一種有機-無機雙層包覆水性銅金粉的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種有機?無機雙層包覆水性銅金粉的制備方法，屬于金屬粉體材料制備技術(shù)領(lǐng)域；本方法如下：在反應(yīng)器中加入醇類溶劑，邊攪拌邊加入洗滌干燥后的銅金粉和偶氮類引發(fā)劑，通入惰性氣體保護，再將丙烯酸酯類單體以滴加的方式加入反應(yīng)器中，包覆處理；真空抽濾后用無水乙醇洗滌、干燥，得到有機包覆銅金粉；將有機包覆銅金粉均勻分散在醇類溶劑中；正硅酸乙酯用醇類溶劑稀釋，去離子水、催化劑，用醇類溶劑稀釋；將上述兩者同時滴加至反應(yīng)器中，包覆處理；真空抽濾后用無水乙醇洗滌、干燥，即得到有機?無機雙層包覆水性銅金粉；通過本方法處理的銅金粉可在pH為8~9的水性樹脂中穩(wěn)定使用，未出現(xiàn)因銅金粉被腐蝕而導(dǎo)致漆液變藍的現(xiàn)象。
【專利說明】
一種有機-無機雙層包覆水性銅金粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種銅金粉的制備方法，具體涉及一種有機-無機雙層包覆水性銅金粉的制備方法，屬于金屬粉體材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]銅金粉是一種以銅、鋅為主要原料的，經(jīng)過熔煉、噴粉、球磨、拋光等工序加工而成的800目至1500目極細微的鱗片狀金屬粉末，又稱銅鋅合金粉，俗稱銅金粉。銅金粉因成分比例不同，其表面會呈現(xiàn)出黃、金黃、赤紅甚至紫色色澤。隨著鋅含量的不同，銅金粉展現(xiàn)出不同的色相，含鋅量低于10%稱為紅金，表面呈現(xiàn)淡金色效果;鋅含量在10%_25%時稱為青紅金，產(chǎn)生富淡金效果;鋅含量在25%-30%時稱為青金，產(chǎn)生富金效果。目前，各種不同色光的、細度和特性的銅金粉種類繁多，廣泛應(yīng)用于仿金屬裝飾性涂料、裝飾品的涂刷和包裝品的裝潢印刷。
[0003]現(xiàn)階段仿金屬涂料仍然以溶劑型為主，其中有機揮發(fā)物(V0C)含量為30%_70%，這不僅需要消耗石化能源，而且還會污染環(huán)境，損害人們身體健康。針對溶劑型仿金屬涂料的不足，涂料工業(yè)必須大力開發(fā)水性仿金屬涂料，這樣才有助于降低VOC的排放量，從而適應(yīng)消費者的要求和國家環(huán)保法規(guī)的政策。
[0004]隨著國家環(huán)保法規(guī)的完善和人們環(huán)保觀念的加強，水性仿金屬涂料終將代替溶劑型仿金屬涂料。銅金粉是一種金屬活性較強的合金，而水性涂料中所用的水性樹脂一般呈弱堿性，當銅金粉應(yīng)用于弱堿性的水性樹脂體系中時，銅金粉容易發(fā)生腐蝕反應(yīng)，使得銅金粉顏色變得灰暗，甚至在涂料中出現(xiàn)氣泡和發(fā)生顏色變化，至使水性仿金屬漆在制備及使用中產(chǎn)生了許多問題。為了使銅金粉可以在水性涂料體系中穩(wěn)定使用，需要將銅金粉進行表面處理，目前銅金粉的表面處理是兩種基于不同原理的技術(shù):一是添加劑技術(shù)，即在銅金粉粒子表面上以物理方法混合添加劑，通過靜電吸附等方式在銅金粉外層形成一個保護層，保護層起到阻隔作用，阻止銅金粉與腐蝕性介質(zhì)接觸，但形成的保護層不穩(wěn)定，在介質(zhì)中容易離解;二是包覆技術(shù)，將單個的銅金粉粉粒子被包覆起來，從而阻止銅金粉與腐蝕性介質(zhì)接觸，這種包覆穩(wěn)定，在介質(zhì)中不容易脫離。
