CN106433323A - 一种彩虹铝浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种彩虹铝浆料及其制备方法，所述铝浆料由以下质量百分比原料：10％～20％片状铝粒子、1％～3％定向排列剂、2％～4％表面处理剂、3％～10％增稠剂、65％～75％有机溶剂、0％～2％分散剂、0％～1％附着力促进剂，总量为100％。本发明技术方案制备的彩虹铝浆料，铝粒子形状规整，径厚比大，铝粒子通过表面处理剂包覆处理，耐候性好。制成涂料或油墨后施工于工件上，涂层或者印刷油墨层在弱光下，具有成像清晰的镜面效果，在直射光的照射下，具有彩虹般的幻彩效果，色彩4‑6种并且色彩绚丽。

Description

一种彩虹铝浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属新材料制备工艺，尤其涉及一种彩虹铝浆料及其制备方法。

背景技术

片状铝粉又称铝颜料，是重要的金属颜料之一，由于具有金属光泽、随角异色和优异的遮蔽性能，因此，它被广泛应用于涂料、油墨和塑料等行业。

随着科技的发展以及人们对审美的追求越来越高，铝浆料的应用越来越广泛。彩虹铝浆是在纳米铝浆料的基础上演变而来的新一代高级金属光变颜料，其浆料配成涂料或油墨，通过喷涂或丝网印刷工艺，涂覆于工件表面，尤其是透明的塑料片材和玻璃上，在直射光线的照耀下，能够呈现如彩虹一样的色彩，并随着光线的强弱的变化以及观察角度的变化，颜色以及颜色的鲜艳度都会发生相应的变化。彩虹铝浆不仅仅用于高级装饰获得幻彩效果而且由于具有优异的随角异色现象，在防伪领域的应用也越来越广泛。

但是国内市场现有的幻彩铝浆存在以下不足之处：(一)与涂料和油墨中树脂的相容性不是太好；(二)在涂料和油墨体系中稳定性不好，特别是高酸值的树脂体系以及容易吸水的溶剂体系；(三)色彩种类只有3-4种，且鲜艳度不够。

发明内容

本发明的目的在于提供一种彩虹铝浆料及其制备方法。以解决现有技术中存在的上述问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种彩虹铝浆料，所述铝浆料由以下质量百分比原料：10％～20％片状铝粒子、1％～3％定向排列剂、2％～4％表面处理剂、3％～10％增稠剂、65％～75％有机溶剂、0％～2％分散剂、0％～1％附着力促进剂，总量为100％。

进一步的，所述定向排列剂为硝基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和醋酸丁酸纤维素中的一种或几种。

进一步的，所述有机溶剂为醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚和混合酸二甲酯中的一种或几种。

进一步的，所述的增稠剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯蜡和聚酰胺蜡中的一种或几种。

进一步的，所述的分散剂为BYK-P104、BYK-103、BYK-118、BYK-161、BYK-163、BYK-171、BYK-182、BYK-2163、BYK-191、BYK-193中的一种或几种。

进一步的，所述的附着力促进剂为德固赛LTW、路博润2063中的一种。

进一步的，所述表面处理剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、4-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

进一步的，所述的彩虹铝浆料，其制备方法包括以下步骤：

1)准备纯度在99.8％以上的铝丝或铝块，并进行清洗以备蒸发或溅射用；

2)在将要沉积铝膜的高分子聚合物薄膜表面通过涂布机滚涂上一层平整的可溶性涂层，然后将涂有可溶性涂料的高分子聚合物薄膜通过红外隧道炉在90℃-120℃下干燥；所述高分子聚合物薄膜为PET薄膜(聚对苯二甲酸乙二酯)、PP薄膜(聚丙烯)、PE薄膜(聚乙烯)、PVC薄膜(聚氯乙烯)中的一种；可溶性涂层的树脂成分为硝基纤维素树脂、丙烯酸树脂、醋酸丁酸纤维素树脂、羟甲基纤维素树脂、羟乙基纤维素树脂中的一种或几种；

