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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