種銀元形鋁顏料的制備方法，以克服現(xiàn)有方法獲得的鋁顏料顆 粒形狀不規(guī)則、光澤度低、金屬感差的缺陷。本發(fā)明提出一種改進型銀元形鋁顏料制備方法，其特征在于，將d5(l在5-8 μ m之間 的微細球形鋁粉進行三級濕法球磨，所用磨球直徑在1. 0-3. Omm之間，其中，第一級磨球的 密度為7. 0-9. Og/cm3 ；第二級球磨的密度為5. 0-6. 9g/cm3 ；第三級磨球的密度為2. 0-4. Og/ cm3。經(jīng)過篩分，壓濾，捏合制得片狀鋁顏料。采用該方法制得的片狀鋁顏料顆粒的表面平 滑光潔，確保了鋁銀漿產(chǎn)品的高光澤度、高白度和高金屬感。本發(fā)明由于采用多級球磨方式，在鋁粉形變的不同階段，采用不同密度的球磨介 質(zhì)，始終保持對微細球形鋁粉進行溫和轉(zhuǎn)形作業(yè)，使片狀鋁顏料顆粒的表面平滑光潔，粒度 分布窄，確保了鋁銀漿產(chǎn)品的高光澤度、高白度和高金屬感。


圖1是現(xiàn)有的濕法研磨工藝獲得的銀元顏料的SEM照片；圖2是根據(jù)本發(fā)明方法獲得的銀元顏料的SEM照片。
具體實施例方式以下將對本發(fā)明的銀元形鋁顏料的方法進行具體描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，以下的具體描述是為了便于理解本發(fā)明，并不用來限制本發(fā)明的保護范圍。在本發(fā)明中，術(shù)語“球磨介質(zhì)”、“磨介”和“磨球”具有基本上相同的意義，可以互換 使用，是指用于濕磨鋁顏料的材料。磨球并非指嚴格意義上的球形材料，其可以是橢球性、 扁球形或其他不規(guī)則的形狀，但是通常應(yīng)該具有平滑的表面，就是說，磨球表面不會帶有尖 狀棱角或者毛刺。本發(fā)明的 個重要特征是采用三級介質(zhì)密度梯度球磨工藝，以獲得高光澤度、高 白度、強烈金屬感的銀元形鋁顏料。第一級球磨采用直徑在1. 0-3. Omm之間、材質(zhì)密度在7. 0-9. . Og/cm3的標準球形 材料作為球磨磨介，將d5(l在5-8 μ m的微細球形鋁粉與有機溶劑、分散劑混合后置于球磨機 內(nèi)球磨。通常通過控制鋁粉的徑厚比來掌握第一級研磨的程度。所謂徑厚比是指經(jīng)過第一 級研磨后的薄餅狀鋁顆粒的平均直徑與厚度的比值。在本發(fā)明中，優(yōu)選在徑厚比達到20-35 之間時停止第一級研磨，這通常需要8-15小時。第一級研磨完成后出料，進行固液分離，濾 餅重新分散于同一溶劑中，準備第二級球磨。料液進入第二級球磨機，第二級采用直徑大于1.0mm小于3mm、材質(zhì)密度在 5. 0-6. 9g/cm3的標準球形材料作為球磨磨介，優(yōu)選將鋁粉研磨至35-50的徑厚比停止，這通 常需要10-20小時的時間。然后進行固液分離，濾餅重新分散于同一溶劑中，準備第三級球磨。料液進入第三級球磨機，第三級采用直徑大于1.0mm小于3mm、材質(zhì)密度在 2. 0-4. Og/cm3的標準球形材料作為球磨磨介，球磨至鋁粉的L15值(表征光澤度)逐步提 高，并且在繼續(xù)球磨半小時后無明顯提高(L15提高< 0. 2% )時停止，通常需要10-20小 時。第三級球磨結(jié)束后出料，通過500目篩網(wǎng)篩分，壓濾，濾液回到球磨工序循環(huán)使 用。濾餅加入捏合機中，同時加入少量的抗氧化劑，少量的分散劑和適量的溶劑后，固含量 變成70%捏合處理1小時，包裝即成為高光澤度、高白度和高金屬感鋁銀漿產(chǎn)品。本發(fā)明采用遞減的磨球密度梯度，第一級球磨采用高密度介質(zhì)，在鋁粉形變發(fā)生 的前期階段，高密度介質(zhì)能提供更大的剪切力和更大的能量傳遞，有助于提高球磨效率。當(dāng) 鋁粉的形變達到一定的程度后，采用第二級球磨。第二級球磨采用中密度介質(zhì)，降低剪切力 和能量傳遞，使鋁粉的形變在較溫和的條件下進一步進行，同時保證已經(jīng)初步片狀化的鋁 粉不出現(xiàn)過于激烈的形變而開裂、破碎。第三級球磨采用低密度介質(zhì)，進一步對鋁粉進行加 工，此步驟的主要目的是完成片狀化加工和對鋁粉表面進行打磨修飾，保證鋁粉在最溫和 的條件下具有良好外觀形貌，表面光滑、平整，邊緣整齊、圓潤。球磨介質(zhì)的選擇在本發(fā)明中，第一級球磨采用粒徑在l_3mm之間的磨介。