3)用蒸发-冷凝法或溅射法在所述高分子聚合物薄膜上沉积或溅射光滑平整的纳米铝膜；纳米铝膜的厚度为150nm-400nm；

4)采用激光雕刻机对所述纳米铝膜进行表面刻蚀，刻蚀的凹槽形状规整，深度为30nm-50nm；

5)将所述刻有凹槽的纳米铝膜的高分子聚合物薄膜放入有机溶剂中进行洗脱，实现所述纳米铝膜与所述高分子聚合物薄膜的分离；洗脱溶剂为醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚和混合酸二甲酯中的一种或几种；

6)将含有所述纳米铝膜的洗脱液采用固液分离设备进行浓缩，浓缩后得到固含量为20％～30％纳米铝浆料；固液分离设备为蝶式离心机、管式离心机和平板式高速离心机中的一种或两种；

7)将所述固含量为20％～30％纳米铝浆料在高压均质机中进行破碎；高压均质机的压力为50-150兆帕；

8)对破碎的所述纳米铝膜进行筛分、分级，得到纳米片状铝粒子；纳米铝粒子的粒径可以为5nm-40nm之间任意粒径；

9)加入表面改性剂对所述纳米片状铝粒子进行表面改性处理；

10)向表面处理后的所述纳米片状铝粒子浆料中加入增稠剂、有机溶剂及助剂，形成彩虹铝浆料。

本发明的有益效果：本发明技术方案制备的彩虹铝浆料，铝粒子形状规整，径厚比大，铝粒子通过表面处理剂包覆处理，耐候性好。制成涂料或油墨后施工于工件上，涂层或者印刷油墨层在弱光下，具有成像清晰的镜面效果，在直射光的照射下，具有彩虹般的幻彩效果，色彩4-6种并且色彩绚丽。特别是施工于透明材质上，从材质的正反两面都能观察到如此绚丽的色彩和良好的镜面效果。此产品并且具有很好的装饰效果同时还具有防伪功能。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。

一种彩虹铝浆料，所述铝粉颜料由以下质量百分比原料：10％～20％片状铝粒子，1％～3％定向排列剂，2％～4％表面处理剂，3％～10％增稠剂，65％～75％有机溶剂，0％～2％分散剂，0％～1％附着力促进剂，总量为100％。

所述定向排列剂为硝基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和醋酸丁酸纤维素中的一种或几种。

所述有机溶剂为醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚和混合酸二甲酯中的一种或几种。

所述的增稠剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯蜡和聚酰胺蜡中的一种或几种。

所述的分散剂为BYK-P104、BYK-103、BYK-118、BYK-161、BYK-163、BYK-171、BYK-182、BYK-2163、BYK-191、BYK-193中的一种或几种。

所述的附着力促进剂为德固赛LTW、路博润2063中的一种。

所述表面处理剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、4-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

本发明实施例提供的彩虹铝浆料制备方法，其具体处理流程如下：

步骤101，准备纯度在99.8％以上的铝丝或铝块，并进行清洗以备蒸发或溅射用；

步骤102，在将要沉积铝膜的高分子聚合物薄膜表面通过涂布机滚涂上一层平整的可溶性涂层，然后将涂有可溶性涂料的高分子聚合物薄膜通过红外隧道炉在90℃-120℃下干燥；所述高分子聚合物薄膜为PET薄膜(聚对苯二甲酸乙二酯)、PP薄膜(聚丙烯)、PE薄膜(聚乙烯)、PVC薄膜(聚氯乙烯)中的一种；可溶性涂层的树脂成分为硝基纤维素树脂、丙烯酸树脂、醋酸丁酸纤维素树脂、羟甲基纤维素树脂、羟乙基纤维素树脂中的一种或几种；

步骤103，用蒸发-冷凝法或溅射法在所述高分子聚合物薄膜上沉积或溅射光滑平整的纳米铝膜；纳米铝膜的厚度为150nm-400nm；

步骤104，采用激光雕刻机对所述纳米铝膜进行表面刻蚀，刻蚀的凹槽现状规整，深度为30nm-50nm；

步骤105，将所述刻有凹槽的纳米铝膜的高分子聚合物薄膜放入有机溶剂中进行洗脱，实现所述纳米铝膜与所述高分子聚合物薄膜的分离；洗脱溶剂为醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚和混合酸二甲酯中的一种或几种；

