CN102352140A

CN102352140A - 粗闪型铝颜料的制造方法及由该方法制得的铝颜料

Info

Publication number: CN102352140A
Application number: CN2011102272651A
Authority: CN
Inventors: 刘顺治
Original assignee: CHANGSHA ZUXING NEW MATERIAL Co Ltd
Current assignee: CHANGSHA ZUXING NEW MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2031-08-09
Also published as: CN102352140B

Abstract

本发明提供了一种粗闪型铝颜料的制造方法及由该方法制得的粗闪型铝颜料，方法包括以下步骤：加入有机溶剂、润滑剂和D₅₀为3～11μm的铝粉，球磨，球磨机转速为20～40转/分钟；球磨停止前1～2h加入月桂酸；经筛分和过滤后稀释，制得D₅₀＞25μm的铝颜料；其中，球磨中所用研磨介质为直径2～6mm的钢球；铝粉加入量为35～45重量份、有机溶剂的加入量为65～75重量份、月桂酸的加入量为1.5～2重量份。该方法能有效提高所制得的铝颜料白度和亮度，L₁₅达127，铝颜料中铝片的厚度仅为1～1.5μm且表面光滑平整，边缘无毛刺。

Description

粗闪型铝颜料的制造方法及由该方法制得的铝颜料

技术领域

本发明涉及的铝颜料技术领域，具体而言，涉及一种粗闪型铝颜料的制造方法，特别的，还涉及一种由该方法制得的铝颜料。

背景技术

闪型铝颜料依所制得铝颜料中铝片的粒径大小，分为粗闪型铝颜料和细闪型铝颜料。其中粗闪型铝颜料是指D₅₀(物质中50wt％的粒子的粒径)＞25μm的铝颜料。这种铝颜料中片状铝粉直径较大，涂覆后多片铝片相互重叠对基材的保护，遮蔽覆盖力强，具有金属闪烁光泽，装饰性强。粗闪型铝颜料的闪烁性能突出，其闪烁性能强弱取决于铝颜料中铝片的粒径大小、粒径分布、片状粒子的厚度和铝片表面及边缘的纹理等。

现有技术常通过对铝粉球磨制得粗闪型铝颜料，球磨时以油酸或芥酸等作为分散剂。如CN200910312397中提到的。此时油酸的添加量较大，而球磨时间又常长达数十小时，在此过程中，大量的油酸暴露于空气中易被氧化为深色的环氧油酸酯，而降低所制得的强闪型铝颜料白度。同时在此过程中，油酸原有的分散性也随其被氧化而失去，使得铝片分散不均，研磨时无法保证制得薄而直径大的铝片。而如果仅用硬脂酸等其他不饱和脂肪酸替换油酸，虽然能增强铝颜料的白度，但其亮度又受到了影响。

另一方面，混有环氧油酸酯的有机溶剂随其循环使用次数的增加而氧化程度加深，减少了有机溶剂循环使用的次数。

发明内容

本发明旨在提供一种粗闪型铝颜料的制造方法及由该方法制得的铝颜料，以解决粗闪型铝颜料白度和亮度低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种粗闪型铝颜料的制造方法，方法包括以下步骤：加入有机溶剂、润滑剂和D₅₀为3～11μm的铝粉，球磨，球磨机转速为20～40转/分钟；球磨停止前1～2h加入月桂酸；经筛分和过滤后稀释，制得D₅₀＞25μm的铝颜料；其中，球磨中所用研磨介质为直径2～6mm的钢球；铝粉加入量为35～45重量份、有机溶剂的加入量为65～75重量份、月桂酸的加入量为1.5～2重量份。