若粒徑小于1mm，在單 個磨球質(zhì)量過小，難以對鋁粉造成有效沖擊，從而降低球磨效率；若粒徑大于3mm，則磨 球間空隙太大，難以充分擠壓鋁粉顆粒，同樣降低球磨的有效性。本發(fā)明優(yōu)選的粒徑在 1. 8-2. 2mm之間。第一級球磨優(yōu)選使用密度在7. 0-9. Og/cm3間的磨球。若密度小于7. Og/ cm3,則磨球質(zhì)量過輕，需要較長的一級球磨時間，相應(yīng)降低生產(chǎn)效率；若密度過大，則對鋁 粉顆粒的沖擊力過大，可能會使鋁顆粒的邊緣開裂。在實際生產(chǎn)中，考慮到材料的易得 性，第一級球磨采用高碳鋼球、軸承鋼球或者不銹鋼球。但是本發(fā)明并不限于此，密度在7. 0-9. Og/cm3范圍內(nèi)其他材料(通常是金屬材料)也是適用的。本發(fā)明第二級球磨優(yōu)選使用密度在5. 0-6. 9g/cm3間的磨球，以降低剪切力和能 量傳遞，使鋁粉的形變在較溫和的條件下進一步進行，確保已經(jīng)初步片狀化的鋁粉不出現(xiàn) 過于激烈的形變而導(dǎo)致開裂、破碎等現(xiàn)象。若密度小于5. Og/cm3，則磨球質(zhì)量過輕，需要較 長的一級球磨時間，相應(yīng)降低生產(chǎn)效率。在本發(fā)明提供的一個具體實施例中，第二級球磨 優(yōu)選采用氧化鋯球為磨介，密度在5. 95-6. 05g/cm3之間。但是本發(fā)明并不限于此，密度在 5. 0-6. 9g/cm3范圍內(nèi)的其他材料也是適用的。第三級球磨的磨介密度適宜在2. 0-4. Og/cm3之間，市 場上可購得的氧化鋁球、瑪 瑙球或者玻璃球是很好的選擇，它們的密度在2. 3-3. 6g/cm3之間。分散介質(zhì)使用溶劑作為分散介質(zhì)，溶劑的選擇無須嚴格控制，可以使用常見溶劑，例如，礦 物油、石腦油，還可以使用醇(例如異丙醇)、醚、酮、酯等，其它傳統(tǒng)的球磨溶劑均可選擇。 溶劑與鋁粉重量比為2. 5至10，且磨球與鋁粉重量比為20至110，并使用潤滑劑作為研磨 助劑。同樣，可以使用水(至少作為主要部分)作為溶劑。球磨助劑作為潤滑劑，可以采用具有10至24個碳原子的烷基脂肪酸，其已使用多年。優(yōu)選 使用C12-C18的飽和或者不飽和脂肪酸，如硬脂酸、油酸、月桂酸、肉豆蔻酸、異硬脂酸、丁 基硬脂酸等，也可以采用上述羧酸的酯、胺鹽、酰胺及低聚物等。當(dāng)使用硬脂酸作為潤滑劑 時，形成了浮起顏料。另一方面，使用油酸形成非浮起顏料。浮起顏料的特征在于它們在涂 料介質(zhì)(例如漆或印刷油墨)中是漂浮的，即它們漂浮在涂料介質(zhì)的表面上。另一方面，非 浮起顏料在涂料介質(zhì)中聚集，例如也可以將長鏈氨基化合物加入脂肪酸中。脂肪酸可以源 于動物或植物。同樣，有機磷化合物可以用作潤滑劑。在使用水作為分散介質(zhì)的情況下，所 用潤滑劑應(yīng)具有顯著的防腐蝕作用，優(yōu)選磷酸酯或者亞磷酸酯。在球磨過程中，可以根據(jù)需要添加其他助劑，例如抗腐蝕劑，如苯并三氮唑或者胺 類物質(zhì)；勻漿劑，如各種有機硅、含氟的表面活性劑；抗沉劑，例如有機改性膨潤土、聚乙烯 蠟、聚酰胺蠟、氣相二氧化硅等。實施例1 在Φ 1100X 1200臥式球磨機內(nèi)裝入直徑為2mm的高碳鋼球2000kg，加入200#溶 劑油(石腦油)300kg，D50為5-6微米的氮氣霧化微細球形鋁粉80kg，油酸3kg，球磨10h，出 料，壓濾。濾液返回球磨工序，濾餅加入裝有1500kg、2. Omm鋯球的Φ1100Χ1200臥式球磨 機中，加入200#溶劑油300kg，油酸1. 5kg，球磨15h，出料，壓濾，濾液返回球磨工序；濾餅 加入裝有1. 5mm的玻璃球IOOOkg的Φ 1100 X 1200臥式球磨機中，加入200#溶劑油300kg， 油酸lkg，球磨20h，出料，500目篩分，壓濾，濾液返回球磨工序。濾餅加入捏合機中，同時加 入少量的抗氧化劑，少量的分散劑和適量的溶劑后，固含量變成70%。捏合處理1小時，包 裝即為高光澤度、強烈金屬感的銀元形片狀鋁顏料。對比例1在Φ 1100X 1200臥式球磨機內(nèi)裝入2mm高碳鋼球2000kg，加入200#溶劑油 300kg, D50為5-6微米的氮氣霧化微細球形鋁粉80kg，油酸3kg，球磨20h，出料，500目篩分， 壓濾。