[0005]包覆技術(shù)通常是在銅金粉表面覆蓋一層含鉻化合物或二氧化硅膜。鉻離子會污染環(huán)境，其應(yīng)用受到限制;二氧化硅膜具有優(yōu)異的化學(xué)惰性和親水性，其獨特的透明性不會損傷銅金粉的光澤性能。目前主要采用溶膠-凝膠法來形成二氧化硅膜，即利用有機硅的水解-縮聚在片狀銅金粉的表面包覆一層二氧化硅薄膜。但是，現(xiàn)有技術(shù)中，由于溶膠-凝膠的速度難以均一，且銅金粉微觀形狀的不規(guī)整，使得溶膠-凝膠法形成的二氧化硅膜存在包覆不完整、容易脫落等問題，因此不能完全阻止銅金粉與腐蝕介質(zhì)接觸，從而導(dǎo)致銅金粉被腐蝕。
[0006]采用雙層包覆處理方法，即在銅金粉表面進行一層包覆的基礎(chǔ)上再進行多一層的包覆，這樣可以對銅金粉實現(xiàn)完整的包覆處理。中國發(fā)明“水性銅金粉的制備方法”，申請?zhí)?01310290409.7，公開了一種水性銅金粉的制備方法，該制備方法通過無機_有機雙層包覆銅金粉，經(jīng)過雙層包覆后的銅金粉獲得完整的包覆膜。但是該方法采用的是先無機包覆后有機包覆的工藝，由于在第一步無機包覆過程中作為催化劑的氨水與未包覆的銅金粉直接接觸從而使銅金粉氧化腐蝕，最終會導(dǎo)致銅金粉顏色變黑。因此，現(xiàn)有技術(shù)的解決方案均不能在包覆完整、包覆層不脫落、包覆前后銅金粉色相一致上全面得以解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于水性涂料體系的銅金粉的制備方法，本方法通過采用雙層包覆膜法改性處理銅金粉，經(jīng)過第一道的有機包覆和第二道的無機包覆后，所得的銅金粉色相與未包覆前基本一致，其制備的漆膜具有華麗的仿金屬效果，通過本方法處理的銅金粉可在PH為8?9的水性樹脂中穩(wěn)定使用，未出現(xiàn)因銅金粉被腐蝕而導(dǎo)致漆液變藍的現(xiàn)象。
[0008]為實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下:
一種有機-無機雙層包覆水性銅金粉的制備方法，包括如下步驟:
(1)取片狀銅金粉于清洗槽中，加入酮類試劑洗滌I?2h，脫除表面殘留的有機溶劑，過濾，常溫干燥；
(2)在反應(yīng)器中加入80?100份醇類溶劑，邊攪拌邊加入20?30份經(jīng)過步驟(I)處理的銅金粉、0.05?0.3份偶氮類引發(fā)劑，向反應(yīng)器中通入惰性氣體保護，再將2?4份丙烯酸酯類單體以滴加的方式加入反應(yīng)器中，包覆溫度為70?80°C，包覆時間為2?4h;
(3)將包覆后得到的混合物進行真空抽濾，抽濾后得到的銅金粉用無水乙醇反復(fù)洗滌3?4遍，洗滌后的銅金粉于40?50 °C的干燥箱中干燥4?5h，即得到有機包覆銅金粉；
(4)在反應(yīng)器中加入有機包覆銅金粉20?30份，醇類溶劑80?100份，將有機包覆銅金粉均勻分散在醇類溶劑中；取正硅酸乙酯8?12份，用10份醇類溶劑稀釋;取去離子水15?30份，催化劑3?5份，用25份醇類溶劑稀釋;將上述兩者同時滴加至反應(yīng)器中，控制在I?1.5h滴加完畢，包覆溫度為35?45 °C，包覆時間為4?6h;
(5)將包覆后得到的混合物進行真空抽濾，抽濾后得到的銅金粉用無水乙醇反復(fù)洗滌3?4遍，洗滌后的銅金粉于40?50°C的干燥箱中干燥4?5h，即得到有機-無機雙層包覆水性銅金粉。
[0009]所述的酮類試劑為丙酮。
[0010]所述醇類溶劑為乙醇、正丁醇、正丙醇、異丙醇中的一種或幾種的混合。
