CN102061114A - 一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆及其制备方法，其特征在于，上述二氧化硅包覆型水性铝银浆为二氧化硅胶粒自组装，由带负电的SiO₂胶体均匀致密地吸附于带正电的铝粉表面，所述带正电的铝粉粒径为5-50nm，所述所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在1-10nm。本发明的非浮型铝银浆种类繁多，着色力从低到高，粒径从粗到细，外观从白、闪亮到较灰、较细腻，还有耐酸系列产品，减少工业烟雾、酸雨等其他不良环境对涂料的影响。

Description

一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种金属漆及其制造方法，具体地，本发明涉及一种铝银奖及其制造方法，更具体地，本发明涉及一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆及其制备方法。

背景技术

由于金属漆的金属色和珍珠色涂料满足了人们对汽车颜色更美观、更吸引人的需求，所以越来越多的汽车应用这些颜色。据统计，在欧美国家，珍珠色汽车占20％左右，金属色汽车占50％左右，而传统的素色汽车仅占30％左右。而我国金属涂料和珠光涂料仅在轿车中部分使用，比例不到30％，在未来几年，国产车中金属色和珍珠色汽车将会迅速增加。

近几年金属闪光漆发展迅速，目前在美国大多采用高固体分金属闪光涂料。降低VOC来适应环保要求，是涂料发展的一个重要方向。传统的金属闪光轿车面漆VOC较高，开发低公害型金属闪光面漆工作取得了很大进展，高固体份化，水性化、粉末化是低VOC涂料发展的三条重要途径，而闪光铝粉适应这一发展趋势的必由途径是水性化、粉末化。

水性铝颜料是适合世界性发展水性涂料、油墨、粘合剂的潮流，而开发的新产品。由于铝很容易与水反应，在水性体系中它的金属光泽遭到破坏，由此产生的氢气还会带来诸如燃烧等危险因素，因此铝颜料应用于水性体系时必须保护其表面，同时还要考虑不损害颜料性能。

目前，采用的保护方法主要有无机包覆膜和聚合物膜。随着环保法规日趋严格，为了提高豪华轿车的漆膜外观质量，美国部分高级轿车近来采用水性金属闪光涂料，可以大大降低有机物排放。同时，水性金属闪光涂料具有特殊的流变性，有利于铝粉定向，比溶剂型涂料具有更好的金属效应，所以水性金属闪光涂料将被广泛使用。金属闪光涂料水性化是必然趋势之一。

铝银浆(英文名：Aluminium paste别名：铝粉浆；闪光浆；银浆)产品，是一种不可缺少的金属漆颜料。其主要成分为雪片状铝粒子和石油溶剂，呈膏状。其特点是铝片表面光滑平整，粒度分布集中，形状规则，具有优异的光反射能力和金属光泽，与透明彩色颜料混合使用，漆膜具有明显的“随角异色效应”，装饰效果非常华丽美观。主要用于汽车涂料、弱电塑料涂料、金属工业涂料、船舶涂料、耐热涂料、屋顶用涂料等。

铝银浆有浮型和非浮型铝银浆二种。在浮型铝银浆中，铝片在近漆膜表面定向排列而形成一层不透明的银色膜，这种不透明的性质是使浮型铝银浆成为重要的功能性原材料的主要因素。浮型铝银浆一般主要用在对防护要求较高的屋顶涂装、维护保养以及商业应用涂料。浮型铝银浆的外观可根据颗粒的粗细有所不同，可以从粗糙、白色的外观到灰暗、高度反射或像镜面一样的效果。粗粒级的浮型铝银浆遮盖力最低，结构较粗糙，但是能获得最白、最亮的涂层。相反，细粒级的浮型铝银浆具有最大的遮盖力，最光滑的结构和高反射力的涂层。

非浮型铝银浆是在整个漆膜里均匀平行地分布，所形成的涂膜外观不同于浮型铝银浆，由于它能与多种颜料混合而适用于多种体系，故对工业涂装具有独特的效果。然而，与非浮型铝银浆一起使用的任何颜料或染料都必须是透明的，只有这样才能达到那种逼真的金属表面的效果。非浮型铝银浆种类繁多，着色力从低到高，粒径从粗到细，外观从白、闪亮到较灰、较细腻，还有耐酸系列产品，减少工业烟雾、酸雨等其他不良环境对涂料的影响。