进一步地，润滑剂加入量为4～6重量份。

进一步地，润滑剂由1～1.5重量份的芥酸、1.5～2重量份的亚油酸、1.5～2.5重量份的硬脂酸组成。

进一步地，球磨时间为15～25小时，并在球磨过程中控制球磨机外壁温度＜60℃。

根据本发明的另一个方面，提供了一种铝颜料，铝颜料按上述方法制得。

进一步地，粗闪型铝颜料由铝片66～70％，有机溶剂28～32％，硬脂酸0.2％～0.5％，月桂酸0.1％～0.3％，芥酸0.4％～1.0％，亚油酸0.4％～1.0％组成。

本发明的技术效果在于：

发明提供的粗闪型铝颜料的制造方法，能有效提高所制得的铝颜料白度和亮度，L₁₅达127，铝颜料中铝片的厚度仅为1～1.5μm且表面光滑平整，边缘无毛刺。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将进一步详细说明。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供的方法包括以下步骤：

(1)加入有机溶剂、润滑剂和D₅₀为3～11μm的铝粉，球磨；

(2)所述球磨停止前1～2h加入月桂酸；

(3)经筛分和过滤后稀释，制得铝颜料。

本文中所指铝粉为D₅₀为3～11μm的雾化球形铝粉。采用此种铝粉球磨效果较优。在将球形铝粉研磨成片状铝粉的过程中，铝粉温度升高，单个铝粉颗粒的比表面积增大，而且铝元素的化学性质活泼，此时裸露的表面，极易与空气中的氧气反应再次生成白度较低的氧化铝。因而需将铝粉溶于有机溶剂使得铝粉与空气完全隔绝，避免氧化铝的生成。此方法的球磨时间为15～25小时。能防止球磨时间过长而无法获得D₅₀大于25μm的铝颜料。由于摩擦，球磨机体表温度也随之升高，为防止氧化铝的生成和溶剂的大量挥发，优选地，球磨时还需控制球磨机体表的温度，使之低于60℃，具体的可采用常用的控温方法如在球磨机外壳上设置冷水循环降温装置。

其中，铝粉加入量为35～45重量份、有机溶剂的加入量为65～75重量份、月桂酸的加入量为1.5～2重量份。本发明的关键在于，只需满足上述有机溶剂、月桂酸和铝粉的重量份所反映出的重量份比例关系，即可实现本发明的目的。上述加入量所反映的比例关系为按重量比铝粉∶有机溶剂∶月桂酸为35～45∶65～75∶1.5～2。具体所添加的各物质的重量份数不限于本文所列。此时所制得铝颜料的各项性能最优。

润滑剂加入量为4～6重量份。润滑剂可为制备铝颜料过程中常用的润滑材料，如芥酸、硬脂酸、亚油酸等，优选地，润滑剂由1～1.5重量份的芥酸、1.5～2重量份的亚油酸、1.5～2.5重量份的硬脂酸组成。

润滑剂既能和有机溶剂一起将铝粉颗粒包裹住又能润滑球磨介质与铝粉颗粒，使得两者接触和力的传导均通过润滑剂传导。当铝粉被磨成较薄的铝片后，如果不使用润滑剂则铝片之间在球磨介质的作用下易发生“冷焊接”，导致多片铝片重叠，又增加了铝片的厚度，影响了铝颜料的性能。

球磨所用研磨介质为直径2～6mm的钢球且控制球磨机的转速为20～40转/分钟。球磨机自转抛起球磨介质后，球磨介质下落对铝粉产生冲击，此时铝粉所受到的力为球磨中的一种研磨力。该研磨力与球磨机的自转速度和球磨介质的性能有关。当所用球磨介质一确定后，球磨机转速快则所产生的研磨力密集而轻，虽表面打磨光滑平整但厚度降低有限；而转速慢时研磨力稀疏而实，虽厚度能大幅下降但表面受力不均多坑凹。因而选择适宜的球磨机转速很重要。当球磨机转速为20～40转/分钟时，所产生的研磨力既密集又实，能将铝粉颗粒均匀砸扁有效降低其厚度，保证铝片表面完整、光滑少凹坑。

本发明所用研磨介质为钢球，密度已定，因而其重量由体积决定。所选直径2～6mm的钢球外表坚硬，所产生的研磨力能保证既不将铝粉粒径破碎过小，又能将其磨薄，而且能通过撞击将铝球颗粒砸扁磨薄，增大颗粒直径，以获得D₅₀＞25μm的粗闪型铝颜料。此为最优条件。在此条件下进行球磨既能将球形颗粒研磨成片状结构又能将颗粒表面的氧化铝层去掉，露出铝本身的银白色，从而增加了铝颜料的白度，提高了铝颜料的各项性能。

进一步地，本发明提供方法中，通过添加有机溶剂调整所制得铝颜料的固含量，以提高对铝颜料的可塑性。压滤时还能将有机溶剂回收循环使用，该有机溶剂中不含油酸等易氧化的有机溶剂，因而循环使用次数多，节约成本。

本文中的月桂酸为常用的月桂酸，其具有分散剂作用。月桂酸一端能亲近作为无机物的铝粉，从而附着包裹在各个铝片的表面，使得铝片间不会紧粘在一起，防止铝片粘结而产生的相互堆积压力将铝片压碎，保护了铝片的完整性，提高所制得铝颜料中铝片的面积，降低了片状铝粉的厚度，从而提高了铝颜料的各项性能。

具体地，在球磨出料前1～2小时内加入月桂酸。为方便描述，现将球磨过程以加入月桂酸为分界点，人为地分为前期和后期。通过前期的球磨，球形铝粉颗粒虽已具有了直径较大的片状结构，表面积较大，分散性较差，如果继续延长球磨时间，不但不能降低厚度，反而会使铝片相互粘结，甚至发生“冷焊接”，而影响铝颜料的性能。此时加入月桂酸后还要继续球磨能使月桂酸充分混入铝颜料中，使铝颜料中的铝片分散均匀。但如果过早加入月桂酸，则月桂酸首先附着到铝粉的表面，待铝粉经过前期研磨成为铝片后月桂酸的附着分散能力随着研磨的进行而减弱，无法充分分散铝片，因而在球磨结束前1～2h加入才能发挥对铝片的最优保护作用。

进一步地，有机溶剂可为200#溶剂油、150#溶剂油、D80溶剂油的任一种但不限于此。

本发明的另一方面还提供了一种按上述方法制得的粗闪型铝颜料。该铝颜料按质量分数计由铝片66～70％，有机溶剂28～32％，硬脂酸0.2％～0.5％，月桂酸0.1％～0.3％，芥酸0.4％～1.0％，亚油酸0.4％～1.0％组成。按照本发明提供的方法中的比例加入各物质，所制得铝颜料中各物质组份为此。

实施例

以下实施例中，所用各物料和仪器均为市售，其中所用铝粉为雾化球形铝粉，D₅₀为3～11μm。通过粒度测定仪测定铝颜料的粒径分布。

用电子显微镜测定铝颜料中铝片的厚度。

将以下实施例中所制得铝颜料按常规方法制成油漆，并在拉板纸上涂刷所得油漆。拉板纸为表面设置石蜡层的纸。采用市售五角度色差仪在15°、45°下测定铝颜料拉板的L值。L_45°反映拉板上膜的白度，L_15°反映拉板上膜的亮度。测试时，将标准样板的L_45°值设为100，L_15°值设为200，L值越大，说明铝颜料的白亮和亮度越好。将拉板的漆膜分别置于显微镜下，观察铝颜料中铝片的形貌。以上测试方法均为常规测试方法。

实施例1

(1)取D₅₀为4μm的雾化球形铝粉40重量份，200#溶剂油70重量份，芥酸1.6重量份、亚油酸1.8重量份，硬脂酸1重量份，加入装有直径为3mm钢球的卧式球磨机中，在35转/分钟下球磨，使球磨机外壁的温度不超过60℃，研磨16小时。

