CN101585978B - 一种高亮度铝颜料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高亮度铝颜料的制备方法，属铝颜料的制备技术领域，按以下工艺步骤进行：A、在辊式涂布机上将可剥树脂辊涂在高聚物薄膜的形成镀铝膜载体；B、将镀铝膜载体置于真空镀铝机中，在可剥树脂上进行真空镀铝形成有镀铝层的镀铝膜；C、将镀铝膜置于剥膜机中，用有机溶剂溶解可剥树脂，使得镀铝层和高聚物薄膜分离形成悬浮液；D、在离心机上将悬浮液进行液固相分离，得到粒径为20～50μ的铝片聚集体；E、在万能粉碎分散乳化机上将铝片聚集体搅拌、粉碎，得到粒径为6～10μ的铝片；F、将铝片与有机溶剂混合，搅拌，形成固含量为10～20％的高亮度铝颜料。本发明工艺合理，能有效减少环境污染，提高铝颜料综合性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种高亮度铝颜料的制备方法，属铝颜料的制备技术领域。
背景技术
受新科技带动的生活方式所驱使，银色效果在市场上相当流行。许多消费品，如汽车、家用电器等，它们的外观都是金属效果。目前为在消费品表面产生金属效果，往往采用铝颜料。
现有普遍使用的铝颜料是用湿法球磨的方法制成的。将原料铝粉在脂肪酸、溶剂、钢球的作用下进行球磨，使之成为扁平状的铝片。这些铝片的厚度为200～500纳米。通过筛分进而得到不同粒径的铝片，将这些铝片和高沸点的有机溶剂进行捏合，最后形成铝含量为60～70％的膏状物，俗称“铝浆”。用球磨法生产的铝颜料应用于涂料和印刷油墨中，可以在金属、塑料或者纸张表面得到金属闪光效果。这种铝颜料可广泛用于汽车漆、家电漆、包装油墨、画册油墨等领域。由于用球磨法生产的铝颜料铝片厚度较厚，铝片表面光滑性较差，因此难以达到类似镜面或镀鉻的金属效果。
目前在金属、塑料以及纸张表面要想获得高亮度金属效果时，主要还是使用传统的电镀工艺。但电镀过程中产生的三废(废气、废液、废物)会造成严重的环境污染。如果要进行深度的三废处理，就必须投入大量的资金。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺合理，能有效减少环境污染，提高铝颜料综合性能的高亮度铝颜料的制备方法。
本发明为一种高亮度铝颜料的制备方法，其特征在于按以下工艺步骤进行：
A、在辊式涂布机上将可剥树脂辊涂在高聚物薄膜的一面或两面上形成镀铝膜载体，可剥树脂的辊涂量为每平方米高聚物薄膜10～30克；
B、将镀铝膜载体置于真空镀铝机中，在可剥树脂上进行真空镀铝形成一面或两面有镀铝层的镀铝膜，其镀铝层的厚度为13～60纳米；
C、将镀铝膜置于剥膜机中，用有机溶剂溶解镀铝层和高聚物薄膜之间的可剥树脂，使得镀铝层和高聚物薄膜分离，在有机溶剂中形成液固混合体，即悬浮液，固相即铝片；
D、在离心机上将悬浮液进行液固相分离，得到粒径为20～50μ的铝片聚集体；
E、在万能粉碎分散乳化机上将铝片聚集体搅拌、粉碎，得到粒径为6～10μ的铝片；
F、将铝片与有机溶剂混合，搅拌，形成固含量为10～20％的高亮度铝颜料。
所述高聚物薄膜的材料可为聚酯，聚丙烯，聚酰胺，聚乙烯，聚氯乙烯等的任一种。
所述可剥树脂可为丙烯酸及其共聚物或聚氯乙烯或硝基纤维素等。所述的可剥树脂可先与有机溶剂混合，配成10～20％的有机溶剂溶液，再辊涂在高聚物薄膜上，其有机溶剂为二甲苯，丙酮，丁酮，乙酸乙酯等的任一种或一种以上的混合物。
所述的镀铝膜的一面或两面上还可再按步骤A和B的工艺辊涂可剥树脂和真空镀铝，形成一面或两面有双层镀铝层的镀铝膜。