[0011]所述的偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。
[0012]所述的丙烯酸酯類單體為丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一種或幾種的混合。
[0013]所述的催化劑為氨水、冰醋酸、檸檬酸、抗壞血酸中的一種或幾種的混合。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
I.本發(fā)明的有機-無機雙層包覆水性銅金粉。采用先有機包覆，后無機包覆的方法，這樣可以在銅金粉表面有機包覆中形成中性環(huán)境，從而避免無機包覆過程中的催化劑腐蝕未包覆的銅金粉;外層的二氧化硅膜具有親水性，這樣有利于銅金粉在水性涂料中的潤濕和分散；
2.本發(fā)明的有機-無機雙層包覆水性銅金粉，包覆緊密，包覆層不容易破壞，耐堿性佳，適用于弱堿性的水性樹脂體系中；
3.本發(fā)明的有機-無機雙層包覆水性銅金粉，包覆膜厚度適中，對銅金粉金屬光澤和色相影響小。
【具體實施方式】
[0015]下面通過實例對本發(fā)明做進一步詳細說明，這些實例僅用來說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的范圍；
實施例1
(1)取片狀銅金粉于清洗槽中，加入丙酮洗滌I?2h，脫除表面殘留的有機溶劑，過濾，常溫干燥；
(2)在反應(yīng)器中加入80份正丁醇，邊攪拌邊加入25份經(jīng)過步驟(I)處理的銅金粉、0.25份偶氮二異丁腈引發(fā)劑，向反應(yīng)器中通入N2氣保護，再將2.24份三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、0.078份丙烯酸、0.17份苯乙烯混合均勻以滴加的方式加入反應(yīng)器中，包覆溫度為80°C，包覆時間為4h;
(3)將包覆后得到的混合物進行真空抽濾，抽濾后得到的銅金粉用無水乙醇反復(fù)洗滌3遍，洗滌后的銅金粉于40°C的干燥箱中干燥4h，即得到有機包覆銅金粉；
(4)在反應(yīng)器中加入有機包覆銅金粉20份，異丙醇80份，將有機包覆銅金粉均勻分散在醇類溶劑中；取正硅酸乙酯10份，用10份異丙醇溶劑稀釋；取去離子水25.2份，氨水3.4份，用25份異丙醇溶劑稀釋;將上述兩者同時滴加至反應(yīng)器中，控制在Ih滴加完畢，包覆溫度為40°(:，包覆時間為611;
(5)將包覆后得到的混合物進行真空抽濾，抽濾后得到的銅金粉用無水乙醇反復(fù)洗滌3遍，洗滌后的銅金粉于40°C的干燥箱中干燥4h，即得到有機-無機雙層包覆水性銅金粉。
[0016]實施例2
(1)取片狀銅金粉于清洗槽中，加入丙酮洗滌I?2h，脫除表面殘留的有機溶劑，過濾，常溫干燥；
(2)在反應(yīng)器中加入80份正丁醇，邊攪拌邊加入25份經(jīng)過步驟(I)處理的銅金粉、0.25份偶氮二異丁腈引發(fā)劑，向反應(yīng)器中通入N2氣保護，再將2.24份三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、0.078份丙烯酸、0.17份苯乙烯混合均勻以滴加的方式加入反應(yīng)器中，包覆溫度為80°C，包覆時間為4h;
(3)將包覆后得到的混合物進行真空抽濾，抽濾后得到的銅金粉用無水乙醇反復(fù)洗滌3遍，洗滌后的銅金粉于40°C的干燥箱中干燥4h，即得到有機包覆銅金粉；
(4)在反應(yīng)器中加入有機包覆銅金粉20份，異丙醇80份，將有機包覆銅金粉均勻分散在異丙醇中；取正硅酸乙酯10份，用10份異丙醇溶劑稀釋;取去離子水25.2份，冰醋酸4.8份，用25份異丙醇稀釋；將上述兩者同時滴加至反應(yīng)器中，控制在Ih滴加完畢，包覆溫度為40°C，包覆時間為6h;
(5)將包覆后得到的混合物進行真空抽濾，抽濾后得到的銅金粉用無水乙醇反復(fù)洗滌3遍，洗滌后的銅金粉于40°C的干燥箱中干燥4h，即得到有機-無機雙層包覆水性銅金粉。
[0017]實施例3
(I)取片狀銅金粉于清洗槽中，加入丙酮洗滌I?2h，脫除表面殘留的有機溶劑，過濾，常溫干燥；
(2)在反應(yīng)器中加入80份正丁醇，邊攪拌邊加入25份經(jīng)過步驟(I)處理的銅金粉、0.25份偶氮二異丁腈引發(fā)劑，向反應(yīng)器中通入N2氣保護，再將2.24份三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、0.078份丙烯酸和0.17份苯乙烯混合均勻以滴加的方式加入反應(yīng)器中，包覆溫度為80°C，包覆時間為4h;
(3)將包覆后得到的混合物進行真空抽濾，抽濾后得到的銅金粉用無水乙醇反復(fù)洗滌3遍，洗滌后的銅金粉于40°C的干燥箱中干燥4h，即得到有機包覆銅金粉；
(4)在反應(yīng)器中加入有機包覆銅金粉20份，異丙醇80份，將有機包覆銅金粉均勻分散在異丙醇中；取正硅酸乙酯10份，用10份異丙醇溶劑稀釋;取去離子水25.2份，檸檬酸4.3份，用25份醇類溶劑稀釋;將上述兩者同時滴加至反應(yīng)器中，控制在Ih滴加完畢，包覆溫度為40°C，包覆時間為6h;
(5)將包覆后得到的混合物進行真空抽濾，抽濾后得到的銅金粉用無水乙醇反復(fù)洗滌3遍，洗滌后的銅金粉于40°C的干燥箱中干燥4h，即得到有機-無機雙層包覆水性銅金粉。
[0018]實施例4
(1)取片狀銅金粉于清洗槽中，加入丙酮洗滌Ih，脫除表面殘留的有機溶劑，過濾，常溫干燥；
(2)在反應(yīng)器中加入90份乙醇，邊攪拌邊加入20份經(jīng)過步驟(I)處理的銅金粉、0.05份偶氮二異丁腈引發(fā)劑，向反應(yīng)器中通入N2氣保護，再將2份甲基丙烯酸甲酯以滴加的方式加入反應(yīng)器中，包覆溫度為70 °C，包覆時間為2h;
(3)將包覆后得到的混合物進行真空抽濾，抽濾后得到的銅金粉用無水乙醇反復(fù)洗滌4遍，洗滌后的銅金粉于50°C的干燥箱中干燥4h，即得到有機包覆銅金粉；
(4)在反應(yīng)器中加入有機包覆銅金粉30份，乙醇90份，將有機包覆銅金粉均勻分散在乙醇中；取正硅酸乙酯8份，用10份乙醇稀釋;取去離子水15份，冰醋酸3份，用25份乙醇稀釋；將上述兩者同時滴加至反應(yīng)器中，控制在1.5h滴加完畢，包覆溫度為35°C，包覆時間為4h;
(5)將包覆后得到的混合物進行真空抽濾，抽濾后得到的銅金粉用無水乙醇反復(fù)洗滌4遍，洗滌后的銅金粉于50°C的干燥箱中干燥5h，即得到有機-無機雙層包覆水性銅金粉。
[0019]實施例5
(1)取片狀銅金粉于清洗槽中，加入丙酮洗滌I?2h，脫除表面殘留的有機溶劑，過濾，常溫干燥；
(2)在反應(yīng)器中加入100份正丙醇，邊攪拌邊加入30份經(jīng)過步驟(I)處理的銅金粉、0.3份偶氮二異丁腈引發(fā)劑，向反應(yīng)器中通入N2氣保護，再將4份丙烯酸丁酯以滴加的方式加入反應(yīng)器中，包覆溫度為75 °C，包覆時間為3h;
(3)將包覆后得到的混合物進行真空抽濾，抽濾后得到的銅金粉用無水乙醇反復(fù)洗滌4遍，洗滌后的銅金粉于45°C的干燥箱中干燥5h，即得到有機包覆銅金粉；
(4)在反應(yīng)器中加入有機包覆銅金粉25份，正丙醇100份，將有機包覆銅金粉均勻分散在正丙醇中；取正硅酸乙酯12份，用10份正丙醇稀釋;取去離子水30份，抗壞血酸5份，用25份正丙醇稀釋;將上述兩者同時滴加至反應(yīng)器中，控制在Ih滴加完畢，包覆溫度為45°C，包覆時間為5h;
(5)將包覆后得到的混合物進行真空抽濾，抽濾后得到的銅金粉用無水乙醇反復(fù)洗4遍，洗滌后的銅金粉于45°C的干燥箱中干燥5h，即得到有機-無機雙層包覆水性銅金粉。
[0020]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種有機-無機雙層包覆水性銅金粉的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)取片狀銅金粉于清洗槽中，加入酮類試劑洗滌I?2h，脫除表面殘留的有機溶劑，過濾，常溫干燥； (2)在反應(yīng)器中加入80?100份醇類溶劑，邊攪拌邊加入20?30份經(jīng)過步驟(I)處理的銅金粉、0.05?0.3份偶氮類引發(fā)劑，向反應(yīng)器中通入惰性氣體保護，再將2?4份丙烯酸酯類單體以滴加的方式加入反應(yīng)器中，包覆溫度為70?80°C，包覆時間為2?4h; (3)將包覆后得到的混合物進行真空抽濾，抽濾后得到的銅金粉用無水乙醇反復(fù)洗滌3?4遍，洗滌后的銅金粉于40?50 °C的干燥箱中干燥4?5h，即得到有機包覆銅金粉； (4)在反應(yīng)器中加入有機包覆銅金粉20?30份，醇類溶劑80?100份，將有機包覆銅金粉均勻分散在醇類溶劑中；取正硅酸乙酯8?12份，用10份醇類溶劑稀釋;取去離子水15?30份，催化劑3?5份，用25份醇類溶劑稀釋;將上述兩者同時滴加至反應(yīng)器中，控制在I?1.5h滴加完畢，包覆溫度為35?45 °C，包覆時間為4?6h; (5)將包覆后得到的混合物進行真空抽濾，抽濾后得到的銅金粉用無水乙醇反復(fù)洗滌3?4遍，洗滌后的銅金粉于40?50°C的干燥箱中干燥4?5h，即得到有機-無機雙層包覆水性銅金粉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有機-無機雙層包覆水性銅金粉的制備方法，其特征在于:所述的酮類試劑為丙酮。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有機-無機雙層包覆水性銅金粉的制備方法，其特征在于:所述醇類溶劑為乙醇、正丁醇、正丙醇、異丙醇中的一種或幾種的混合。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有機-無機雙層包覆水性銅金粉的制備方法，其特征在于:所述的偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有機-無機雙層包覆水性銅金粉的制備方法，其特征在于:所述的丙烯酸酯類單體為丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯中的一種或幾種的混合。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有機-無機雙層包覆水性銅金粉的制備方法，其特征在于:所述的催化劑為氨水、冰醋酸、檸檬酸、抗壞血酸中的一種或幾種的混合。
【文檔編號】C09C1/66GK105968887SQ201610308343
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】梁亮, 李卓麟, 江建東
【申請人】廣東德麗雅漆業(yè)有限公司, 廣東工業(yè)大學(xué)