步骤106，将含有所述纳米铝膜的洗脱液采用固液分离设备进行浓缩，浓缩后得到固含量为20％～30％纳米铝浆料；固液分离设备为蝶式离心机、管式离心机和平板式高速离心机中的一种或两种；

步骤107，将所述固含量为20％～30％纳米铝浆料在高压均质机中进行破碎；高压均质机的压力为50-150兆帕；

步骤108，对破碎的所述纳米铝膜进行筛分、分级，得到纳米片状铝粒子；纳米铝粒子的粒径可以为5nm-40nm之间任意粒径；

步骤109，加入表面改性剂对所述纳米片状铝粒子进行表面改性处理；

步骤1010，向表面处理后的所述纳米片状铝粒子浆料中加入增稠剂、有机溶剂及助剂，形成彩虹铝浆料。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明实施例。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种彩虹铝浆料，其特征在于，所述铝浆料由以下质量百分比原料：10％～20％片状铝粒子，1％～3％定向排列剂，2％～4％表面处理剂，3％～10％增稠剂，65％～75％有机溶剂，0％～2％分散剂，0％～1％附着力促进剂，总量为100％。

2.如权利要求1所述的彩虹铝浆料，其特征在于，所述定向排列剂为硝基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和醋酸丁酸纤维素中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的彩虹铝浆料，其特征在于，所述有机溶剂为醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚和混合酸二甲酯中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的彩虹铝浆料，其特征在于，所述的增稠剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、聚乙烯蜡和聚酰胺蜡中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的彩虹铝浆料，其特征在于，所述的分散剂为BYK-P104、BYK-103、BYK-118、BYK-161、BYK-163、BYK-171、BYK-182、BYK-2163、BYK-191、BYK-193中的一种或几种。

6.如权利要求1所述的彩虹铝浆料，其特征在于，所述的附着力促进剂为德固赛LTW、路博润2063中的一种。

7.如权利要求1所述的彩虹铝浆料，其特征在于，所述表面处理剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、4-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

8.如权利要求1所述的彩虹铝浆料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

1)准备纯度在99.8％以上的铝丝或铝块，并进行清洗以备蒸发或溅射用；

2)在将要沉积铝膜的高分子聚合物薄膜表面通过涂布机滚涂上一层平整的可溶性涂层，然后将涂有可溶性涂料的高分子聚合物薄膜通过红外隧道炉在90℃-120℃下干燥；所述高分子聚合物薄膜为PET薄膜(聚对苯二甲酸乙二酯)、PP薄膜(聚丙烯)、PE薄膜(聚乙烯)、PVC薄膜(聚氯乙烯)中的一种；可溶性涂层的树脂成分为硝基纤维素树脂、丙烯酸树脂、醋酸丁酸纤维素树脂、羟甲基纤维素树脂、羟乙基纤维素树脂中的一种或几种；

3)用蒸发-冷凝法或溅射法在所述高分子聚合物薄膜上沉积或溅射光滑平整的纳米铝膜；纳米铝膜的厚度为150nm-400nm；

4)采用激光雕刻机对所述纳米铝膜进行表面刻蚀，刻蚀的凹槽形状规整，深度为30nm-50nm；

5)将所述刻有凹槽的纳米铝膜的高分子聚合物薄膜放入有机溶剂中进行洗脱，实现所述纳米铝膜与所述高分子聚合物薄膜的分离；洗脱溶剂为醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇丁醚和混合酸二甲酯中的一种或几种；

6)将含有所述纳米铝膜的洗脱液采用固液分离设备进行浓缩，浓缩后得到固含量为20％～30％纳米铝浆料；固液分离设备为蝶式离心机、管式离心机和平板式高速离心机中的一种或两种；

7)将所述固含量为20％～30％纳米铝浆料在高压均质机中进行破碎；高压均质机的压力为50-150兆帕；

8)对破碎的所述纳米铝膜进行筛分、分级，得到纳米片状铝粒子；纳米铝粒子的粒径可以为5nm-40nm之间任意粒径；

9)加入表面改性剂对所述纳米片状铝粒子进行表面改性处理；

10)向表面处理后的所述纳米片状铝粒子浆料中加入增稠剂、有机溶剂及助剂，形成彩虹铝浆料。