CN101747668B - 铝粉颜料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝粉颜料，包括90±1重量份的铝粉，和9±1重量份的气相二氧化硅。在铝粉颜料中加入气相二氧化硅，能够使得铝粉颜料分散性好、平整度高且易于静电喷涂工艺。本发明还提供了一种铝粉颜料的制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属颜料，特别涉及一种铝粉颜料及其制造方法。
背景技术
铝为银灰色的金属，相对分质量26.98，相对密度2.55，纯度99.5％的铝熔点为685℃，沸点2065℃，熔化潜热323kJ/g，铝有还原性，极易氧化，在氧化过程中放热。急剧氧化时每克放热15.5kJ/g，铝是延展性金属，易加工。金属铝表面的氧化膜膜透明、且有很好的化学稳定性。
颜料用的铝粉是指粒子呈鳞片状，表面包覆处理剂且宜于做颜料的铝粉。颜料用铝粉与其他颜料相比，更具有其特性，表现在以下几方面：
1、鳞片状遮盖的特性。铝粉粒子呈鳞片状，其片径与厚度的比例大约为(40：1)-(100：1)，铝粉分散到载体后具有与底材平行的特点，众多的铝粉互相连接，大小粒子相互填补形成连续的金属膜，遮盖了底材，又反射涂膜外的光线，这就是铝粉特有的遮盖力。铝粉遮盖力的大小取决于表面积的大少，也就是径厚比。铝在研磨过程中被延展，径厚比不断增加，遮盖力也随之加大。
2、铝粉的屏蔽特性。分散在载体内的铝粉发生漂浮运动，其运动的结果总是使自身与被载体涂装的底材平行，形成连续的铝粉层，而且这种铝粉层在载体膜内多层平行排列。各层铝粉之间的孔隙互相错开，切断了载体膜的毛细微孔，外界的水分、气体无法透过毛细孔到达底材，这种特点就是铝粉良好的物理屏蔽性。
3、铝粉的光学特性。铝粉由色浅、金属光泽高的铝制成，它的表面光洁，能反射可见光、紫外光和红外光的60％-90％，用含有铝粉的涂料涂装物体，其表面银白光亮，这就是铝粉反射光线的特征。
4、铝粉的“双色效应”特性铝粉由于具有金属光泽和平行于被涂物的特性，在含有透明颜料的载体中，铝粉的光泽度和颜色深浅随入射光的入射角度和视角的变化发生光和色的变化，这种特性称为“双色效应”。铝粉在涂膜内以不同层次排列，当入射光照射到各层铝鳞片时，因穿过不同厚度的涂膜受到不同的削弱，反射出的光线显然亮度也不同。当光线射入含透明颜料和铝粉的膜层内时，入射光透过颜料粒子成为有色光，再经过不同层次的铝粉反射出来，就会发生色调和金属光的变化，入射光和视角自垂直逐渐发生角位移动，光线则透过不同粒子数量的颜料和不同粒径的铝粉，反射出的光线的色调和金属光也发生无穷的变化。铝粉的这种特性，已广泛地应用于涂料内，作锤纹漆或金属漆。
5、铝粉的漂浮特性。颜料用铝粉及铝粉浆的一大种类是漂浮型的，它的特点是鳞片状浮于涂膜表层。
金属铝粉工业化生产很久以前就有，早期的生产方式是捣冲法，把铝碎屑放在捣冲机的凹槽内，捣杵在机械带动下连续冲打凹槽内的铝屑，具有延展性的铝在冲击下逐渐变成薄片并且破碎，在铝变得非常微薄细小后进行筛选，取出合乎要求的铝粉作为产品。捣冲法的生产效率很低，产品质量不易掌握，而且生产过程中粉尘很多，非常容易起火和爆炸。
1894年，德国Hamtag用球磨机生产铝粉，在球磨机内放入钢球、铝屑和润滑剂，利用飞动的钢球击碎铝屑之后成为鳞片状铝粉，在球磨机内和管道里充满惰性气体，这种方法仍然沿用，被称之为“干法生产”。
1910年，美国J·Hall发明了在球磨机内加入石油溶剂代替惰性气体，将微细铝粉(直径小于100微米)与有机溶剂、分散剂等按一定比例混合后置于球磨机研磨，之后经筛分、压滤，制成铝浆滤饼，再将滤饼烘干，筛分成一定粒度的铝银粉。这种方法设备简单，工艺安全，产品使用起来非常方便，很快为世界各国所采用。现代绝大多数铝粉颜料都采用这种方法，这种方法也称之为“湿法”。
但是，目前“湿法”制成的铝银粉在使用时分散性不好，白亮度差，遮盖力差，颗粒度不好，做成涂料或油墨后平整度不好。
因此，需要发明一种新的铝粉颜料及其制造方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的在于基于现有技术的不足而提供一种分散性好、平整度高及易于静电喷涂工艺的铝粉颜料。本发明还提供了一种制造分散性好、平整度高及易于静电喷涂工艺的铝粉颜料的方法。
本发明提供一种铝粉颜料，包括90±1重量份的铝粉，和9±1重量份的气相二氧化硅。
气相二氧化硅能耐高温，它不是传统意义上的分散剂，但在铝粉中因其细微且耐高温，能起到意想不到的分散作用。在铝粉颜料中加入气相二氧化硅，能够使得铝粉颜料分散性好、平整度高且易于静电喷涂工艺。
作为本发明优选实施方式，所述的铝粉颜料还含有1±1重量份的有机溶剂。
所述的有机溶剂主要是低沸点有机溶剂，例如丙酸甲酯、丙酸乙酯等。
本发明还提供一种制造铝粉颜料的方法，包括以下步骤：
(1)将微细铝粉与有机溶剂、分散剂混合后置于球磨机研磨；
(2)筛分、压滤，制成铝浆滤饼；