濾餅加入捏合機中，同時加入少量的抗氧化劑，少量的分散劑和適量的溶劑后，固含量變成70%。捏合處理1小時，包裝即得普通銀元形鋁顏料。實施例2在Φ 1100X 1200臥式球磨機內(nèi)裝入3mm不銹鋼球2000kg，加入200#溶劑油300kg, D50為7-8 μ m的氮氣霧化微細球形鋁粉80kg，硬脂酸3kg，球磨8h，出料，壓濾。濾 液返回球磨工序。濾餅加入裝有2mm的氧化鋯球1500kg的Φ 1100X 1200臥式球磨機中， 加入200#溶劑油300kg，硬脂酸2kg，球磨10h，出料，壓濾，濾液返回球磨工序；濾餅加入裝 有1. 5mm的玻璃球IOOOkg的Φ 1100 X 1200臥式球磨機中，加入200#溶劑油300kg，硬脂酸 2kg，球磨15h，出料，500目篩分，壓濾，濾液返回球磨工序；濾餅加入捏合機中，同時加入少 量的抗氧化劑，少量的分散劑和適量的溶劑后，固含量變成70%。捏合處理1小時，包裝即 為高光澤度、強烈金屬感的銀元形鋁顏料。對比例2在Φ 1100X 1200臥式球磨機內(nèi)裝入2mm高碳鋼球2000kg，加入200#溶劑油 300kg, D50為7-8微米的氮氣霧化微細球形鋁粉80kg，硬脂酸3kg，球磨20h，出料，500目篩 分，壓濾，濾餅加入捏合機中，同時加入少量的抗氧化劑，少量的分散劑和適量的溶劑后，固 含量變成70%。捏合處理1小時，包裝即為普通銀元型產(chǎn)品。對上述各樣品進行色差分析，取上述經(jīng)捏合過的樣品1克，加入熱塑性丙烯酸清 漆10克，天那水20克，混合均勻后，噴涂到ABS片上，60°C條件下30min烘干。用&ite MA-68型分光光度計測量色差，測量結(jié)果列于表1中。在表1中，L15、L45和LllO分別是從 15度、45度和110度角測量反射光的強度獲得的數(shù)據(jù)，用于表征被測粉體光學(xué)性能的參數(shù)， L15值越大，表示光澤度越高；L45值越大，表示白度越高；Ll 10值越大，表示光澤度越差，即 鋁粉表面越粗糙。從數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過本發(fā)明工藝處理的產(chǎn)品，白度和亮度均明顯要高于 傳統(tǒng)工藝。表1.各樣品的色差測定結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種銀元形鋁顏料的制備方法，其特征在于，將d5(l在5-8 μ m之間的鋁粉進行三級 濕法球磨，所用磨球直徑在1. 0-3. Omm之間，其中，第一級球磨采用密度為7. 0-9. Og/cm3的磨球； 第二級球磨采用密度為5. 0-6. 9g/cm3的磨球； 第三級球磨采用密度為2. 0-4. Og/cm3的磨球。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一級研磨在鋁粉顆粒的徑厚比達到10-35 之間時停止。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二級研磨在鋁粉顆粒的徑厚比達到35-50 之間時停止。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)鋁粉的L15值逐步提高，并且在繼續(xù)球磨半小 時后再無明顯提高時停止所述第三級球磨。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述磨球的直徑在1.8-2. 2mm之間。
全文摘要
本發(fā)明提出一種銀元形鋁顏料的制備方法，其特征在于，將d50在5-8μm之間的鋁粉進行三級濕法球磨，所用磨球直徑在1.0-3.0mm之間，其中，第一級球磨采用密度為7.0-9.0g/cm3的磨球；第二級球磨采用密度為5.0-6.9g/cm3的磨球；第三級球磨采用密度為2.0-4.0g/cm3的磨球。采用該方法生產(chǎn)的片狀鋁顏料顆粒的表面平滑光潔，確保了鋁銀漿產(chǎn)品的高光澤度、高白度和高金屬感。
文檔編號C09C1/64GK102002266SQ20101052406
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者夏風(fēng), 梁曉斌, 羅夔 申請人:長沙族興金屬顏料有限公司