近两三年，我国的铝银浆产品也开始向利用微细球形铝粉为原料方向发展，但其产品的性能指标、涂装效果等各方面还无法达到国外同类产品水平。

发明内容

为克服上述以往技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆。

本发明的又一目的在于，提供一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆的制备方法。

本发明的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆的技术方案如下。

一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆，其特征在于，上述二氧化硅包覆型水性铝银浆为二氧化硅胶粒自组装，由带负电的SiO2胶体均匀致密地吸附于带正电的铝粉表面，所述带正电的铝粉粒径为5-50nm，所述所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在1-10nm。

根据本发明的一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆，其特征在于，所述铝粉表面包覆一层均匀致密且透明的二氧化硅薄膜。

根据本发明的一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆，其特征在于，所述所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在1-4nm。

根据本发明的一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆，其特征在于，所述铝银浆为片型。

根据本发明的一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆，其特征在于，所述铝银浆为粒型。

本发明的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆的制造方法的技术方案如下。

先用铝盐对粒径为5-50nm的铝粉表面进行电位调控，使铝粉表面带正电，再通过滴加硅醇盐经水解反应生成带负电的SiO2胶体，均匀致密地吸附于经过铝盐调控的带正电的铝粉表面，实现SiO2胶体在铝粉表面的自组装，使铝粉表面包覆一层均匀致密且透明的二氧化硅薄膜，所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在1-10nm，从而得到二氧化硅包覆型水性铝银浆。

根据本发明的一种二氧化硅包覆型水性铝银浆的制造方法，其特征在于，所述带正电的铝粉粒径为5-20nm。

根据本发明的一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆的制造方法，其特征在于，所述铝粉表面包覆一层均匀致密且透明的二氧化硅薄膜。

根据本发明的一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆的制造方法，其特征在于，所述所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在1-4nm。

根据本发明的一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆的制造方法，其特征在于，所述所述铝粉表面包覆二氧化硅薄膜包覆前后铝粉的粒径变化小于1微米。

根据本发明的一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆的制造方法，其特征在于，所述铝银浆为片型。

根据本发明的一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆的制造方法，其特征在于，所述铝银浆为粒型。

根据本发明的一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆及其制造方法，金属感下降小于5％。制备出的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆产品，可作为一种环保型金属颜料广泛应用于环保型水性涂料及水性油墨。本发明的非浮型铝银浆是在整个漆膜里均匀平行地分布，所形成的涂膜外观不同于浮型铝银浆，由于它能与多种颜料混合而适用于多种体系，故对工业涂装具有独特的效果。本发明的非浮型铝银浆种类繁多，着色力从低到高，粒径从粗到细，外观从白、闪亮到较灰、较细腻，还有耐酸系列产品，减少工业烟雾、酸雨等其他不良环境对涂料的影响。

具体实施方式

以下，以实施例具体说明本发明的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆及其制造方法。

实施例1

先用铝盐对粒径为5-50nm的铝粉表面进行电位调控，使铝粉表面带正电，再通过滴加硅醇盐经水解反应生成带负电的SiO2胶体，均匀致密地吸附于经过铝盐调控的带正电的铝粉表面，实现SiO2胶体在铝粉表面的自组装.所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在1-4nm。

使铝粉表面包覆一层均匀致密且透明的二氧化硅薄膜，从而得到二氧化硅包覆型水性铝银浆。

在本实施例中，所述铝粉表面包覆二氧化硅薄膜包覆前后铝粉的粒径变化小于1微米。

实施例2

除了所述铝粉粒径为5-20nm，所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在5-10nm之外，其他如同实施例1，制得本发明的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆。

实施例3

除了所述铝粉粒径为5-10nm，所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在5-8nm之外，其他如同实施例1，制得本发明的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆。

实施例4

除了所述铝粉粒径为雪花状，所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在5-10nm之外，其他如同实施例1，制得本发明的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆。

实施例5

除了所述铝粉粒径为鱼鳞状，所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在1-5nm之外，其他如同实施例1，制得本发明的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆。

实施例6

除了所述铝粉粒径为银元状，所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在1-4nm之外，其他如同实施例1，制得本发明的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆。