(3)在滤饼中加入重量比10％—15％的气相二氧化硅，搅拌均匀；
(4)将滤饼烘干；
(5)筛分成铝粉颜料。
普通分散剂在烘干时或者会跑掉，从而起不到作用，或者会熔化，冷却后又会凝聚，使铝片成团，进而也起不到作用；在滤饼中加入气相二氧化硅(直径小于1um)作为分散剂，气相二氧化硅能耐高温，它不是传统意义上的分散剂，但在铝银粉中因其细微且耐高温，能起到意想不到的分散作用。
作为本发明优选实施方式，制造铝粉颜料的方法在所述的步骤(2)和步骤(3)之间还包括步骤(21)：采用低沸点有机溶剂清洗铝浆滤饼，压滤，制成铝浆滤饼。
因研磨时使用的有机溶剂都是高沸点的(沸点在200℃左右)，用低沸点溶剂多次清洗滤饼，可以将滤饼中的高沸点溶剂置换出来，可使烘干时温度低一些(小于100℃)。低温烘干可以最大限度保证铝片被氧化得尽量少，从而保持了铝片的明亮色彩。
作为本发明优选实施方式，制造铝粉颜料的方法在所述的步骤(21)中采用超声波清洗机清洗铝浆滤饼。
用超声波清洗机来清洗铝浆滤饼，能保证研磨时附着在铝浆滤饼上的有机助剂(比如油酸)最大限度被清洗干净。烘干时，铝片就不会被残留的有机助剂粘到一起而成团。
作为本发明优选实施方式，制造铝粉颜料的方法在所述的步骤(4)烘干中通入氮气或惰性气体的同时抽真空。
烘干时，在烘箱的一边抽真空，另一边慢慢加入氮气或惰性气体，作用有三个：(1)抽真空能够加快带走有机溶剂；(2)因铝片易燃，加入氮气或惰性气体可起保护作用，降低危险性；(3)降低铝片的氧化程度，最大限度保持铝片的明亮色彩。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面将进一步阐述本发明的具体实施例。
实施例1
本发明的一种铝粉颜料，包括90重量份的铝粉，和9重量份的气相二氧化硅。
气相二氧化硅能耐高温，它不是传统意义上的分散剂，但在铝粉中因其细微且耐高温，能起到意想不到的分散作用。在铝粉颜料中加入气相二氧化硅，能够使得铝粉颜料分散性好、平整度高且易于静电喷涂工艺。
在本发明的铝粉颜料的具体实施里中，上述的铝粉和气相二氧化硅的重量份允许有±1重量份的波动。
实施例2
本发明的一种铝粉颜料，包括91重量份的铝粉，和8重量份的气相二氧化硅还含有1重量份的丙酸甲酯。
所述的丙酸甲酯也可以是其他低沸点有机溶剂，例如丙酸乙酯等。
实施例3
本发明一种制造铝粉颜料的方法，包括以下步骤：
(1)将90重量份的微细铝粉与高沸点有机溶剂混合后置于球磨机研磨；
(2)筛分、压滤，制成铝浆滤饼；
(3)在滤饼中加入9重量份的气相二氧化硅，搅拌均匀；
(4)将滤饼烘干；
(5)筛分成铝粉颜料。
普通分散剂在烘干时或者会跑掉，从而起不到作用，或者会熔化，冷却后又会凝聚，使铝片成团，进而也起不到作用；在滤饼中加入气相二氧化硅(直径小于1um)作为分散剂，气相二氧化硅能耐高温，它不是传统意义上的分散剂，但在铝银粉中因其细微且耐高温，能起到意想不到的分散作用。
实施例4
本发明一种制造铝粉颜料的方法包括以下步骤：
(1)将90重量份的微细铝粉与高沸点有机溶剂混合后置于球磨机研磨；
(2)筛分、压滤，制成铝浆滤饼；
(21)：采用低沸点有机溶剂清洗铝浆滤饼，压滤，制成铝浆滤饼；
(3)在滤饼中加入9重量份的气相二氧化硅，搅拌均匀；
(4)将滤饼烘干；
(5)筛分成铝粉颜料。
因研磨时使用的有机溶剂都是高沸点的(沸点在200℃左右)，用低沸点溶剂多次清洗滤饼，可以将滤饼中的高沸点溶剂置换出来，可使烘干时温度低一些(小于100℃)。低温烘干可以最大限度保证铝片被氧化得尽量少，从而保持了铝片的明亮色彩。
实施例5
一种制造铝粉颜料的方法，其步骤基本与实施例4相同，区别仅在于在所述的步骤(21)中采用超声波清洗机清洗铝浆滤饼。
用超声波清洗机来清洗铝浆滤饼，能保证研磨时附着在铝浆滤饼上的有机助剂(比如油酸)最大限度被清洗干净。烘干时，铝片就不会被残留的有机助剂粘到一起而成团。
实施例6
一种制造铝粉颜料的方法，其步骤基本与实施例4相同，区别仅在于在所述的步骤(4)烘干中通入氮气或惰性气体的同时抽真空。
烘干时，在烘箱的一边抽真空，另一边慢慢加入氮气或惰性气体，作用有三个：(1)抽真空能够加快带走有机溶剂；(2)因铝片易燃，加入氮气或惰性气体可起保护作用，降低危险性；(3)降低铝片的氧化程度，最大限度保持铝片的明亮色彩。
实施例7
将铝粉与高沸点有机溶剂混合后置于球磨机研磨；筛分、压滤，制成铝浆滤饼；将铝浆滤饼与低沸点有机溶剂按重量比1：3-1：5置于超声波清洗机中清洗30—60分钟，将清洗过的细铝片通过压滤机压滤成滤饼，之后又将该滤饼与低沸点有机溶剂(与前种一样)按重量比1:5-1:10置于超声波清洗机清洗20—30分钟，将再次清洗过的细铝片通过压滤机压滤成滤饼，如此反复一次。之后在再次清洗过的滤饼中加入10％—15％(重量比)的气相二氧化硅(作为分散剂)一起置于搅拌机高速搅拌5—10分钟，然后再放到氮气烘箱中烘干，将烘干的铝粉筛分成我们需要的粒度，便得到了我们需要的高性能铝银粉。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.一种铝粉颜料，包括