所述步骤C中的有机溶剂可为丙二醇甲醚，二甲苯，丙酮，丁酮，乙酸乙酯等的任一种或一种以上的混合物。所述步骤F中的有机剂可为醋酸乙酯，醋酸正丙酯，丙二醇甲醚，丙二醇甲醚醋酸酯，乙二醇丁醚等的任一种。
所述的步骤D可先用三足离心机进行第一次分离，再用管式分离机将悬浮液再次分离。
所述步骤A中可剥树脂的辊涂量可为每平方米高聚物薄膜20±5克。
所述步骤B中镀铝层的厚度可优选为15～30纳米。
本发明与现有技术相比，具有以下突出优点和积极效果：
1、本发明制备铝颜料所用的铝原料的原理是利用真空物理气相沉积法将铝镀在涂覆了可剥树脂的高聚物薄膜上。可剥树脂在这里起到连接镀铝层和高聚物薄膜的作用。涂覆了可剥树脂的高聚物薄膜以400～1000米/分的运行速度通过布满来自蒸发舟上的铝蒸发的区域时，铝蒸发被吸附沉积在高聚物薄膜上树脂的表面，形成纳米级镀铝膜。用电阻法控制镀铝层的厚度。镀铝层厚度对获得理想的高亮度铝颜料的性能起着至关重要的作用，厚度越薄，金属感越强，色相也越暗；厚度越厚，金属感越弱，色相也越白。如此制得的镀铝层作为本发明所述的高亮度铝颜料的原料，其铝的纯度可达99，99％，比用传统球磨法制铝颜料所用的铝的纯度高。
2、利用可剥树脂在溶剂中的溶解性将真空镀铝膜中的铝剥离下来。将真空镀铝膜置于剥膜机中，用有机溶剂溶解镀铝层和高聚物薄膜之间的可剥树脂，使得镀铝层和高聚物薄膜分离，在有机溶剂中形成液固混合体，即悬浮液，固相即铝片。选择有机溶剂的前提是它们同铝不发生反应。同传统铝颜料用球磨法制得的铝片比，用这种方法得到的铝片，由于其表面没有受到机械损伤，也没有生成氧化层，因此，会展现更好的光亮度。
3、利用铝片和溶剂的比重差将混合在溶剂中的铝从溶剂中分离。用离心机将液固相分离，进而将有机溶剂排除，得到铝片的聚集体。可先用三足离心机进行第一次分离，将被分离的悬浮液从设备的顶部加入转鼓，在离心力的作用下，流向转鼓壁，液相经转鼓壁上的滤网与滤孔抛向机壳空间，汇集在底盘内，经排液管排出，而固相存留在转鼓内，进而达到分离目的；接着用管式分离机将悬浮液再次分离，悬浮液由设备底部进液口射入，离心力使料液沿转鼓内壁向上流动，因悬浮液经第一次分离后残存的铝片与溶剂的密度差而使铝片分离，从而最大限度的收集铝片。
4、经液固相分离后得到的铝片聚集体粒径在20～50μ，这个粒径尺寸不适用于涂料特别是印刷油墨的应用，必须将铝片进一步粉碎。用万能粉碎分散乳化机将铝片聚集体搅拌、粉碎。该设备在狭窄的工作过道内安装了转子刀片和定子刀片，利用二者的相对高速切割从而产生强烈的摩擦，进而将大颗粒的铝片粉碎。根据加工时间的不同得到不同粒径的铝片。
5、由本发明制得的高亮度铝颜料，在颜料形状、粒子厚度和表面特性方面完全优于用球磨法生产的铝颜料，可以使涂层、印刷油墨层具有优异的附着力、抗冲击力、耐腐蚀性、耐气候性、耐磨性、耐擦伤性以及良好的防锈性能。达到消费者所要求的高亮度类似镜面或镀铬的金属效果。而且处理后的废液中不含任何有害重金属，安全无公害，无任何污染，不仅可以缓解普通电镀对人类生存环境造成的严重污染问题，而且在成本、装饰性和应用范围方面又弥补了普通电镀具有的一些不可避免的缺陷，推广和应用前景十分广阔。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述，但不局限于此。
本发明所述的辊式涂布机、真空镀铝机、剥膜机、离心机、万能粉碎分散乳化机均为现有技术中的生产设备。