实施例7

用本发明的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆配制银色金属漆。所述金属漆组分配比如下：

纯银色底漆的铝银浆：    4％-30％

溶剂                    2％-5％

清漆基料                2％-5％

纳米二氧化硅(气相)      15％-20％

润湿剂或分散剂          2％-5％

氟碳乳液                35％-70％

成膜助剂                2％-5％

消泡剂                  2％-5％

流平剂                  2％-5％。

水                      余量。

溶剂的选择主要由配方所确定的漆料而定。非浮型铝银浆可采用极性和非极性溶剂，如脂肪族或芳烃类，酯类(如乙酸丁酯)，酮类(如甲乙酮，甲基异丁基酮)，醇类(如乙醇)。

清漆基料使用如油性清漆基料，丙稀酸脂，醇酸，环氧，聚氨酯和水性基料。

先选择适当的溶剂或几种溶剂的混合物，以铝银浆与溶剂之比为1∶1或1∶2的比例，将溶剂加入铝银浆中，缓慢搅拌至均匀(约10～20min)。

在系统中加入润湿剂或分散剂，预先将铝银浆用溶剂浸泡几小时后再行搅拌。

当片状颜料与涂膜表面呈平行定向时，达到最佳效果。平行定向差会导致“混浊”或漫反射现象。片状颜料的定向与配方及施工条件有关。

溶剂的挥发造成湿涂膜的收缩，最终将铝颜料压成水平定向位置。涂料中溶剂含量越高，这种作用越强。这就解释了片状颜料定向的现象。因此，低固体份的涂料的光学性质要比高固体份涂料的更好。

溶剂的挥发会造成湿膜内部强烈的涡流，但若溶剂挥发太慢，就会形成所谓的具纳尔德旋涡，阻碍铝颜料的平行定向(产生混浊现象)

为了要达到满意的特殊效果，金属颜料必须要在涂料体系中完全分散，涂料应呈均匀状态，不出现细粒。铝鳞片易弯曲和破碎，在涂料生产过程中如若经过高速搅拌或其他连续剧烈的加工，其几何结构很容易被破坏，以致出现粗粒，色暗，覆盖力降低，和金属游移等不良现象。因此不应采用高剪切力的分散手段。

铝是两性金属，漆料的酸价应控制在7以下。

实施例8

除了使用不会与铝鳞片表面上的脂肪酸反应的钴催干剂之外，其他如同实施例7，制得本发明的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆配制银色金属漆。

实施例9

除了使用不会与铝鳞片表面上的脂肪酸反应的锆催干剂之外，其他如同实施例7，制得本发明的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆配制银色金属漆。

实施例10

除了使用不会与铝鳞片表面上的脂肪酸反应的锰催干剂之外，其他如同实施例7，制得本发明的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆配制银色金属漆。

实施例11

除了使用树脂促使溶剂快速挥发(酯丁纤维素CAB)之外，其他如同实施例7，制得本发明的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆配制银色金属漆

根据本发明的一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆及其制造方法，金属感下降小于5％。制备出的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆产品，可作为一种环保型金属颜料广泛应用于环保型水性涂料及水性油墨。本发明的非浮型铝银浆是在整个漆膜里均匀平行地分布，所形成的涂膜外观不同于浮型铝银浆，由于它能与多种颜料混合而适用于多种体系，故对工业涂装具有独特的效果。本发明的非浮型铝银浆种类繁多，着色力从低到高，粒径从粗到细，外观从白、闪亮到较灰、较细腻，还有耐酸系列产品，减少工业烟雾、酸雨等其他不良环境对涂料的影响。

Claims (10)

1.一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆，其特征在于，上述二氧化硅包覆型水性铝银浆为二氧化硅胶粒自组装，由带负电的SiO2胶体均匀致密地吸附于带正电的铝粉表面，所述带正电的铝粉粒径为5-50nm，所述所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在1-10nm。

2.如权利要求1所述的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆，其特征在于，所述铝粉表面包覆一层均匀致密且透明的二氧化硅薄膜。

3.如权利要求1所述的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆，其特征在于，所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在1-4nm。

4.如权利要求1所述的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆，其特征在于，所述铝银浆为片型。

5.如权利要求1所述的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆，其特征在于，所述铝银浆为粒型。

6.一种非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆的制造方法的技术方案如下。

先用铝盐对粒径为5-50nm的铝粉表面进行电位调控，使铝粉表面带正电，再通过滴加硅醇盐经水解反应生成带负电的SiO2胶体，均匀致密地吸附于经过铝盐调控的带正电的铝粉表面，实现SiO2胶体在铝粉表面的自组装，使铝粉表面包覆一层均匀致密且透明的二氧化硅薄膜，所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在1-10nm，从而得到二氧化硅包覆型水性铝银浆。

7.如权利要求6所述的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆的制造方法，其特征在于，所述带正电的铝粉粒径为5-20nm。

8.如权利要求6所述的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆的制造方法，其特征在于，所述铝粉表面包覆一层均匀致密且透明的二氧化硅薄膜。

9.如权利要求6所述的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆的制造方法，其特征在于，所述铝粉表面包覆的二氧化硅薄膜厚度在1-4nm。

10.如权利要求6所述的非浮型二氧化硅包覆型水性铝银浆的制造方法，其特征在于，所述铝粉表面包覆二氧化硅薄膜包覆前后铝粉的粒径变化小于1微米。