CN103627220B - 环保铝颜料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保铝颜料的制备方法,包括以下步骤:a、按质量份数取铝粉80份、D70溶剂油120-130份、研磨助剂2-2.5份;b、将配置好的铝粉、D70溶剂油和研磨助剂投入内部配有2000份质量份数钢球的球磨机内,研磨20-23小时得到混合浆料;c、将研磨得到的混合浆料投入筛孔为500目的振动筛内进行筛分过滤;d、将过滤后的浆料投入压滤机内压榨至得到20%挥发份的铝浆滤饼;e、将铝浆滤饼投入捏合机内,控制捏合机内的温度为20℃-40℃,加入处理剂搅拌,得到挥发份为26%-38%的均匀铝浆。采用本发明所述配方制备所得的铝颜料,其存储稳定性强,由于其安全的环保特性,适用的领域广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属颜料的制备方法,特别涉及一种环保型铝颜料的制备方法。
背景技术
铝颜料,又称铝银浆、铝粉浆、闪光浆、银浆,是一种重要的金属颜料。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。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,我们在技术上已经取得了重大突破,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。
随着经济的发展,生活水平的提高,人们的环保意识逐渐增强,对涂料的要求越来越高,不仅要求其产品美观、性能好,还要求其污染小。因此,对铝颜料生产工艺的改进,研制多功能、低污染、无公害、无粉尘的铝颜料的是未来发展的方向。根据化学危险品名录,铝银浆是属于33646类:含二级易燃溶剂的油漆、辅助材料及涂料。但由于近年来国际国内对于化工产品环保和安全性的要求,国内的生产厂家纷纷改变工艺,不在采用二级易燃溶剂作为载体,而选用闪点更高的安全环保溶剂。但我国的铝颜料表面处理技术与欧美发达国家还有很大差距,特别是在各种禁用物质量的控制方面方面差距更大。例如,使用传统工艺生产的铝颜料中各项禁用物质含量为10000ppm以上,远远超出欧盟规定的低于10ppm以内的要求,作为颜料的消费品则不能出口到欧盟。
针对上述不足,急需研制一种用新型技术和原料,开发出适合欧盟REACH法规和欧盟PAHs环保指令的铝颜料产品,并保持传统铝颜料性能。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的之一是提供一种采用新技术和原料,生产铝颜料,即符合PAHs的要求,又保证这种新型环保金属颜料的光亮度、清洁度、存储期和遮盖力等各项性能不变,并且单位产量节能40%。
本发明的目的是通过以下技术手段实现的:1.一种环保铝颜料的制备方法,包括以下步骤:
a、按质量份数取铝粉80份、D70溶剂油120—130份、研磨助剂2—2.5份;
b、将配置好的铝粉、D70溶剂油和研磨助剂投入内部配有2000份质量份数钢球的球磨机内,研磨20—23小时得到混合浆料;
c、将研磨得到的混合浆料投入筛孔为500目的振动筛内进行筛分过滤;
d、将过滤后的浆料投入压滤机内压榨至得到20%挥发份的铝浆滤饼;
e、将铝浆滤饼投入捏合机内,控制捏合机内的温度为50℃,加入处理剂搅拌,得到挥发份为26%—38%的均匀铝浆。
进一步,所述钢球的直径为1mm,所述球磨机的径长为1.1—1.2m,轴长为1.2—2.5m。
进一步,所述研磨助剂为动物油酸,具体为顺-9-十八碳-烯酸。
进一步,所述球磨机内温度为20℃,并通入氮气加压,其转速为36转/分钟。
进一步,所述捏合阶段的处理剂为抗氧化剂和分散剂。