实施例1：用10％的硝基纤维素树脂同二甲苯混合，搅拌均匀后辊涂在聚酯薄膜上形成镀铝膜载体，涂覆的硝基纤维素树脂量为每平方米聚酯薄膜涂20克。将镀铝膜载体送入真空镀铝机进行真空镀铝形成镀铝膜，镀铝层的厚度控制在30±2纳米。将镀铝膜在剥膜机上对镀铝层进行剥离，悬浮液中的铝片重量为镀铝膜重量的1％，剥膜机里的有机溶剂为50％的二甲苯和50％的丁酮。
实施例2：将10％的硝基纤维素树脂辊涂在聚酯薄膜上形成镀铝膜载体，涂覆的硝基纤维素树脂量为每平方米聚酯薄膜涂20克。将镀铝膜载体送入真空镀铝机进行真空镀铝形成镀铝膜，镀铝层的厚度控制在30±2纳米。将镀铝膜在剥膜机上对镀铝层进行剥离，悬浮液中的铝片重量为镀铝膜重量的1％，剥膜机里的有机溶剂为25％的二甲苯、25％的丙酮、25％的丁酮和25％的醋酸丁酯。
实施例3：将丙烯酸树脂在二甲苯中分散，配成20％的二甲苯溶液，然后辊涂在聚酯薄膜上形成镀铝膜载体，涂覆的丙烯酸树脂量为每平方米聚酯薄膜涂20克。将镀铝膜载体送入真空镀铝机进行真空镀铝形成镀铝膜，镀铝层的厚度控制在30±2纳米。将镀铝膜在剥膜机上对镀铝层进行剥离，悬浮液中的铝片重量为镀铝膜重量的1％，剥膜机里的有机溶剂为50％的二甲苯、30％的丁酮和20％的丙酮。
实施例4：将丙烯酸共聚物树脂和甲基丙烯酸甲酯树脂在50％的二甲苯和50％的丁酮中分散，配成20％的溶液，然后辊涂在聚酯薄膜上形成镀铝膜载体，涂覆的树脂量为每平方米聚酯薄膜涂20克。将镀铝膜载体送入真空镀铝机进行真空镀铝形成镀铝膜，镀铝层的厚度控制在30±2纳米。将镀铝膜在剥膜机上对镀铝层进行剥离，悬浮液中的铝片重量为镀铝膜重量的1％，剥膜机里的有机溶剂为45％的二甲苯、45％的丁酮和10％的丙酮。
实施例5：用10％的硝基纤维素树脂同二甲苯混合，搅拌均匀后辊涂在聚酯薄膜上形成镀铝膜载体，涂覆的硝基纤维素树脂量为每平方米聚酯薄膜涂20克。将镀铝膜载体送入真空镀铝机进行真空镀铝形成镀铝膜，镀铝层的厚度控制在15±2纳米。将镀铝膜在剥膜机上对镀铝层进行剥离，悬浮液中的铝片重量为镀铝膜重量的0，5％，剥膜机里的有机溶剂为50％的二甲苯和50％的丁酮。
实施例6：将10％的硝基纤维素树脂辊涂在聚酯薄膜上形成镀铝膜载体，涂覆的硝基纤维素树脂量为每平方米聚酯薄膜涂20克。将镀铝膜载体送入真空镀铝机进行真空镀铝形成镀铝膜，镀铝层的厚度控制在15±2纳米。将镀铝膜在剥膜机上对镀铝层进行剥离，悬浮液中的铝片重量为镀铝膜重量的0，5％，剥膜机里的有机溶剂为25％的二甲苯、25％的丙酮、25％的丁酮和25％的醋酸丁酯。
实施例7：用10％的硝基纤维素树脂同二甲苯混合，搅拌均匀后辊涂在聚酯薄膜上形成镀铝膜载体，涂覆的硝基纤维素树脂量为每平方米聚酯薄膜涂20克。将镀铝膜载体送入真空镀铝机进行真空镀铝形成镀铝膜，镀铝层的厚度控制在40±2纳米。将镀铝膜在剥膜机上对镀铝层进行剥离，悬浮液中的铝片重量为镀铝膜重量的1％，剥膜机里的有机溶剂为50％的二甲苯和50％的丁酮。
实施例8：用10％的硝基纤维素树脂同二甲苯混合，搅拌均匀后辊涂在聚酯薄膜上形成镀铝膜载体，涂覆的硝基纤维素树脂量为每平方米聚酯薄膜涂20克。将镀铝膜载体送入真空镀铝机进行真空镀铝形成镀铝膜，镀铝层的厚度控制在50±2纳米。将镀铝膜在剥膜机上对镀铝层进行剥离，悬浮液中的铝片重量为镀铝膜重量的1.2％，剥膜机里的有机溶剂为50％的二甲苯和50％的丁酮。
实施例9：将上述实施例1～8中含铝片的悬浮液在三足离心机和管式离心机上进行分离，从而得到粒径为20～50μ的铝片聚集体。将铝片聚集体在万能粉碎分散乳化机搅拌、粉碎，形成粒径为6～10μ的铝片。再分别用醋酸乙酯或丙二醇甲醚将上述粒径为6～10μ的铝片配制成固含量为10％的高亮度铝颜料。