(2)再加入月桂酸1重量份，再研磨2小时停机。

(3)之后经出料、筛分、压滤后得到固含量为83～87％的滤饼并回收200#溶剂油，然后置入捏合机中再加入150#溶剂油3.8重量份稀释至固含量为68～72％，捏合30分钟机，即得粗闪型铝颜料1。

实施例2

(1)取D₅₀为12μm雾化球形铝粉50重量份，200#溶剂油62重量份，芥酸0.7重量份，亚油酸1.5重量份，硬脂酸1.2重量份，加入以直径为4mm的钢球为球磨介质的卧式球磨机中。在35转/分钟，控制球磨机外壁温度低于60℃，研磨20小时。

(2)再加入月桂酸1.2重量份，再研磨1小时停机。

(3)之后经出料、筛分、压滤后得到固含量为83～87％的滤饼约23.2重量份并回收200#溶剂油，然后置入捏合机中，再加入D80溶剂油5.0重量份以将滤饼稀释至固含量为68～72％，捏合30分钟，即得粗闪型铝颜料2。

实施例3

(1)取D₅₀为10μm雾化球形铝粉37重量份，200#溶剂油60重量份，芥酸1.2重量份，亚油酸2重量份，硬脂酸2.2重量份，加入以直径为6mm的钢球为球磨介质的卧式球磨机中。在35转/分钟，控制球磨机外壁温度低于60℃，研磨25小时。

(2)再加入月桂酸1.2重量份，再研磨1小时停机。

(3)之后经出料、筛分、压滤后得到固含量为83～87％的滤饼约23.2重量份并回收200#溶剂油，然后置入捏合机中，再加入150#溶剂油5.0重量份以将滤饼稀释至固含量为68～72％，捏合30分钟，即得粗闪型铝颜料3。

对比例

将D₅₀为17μm的雾化球形铝粉37kg、150#溶剂油600kg、油酸1.2kg置于球磨机中，以直径为6mm的钢球为球磨介质，球磨25h，制得粗闪铝颜料4。

实施例1～3及对比例所得粗闪铝颜料进行各项检测结果列于表1中。

表1 实施例1～3及对比例检测结果表

由表1可见，按本发明提供的方法制备的铝颜料白度、亮度和分散性均得到提高且铝颜料中铝片厚度仅为0.5～1.0μm，表明光滑平整，使得其具有较优的随角异色性。其中实施例3所制得漆膜的L₁₅值最高为102说明其光泽度亮度最高，实施例1中制得的铝颜料的L₄₅值最高为67，说明其白度最好。而对比例中以油酸为润滑剂，成膜后漆膜的L₁₅和L₄₅均较低，而且铝颜料中铝片形貌较差粒径较大，厚度较厚，漆膜性能较差，说明所得铝颜料的性能受损。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种粗闪型铝颜料的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

加入有机溶剂、润滑剂和D₅₀为3～11μm的铝粉，球磨，球磨机转速为20～40转/分钟；

所述球磨停止前1～2h加入月桂酸；

经筛分和过滤后稀释，制得D₅₀＞25μm的铝颜料；

其中，所述球磨中所用研磨介质为直径2～6mm的钢球；所述铝粉加入量为35～45重量份、所述有机溶剂的加入量为65～75重量份、所述月桂酸的加入量为1.5～2重量份。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述润滑剂加入量为4～6重量份。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述润滑剂由1～1.5重量份的芥酸、1.5～2重量份的亚油酸、1.5～2.5重量份的硬脂酸组成。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述球磨时间为15～25小时，并在所述球磨过程中控制球磨机外壁温度＜60℃。

5.一种粗闪型铝颜料，其特征在于，按权利要求1～4中任一项所述方法制得。

6.根据权利要求5所述的粗闪型铝颜料，其特征在于，所述粗闪型铝颜料由铝片66～70％，有机溶剂28～32％，硬脂酸0.2％～0.5％，月桂酸0.1％～0.3％，芥酸0.4％～1.0％，亚油酸0.4％～1.0％组成。