其中,所述抗氧化剂为A101锐钛型钛白粉,在捏合的后期添加,添加量为铝浆质量的2%;所述分散剂为聚羧酸的胺盐溶液,添加量为铝浆质量的1.5%。
传统的铝颜料生产工艺中一般使用200号溶剂油,由140℃—200℃的石油馏分组成,含有对人体有害的“多环芳烃”,做出的产品不能用在对毒性要求很严格的产品,例如玩具上。本发明的铝颜料制备方法中,采用D70溶剂油,这种溶剂油的各项PAHs指标含量为零,闪点为65℃,并且对铝有很好的保护作用。最重要的是,D70溶剂油中不含对人体有害的“多环芳烃”,制备所得的铝颜料可以用在对毒性控制很严格的产品上。
并且,本发明的研磨助剂采用动物油酸,相对于植物油酸而言,其凝固点较低,不会导致铝粉浮在油漆膜上而产生掉银粉的现象。
另外,在捏合的后期添加抗氧化物质,保证铝片表面的包裹层不被氧化变质,使得包裹物内的铝片得到跟好的保护,而传统的工艺没有这一处理程序。
对于捏合阶段的处理剂,采用A101锐钛型钛白粉为抗氧化剂,其化学性能稳定,具有较强的消色力,遮盖力等优良的颜料性能,制备得到的铝颜料色彩鲜艳,遮盖力高,着色力强,形成的漆膜对介质的物理稳定性可起到保护作用,并能增强漆膜的机械强度和附着力,防止裂纹,防止紫外线和水分透过,延长漆膜寿命。采用聚羧酸的胺盐溶液为分散剂,优选胺值45mgKOH/g,酸值15mgKOH/g,由于聚羧酸的胺盐溶液有非常优异相容性,对于各种颜填料有比较好的润湿作用,可大幅降低颜料与基料之间的界面张力,改进颜料的润湿分散能力,而且高温烘烤不会分解,可以在烤漆体系中稳定使用。
本发明的有益效果:采用本发明所述特定配方和制备方法所得的铝颜料是符合欧盟REACH法规和欧盟PAHs环保指令的铝颜料产品,并保持了传统铝颜料的性能,除可以广泛用于普通工业外,由于其安全的环保特性,还可以用于玩具和化妆品中,其存储稳定性达到三年以上,达到国际水平,远高于传统有效期仅六个月到二年的铝颜料。这种新型环保金属颜料的光亮度、清洁度、存储期、遮盖力等各项性能不变,并且单位产量节能40%。
具体实施方式
实施例1
一种环保铝颜料的制备方法,包括以下步骤:
a、按质量份数取铝粉80kg、D70溶剂油120kg、研磨助剂2.4kg;
b、将配置好的铝粉、D70溶剂油和研磨助剂投入内部配有2000kg钢球的球磨机内,研磨22小时得到混合浆料;
c、将研磨得到的混合浆料投入筛孔为500目的振动筛内进行筛分过滤;
d、将过滤后的浆料投入压滤机内压榨至得到20%挥发份的铝浆滤饼;
e、将铝浆滤饼投入捏合机内,控制捏合机内的温度为50℃,加入处理剂搅拌,得到挥发份为26%—38%的均匀铝浆。
上述铝银浆制备步骤中的限定条件如下:
所述球磨机的规格为1.1X1.2m,其中,研磨所用的钢球直径为1mm。严格限定球磨机研磨时的参数,使不同批次的产品都具有相同的品质。
所述研磨助剂优选为为动物油酸,具体为顺-9-十八碳-烯酸。
所述球磨机内温度为20℃,并通入氮气加压,其转速为36转/分钟,但在研磨前期把转数提高10转每分钟,可以减少了研磨时间,在保证产品质量的基础上提高效率。
所述捏合阶段的处理剂为抗氧化剂和分散剂,具体的,所述抗氧化剂为A101锐钛型钛白粉,在捏合的后期添加,添加量为铝浆质量的2%;所述分散剂为聚羧酸的胺盐溶液,添加量为铝浆质量的1.5%。
实施例2
1.一种环保铝颜料的制备方法,包括以下步骤:
a、按质量份数取铝粉200kg、D70溶剂油320kg、研磨助剂6kg;
b、将配置好的铝粉、D70溶剂油和研磨助剂投入内部配有5000kg质量份数钢球的球磨机内,研磨23小时得到混合浆料;
c、将研磨得到的混合浆料投入筛孔为500目的振动筛内进行筛分过滤;
d、将过滤后的浆料投入压滤机内压榨至得到20%挥发份的铝浆滤饼;
e、将铝浆滤饼投入捏合机内,控制捏合机内的温度为50℃,加入处理剂搅拌,得到挥发份为26%—38%的均匀铝浆。
上述铝银浆制备步骤中的限定条件如下:
所述球磨机的规格为1.2X2.5m,其中,研磨所用的钢球直径为1mm。严格限定球磨机研磨时的参数,使不同批次的产品都具有相同的品质。
所述研磨助剂优选为为动物油酸,具体为顺-9-十八碳-烯酸。
所述球磨机内温度为20℃,并通入氮气加压,其转速为36转/分钟,但在研磨前期把转数提高10转每分钟,可以减少了研磨时间,在保证产品质量的基础上提高效率。
所述捏合阶段的处理剂为抗氧化剂和分散剂,具体的,所述抗氧化剂为A101锐钛型钛白粉,在捏合的后期添加,添加量为铝浆质量的2%;所述分散剂为聚羧酸的胺盐溶液,添加量为铝浆质量的1.5%。
上述两种实施例中,在筛分过滤工序中,可以采用不同的筛网对产品实施精细分级,但是应当使产品的粒径分布上下差值控制在2um范围以内,以使产品具有均匀的遮盖力。优选采用将振动筛梯级布局工艺,利用重力使产品沿着工序流动。
将上述实施例所得的铝颜料进行粒度分布测试和显微镜观察,并将铝银浆产品用市售的稀释剂和光油按照1:2:8配成金属涂料,用湿膜制备器制成对比漆膜样板,性能指标如下:
对比项目 | 实施例1 | 实施例2 |
显微镜观察 | 表面光滑,粒度集中 | 形状光滑,粒度集中 |
漆膜效果 | 漆膜平整,金属感强 | 漆膜平整,金属感强 |
电镜测定铝片厚度 | 1.7—2.0um | 1.7—2.0um |
另外,对上述两个实施例中的铝颜料成品,按照常规检测手段测定其产品性能,各性能指标如下:
酸碱吸氢量:小于5ml;
光泽度:大于93;
筛余率(45um筛孔):小于1.0%;
PAHs的含量:0ppm;
杂质金属总量:小于1.0%;
产品固体含量:大于65%;
VOC含量:小于35g/L;
存储稳定性(有效期):三年以上。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,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宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种环保铝颜料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、按质量份数取铝粉80份、D70溶剂油120—130份、研磨助剂2—2.5份;
b、将配置好的铝粉、D70溶剂油和研磨助剂投入内部配有2000份质量份数钢球的球磨机内,研磨20—23小时得到混合浆料;
c、将研磨得到的混合浆料投入筛孔为500目的振动筛内进行筛分过滤;
d、将过滤后的浆料投入压滤机内压榨至得到20%挥发份的铝浆滤饼;
e、将铝浆滤饼投入捏合机内,控制捏合机内的温度为20℃-40℃,加入处理剂搅拌,得到挥发份为26%—38%的均匀铝浆;
所述钢球的直径为1mm,所述球磨机的径长为1.1—1.2m,轴长为1.2—2.5m;
所述研磨助剂为动物油酸。
2.根据权利要求1所述的环保铝颜料的制备方法,其特征在于,所述动物油酸为顺-9-十八碳-烯酸。
3.根据权利要求1所述的环保铝颜料的制备方法,其特征在于,所述球磨机内温度为20℃,并通入氮气加压,其转速为36转/分钟。
4.根据权利要求1所述的环保铝颜料的制备方法,其特征在于,所述捏合阶段的处理剂为抗氧化剂和分散剂。
5.根据权利要求4所述的环保铝颜料的制备方法,其特征在于,所述抗氧化剂为A101锐钛型钛白粉,在捏合的后期添加,添加量为铝浆质量的2%。
6.根据权利要求4所述的环保铝颜料的制备方法,其特征在于,所述分散剂为聚羧酸的胺盐溶液,添加量为铝浆质量的1.5%。
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