实施例10：将用醋酸乙酯配制成的高亮度铝颜料按以下配方配成涂料，在钢板表面进行喷涂施工，在120℃烘烤15分钟后形成镜面效果的涂层。
高亮度铝颜料 5克
丙烯酸树脂 1.5克
乙酸丁酸纤维素 1.5克
乙酸丁酯 40克
二甲苯 40克 总计：100克
实施例11：将用丙二醇甲醚配制成的高亮度铝颜料按以下配方配成涂料，在塑料表面进行喷涂施工，在60℃烘烤10分钟后形成镜面效果的涂层。
高亮度铝颜料 5克
丙烯酸树脂 1.5克
异氰酸酯树脂 0.6克
乙酸丁酸纤维素 1.5克
乙酸丁酯 45.4克
二甲苯 46克 总计：100克
实施例12：将用醋酸乙酯配制成的高亮度铝颜料按以下配方配成油墨，在纸张表面进行凹版印刷，油墨在80℃干燥后形成镜面效果的墨层。
高亮度铝颜料 31克
硝基纤维素树脂 14克
乙酸乙酯 31克
乙酸正丙酯 24克 总计：100克
实施例13：将用丙二醇甲醚配制成的高亮度铝颜料按以下配方配成油墨，在聚酯膜表面进行丝网印刷，油墨在空气中干燥后形成镜面效果的墨层。
高亮度铝颜料 50克
丙烯酸树脂 9克
乙酸丁酸纤维素 17克
丙二醇甲醚 24克 总计：100克
从以上的实施例可以得出，通过本发明可以成功制成高亮度铝颜料，而且这种颜料可以在涂料和印刷油墨中应用，进而满足人们日常生活的需求，从而取得经济效益。
Claims (6)
1. 一种高亮度铝颜料的制备方法，其特征在于，按以下工艺步骤进行：
A、在辊式涂布机上将可剥树脂辊涂在高聚物薄膜的一面或两面上形成镀铝膜载体，可剥树脂的辊涂量为每平方米高聚物薄膜10~30克；
B、将镀铝膜载体置于真空镀铝机中，在可剥树脂上进行真空镀铝形成一面或两面有镀铝层的镀铝膜，其镀铝层的厚度为13~60纳米；
C、将镀铝膜置于剥膜机中，用有机溶剂溶解镀铝层和高聚物薄膜之间的可剥树脂，使得镀铝层和高聚物薄膜分离，在有机溶剂中形成液固混合体，即悬浮液，固相即铝片；
D、在离心机上将悬浮液进行液固相分离，得到粒径为20~50μ的铝片聚集体；
E、在万能粉碎分散乳化机上将铝片聚集体搅拌、粉碎，得到粒径为6~10μ的铝片；
F、将铝片与有机溶剂混合，搅拌，形成固含量为10～20%的高亮度铝颜料；
所述高聚物薄膜的材料为聚酯，聚丙烯，聚酰胺，聚乙烯，聚氯乙烯的任一种；
所述可剥树脂为丙烯酸及其共聚物或聚氯乙烯或硝基纤维素；
所述步骤C中的有机溶剂为丙二醇甲醚，二甲苯，丙酮，丁酮，乙酸乙酯的任一种或一种以上的混合物；
所述步骤F中的有机溶剂为醋酸乙酯，醋酸正丙酯，丙二醇甲醚，丙二醇甲醚醋酸酯，乙二醇丁醚的任一种。
2.按权利要求1所述高亮度铝颜料的制备方法，其特征在于，所述的可剥树脂先与有机溶剂混合，配成10～20%的有机溶剂溶液，再辊涂在高聚物薄膜上，其有机溶剂为二甲苯，丙酮，丁酮，乙酸乙酯的任一种或一种以上的混合物。
3.按权利要求1所述高亮度铝颜料的制备方法，其特征在于，所述的镀铝膜的一面或两面上还可再按步骤A和B的工艺辊涂可剥树脂和真空镀铝，形成一面或两面有双层镀铝层的镀铝膜。
4.按权利要求1所述高亮度铝颜料的制备方法，其特征在于，所述的步骤D先用三足离心机进行第一次分离，再用管式分离机将悬浮液再次分离。
5.按权利要求1所述高亮度铝颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤A中可剥树脂的辊涂量为每平方米高聚物薄膜20±5克。
6.按权利要求1所述高亮度铝颜料的制备方法，其特征在于，所述步骤B中镀铝层的厚度为15~30纳米。
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