90士1重量份的铝粉，
和9士1重量份的气相二氧化硅。
2.如权利要求1所述的铝粉颜料，其特征在于：所述的铝粉颜料还含有1重量份的有机溶剂。
3.一种制造铝粉颜料的方法，包括以下步骤：
(1)将微细铝粉与200℃左右的高沸点有机溶剂、分散剂混合后置于球磨机研磨；
(2)筛分、压滤，制成铝浆滤饼；
(3)在滤饼中加入重量比10％-15％的气相二氧化硅，搅拌均匀；
(4)将滤饼烘干；
(5)筛分成铝粉颜料。
4.如权利要求3所述的制造铝粉颜料的方法，其特征在于：在所述的步骤(2)和步骤(3)之间还包括
步骤(21)采用低沸点有机溶剂清洗铝浆滤饼，压滤，制成铝浆滤饼。
5.如权利要求4所述的制造铝粉颜料的方法，其特征在于：在所述的步骤(21)中采用超声波清洗机清洗铝浆滤饼。
6.如权利要求3所述的制造铝粉颜料的方法，其特征在于：在所述的步骤(4)烘干中通入氮气或惰性气体的同时抽真空。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: LUXI JINYUAN POWDER MATERIAL CO.,LTD. Assignor: Zuxing Metallic Pigments Co.,Ltd. Contract record no.: 2011430000046 Denomination of invention: Aluminum powder pigment and preparation method thereof Granted publication date: 20110216 License type: Exclusive License Open date: 20100623 Record date: 20110421 |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: CHANGSHA ZUXING NEW MATERIAL CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: CHANGSHA ZUXING METALLIC PIGMENT CO., LTD. |
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 410600, No. 68 Jin Dong Road, Jinzhou new district, Changsha Patentee after: ZUXING NEW MATERIAL CO.,LTD. Address before: 410600 Jinzhou Development Zone, Ningxiang, Hunan, Changsha Patentee before: Zuxing Metallic Pigments Co.,Ltd. |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Aluminum powder pigment and its manufacturing method Effective date of registration: 20210918 Granted publication date: 20110216 Pledgee: Ningxiang sub branch of Bank of Changsha Co.,Ltd. Pledgor: ZUXING NEW MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2021980009561 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20110216 Pledgee: Ningxiang sub branch of Bank of Changsha Co.,Ltd. Pledgor: ZUXING NEW MATERIAL CO.,LTD. Registration number: Y2021980009561 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Aluminum powder pigment and its manufacturing method Granted publication date: 20110216 Pledgee: Ningxiang sub branch of Bank of Changsha Co.,Ltd. Pledgor: ZUXING NEW MATERIAL CO.,LTD. Registration number: Y2024980013898 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |