CN106634061A - 一种水性铝银浆、其制备方法及其在油墨中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水性铝银浆、其制备方法及其在油墨中的应用，该制备方法包括以下步骤：a)将油性铝银浆和醇类溶剂混合，超声分散后固液分离，得到固体混合物；b)将固体混合物、醇类溶剂、pH值调节剂、硅烷偶联剂和正硅酸乙酯混合，反应后陈化，固液分离，得到包覆铝银浆；c)将包覆铝银浆干燥，得到铝银粉；d)将铝银粉和溶剂混合后固液分离，得到水性铝银浆。该方法将油性铝银浆先采用醇类溶剂进行洗料，洗掉油性铝银浆中的脂肪酸，以便更好地分散于醇类溶剂中，更好实现铝银浆的包覆，再结合干燥和溶剂混合处理方法，使得到的水性铝银浆中挥发性有机物含量较低，能够满足更高要求，拓宽了水性铝银浆的应用领域，其稳定性好。

Description

一种水性铝银浆、其制备方法及其在油墨中的应用
技术领域
本发明涉及铝银浆技术领域，尤其涉及一种水性铝银浆、其制备方法及其在油墨中的应用。
背景技术
铝银浆是一种铝金属颜料，其制造方法是将球形铝粉、溶剂油、油酸与球磨介质钢球混合，球磨6～30h后分级筛分，捏合后得到的一种浆状金属颜料。铝银浆包括油性铝银浆和水性铝银浆。铝银浆因其特有的金属光泽效应、随角异色效应、光学效应与悬浮特性等特点，使其成为应用广泛的一种金属颜料。
随着人们对环境保护的日益重视，能够应用于水性体系的水性铝银浆也得到了大量的研究。水性铝银浆具有独特的环境友好功能，能应用于水性涂料等领域。水性铝银浆不仅能使成膜物具有耐酸、耐碱、耐高温等优点，而且在金属光泽、遮盖力等方面可与油性铝银浆相媲美。
目前，水性铝银浆是在油性铝银浆通过二氧化硅包覆或钝化改性而来，油性铝银浆是通过铝粉在矿物油中研磨生产的。该水性铝银浆中挥发性有机物(VOC)含量较高，从而限制了水性铝银浆在VOC含量指标要求较高领域中的广泛应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水性铝银浆、其制备方法及其在油墨中的应用，该水性铝银浆中挥发性有机物含量低，满足油墨使用。
本发明提供了一种水性铝银浆的制备方法，包括以下步骤：
a)将油性铝银浆和醇类溶剂混合，超声分散后固液分离，得到固体混合物；
b)将所述固体混合物、醇类溶剂、pH值调节剂、硅烷偶联剂和正硅酸乙酯混合，反应后陈化，固液分离，得到包覆铝银浆；
c)将所述包覆铝银浆干燥，得到铝银粉；
d)将所述铝银粉和溶剂混合后固液分离，得到水性铝银浆。
优选地，所述水性铝银浆的固体质量含量为45％～50％。
优选地，所述步骤a)中超声的温度为40℃～60℃，所述超声的时间为20～60min。
优选地，所述步骤a)中油性铝银浆和醇类溶剂的质量比为1:2～3。
优选地，所述步骤a)中的醇类溶剂为乙醇或正丙醇。
优选地，所述步骤b)具体包括：
将所述固体混合物和醇类溶剂先混合，得到混合液；
将所述混合液采用pH值调节剂调节pH值至7～8，再滴加硅烷偶联剂和正硅酸乙酯，反应后陈化，固液分离，得到包覆铝银浆。
优选地，所述步骤b)中pH值调节剂选自氨水或乙二胺。
优选地，所述步骤c)中干燥的温度为95℃～105℃；所述干燥的时间为3～6h。
本发明提供了一种水性铝银浆，由上述技术方案所述制备方法制得。
本发明提供了一种上述技术方案所述制备方法制得的水性铝银浆或上述技术方案所述的水性铝银浆在水性油墨中的应用。
本发明提供的制备方法将油性铝银浆先采用醇类溶剂进行洗料，洗掉油性铝银浆中的脂肪酸，以便更好地分散于醇类溶剂中，更好实现铝银浆的包覆，再结合干燥和溶剂混合处理方法，使得到的水性铝银浆中挥发性有机物含量较低，能够满足更高要求，拓宽了水性铝银浆的应用领域。另外，该方法制备的水性铝银浆稳定性好。该水性铝银浆能应用于水性油墨中，如烟包油墨。实验结果表明：本发明提供的方法制备的水性铝银浆中乙醇含量为0.3423mg/m2，丙酮含量为0.0141mg/m2，乙酸乙酯含量为0.0140mg/m2，乙酸正丙酯含量为0.0586mg/m2，间对二甲苯含量为0.0285mg/m2，邻二甲苯含量为0.1161mg/m2，环己酮含量为0.0869mg/m2；异丙醇、丁酮、乙酸异丙酯、正丁醇、苯、丙二醇甲醚、4-甲基-2-戊酮、甲苯、乙酸正丁酯、乙苯均未检出；排水法计量产生的气体小于8mL，说明其发气稳定性好；色差相对值DL＜1，说明其储存稳定性好。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的水性铝银浆的发气稳定性测试结果图；
图2为本发明实施例2制备的水性铝银浆的发气稳定性测试结果图。
具体实施方式
本发明提供了一种水性铝银浆的制备方法，包括以下步骤：
a)将油性铝银浆和醇类溶剂混合，超声分散后固液分离，得到固体混合物；
b)将所述固体混合物、醇类溶剂、pH值调节剂、硅烷偶联剂和正硅酸乙酯混合，反应后陈化，固液分离，得到包覆铝银浆；
c)将所述包覆铝银浆干燥，得到铝银粉；
d)将所述铝银粉和溶剂混合后固液分离，得到水性铝银浆。
本发明提供的制备方法将油性铝银浆先采用醇类溶剂进行洗料，洗掉油性铝银浆中的脂肪酸，以便更好的分散于醇类溶剂中，更好的实现铝银浆的包覆，再结合干燥和溶剂混合处理方法，使得到的水性铝银浆中挥发性有机物含量较低，能够满足更高要求，拓宽了水性铝银浆的应用领域。
本发明将油性铝银浆和醇类溶剂混合，超声分散后固液分离，得到固体混合物。在本发明中，所述油性铝银浆的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的油性铝银浆即可，如可以采用其市售商品，也可以采用本领域技术人员熟知的制备方法自行制备。本发明优选采用长沙族兴公司生产的油性铝银浆，更优选采用申请号为CN201210467860.7中的制备方法制备的油性铝银浆。
在本发明中，与所述油性铝银浆混合的醇类溶剂优选选自乙醇或正丙醇；所述油性铝银浆和醇类溶剂的质量比优选为1:2～3，更优选为1:2.2～2.9。
本发明采用超声方法对油性铝银浆进行清洗分散，将油性铝银浆中的脂肪酸洗掉，利于油性铝银浆更好地分散于醇类溶剂中，为下一步包覆做准备。在本发明中，所述超声的温度优选为40℃～60℃，更优选为45℃～55℃；所述超声的时间优选为20～60min，更优选为25～50min。
本发明优选在超声分散后再搅拌1～3h后进行固液分离，得到固体混合物。
得到固体混合物后，本发明将所述固体混合物、醇类溶剂、pH值调节剂、硅烷偶联剂和正硅酸乙酯混合，反应后陈化，固液分离，得到包覆铝银浆。该过程优选具体包括：
将所述固体混合物和醇类溶剂先混合，得到混合液；
将所述混合液采用pH值调节剂调节pH值至7～8，再滴加硅烷偶联剂和正硅酸乙酯，反应后陈化，固液分离，得到包覆铝银浆。
在本发明中，与所述固体混合物混合的醇类溶剂优选选自乙醇或正丙醇；该过程中的醇类溶剂与油性铝银浆洗料采用的醇类溶剂可以相同，也可以不同，本发明没有特殊的限制。所述固体混合物和醇类溶剂的质量比优选为1:4～6，更优选为1:4.5～5.7。所述pH值调节剂优选选自氨水或乙二胺。
在本发明中，所述硅烷偶联剂优选选自乙烯基三乙氧基硅烷。本发明优选滴加硅烷偶联剂和正硅酸乙酯的混合溶液；所述混合溶液中硅烷偶联剂和正硅酸乙酯的质量比优选为1:10。所述滴加的时间优选为1～4h，更优选为2～4h。在本发明中，所述陈化的时间优选为4～6h。
得到包覆铝银浆后，本发明将所述包覆铝银浆干燥，得到铝银粉。本发明优选采用本领域技术人员熟知的烘箱进行干燥。本发明优选采用真空的方式进行干燥。在本发明中，所述干燥的温度优选为95℃～105℃，更优选为98℃～102℃；所述干燥的时间优选为3～6h，更优选为4～5h。
得到铝银粉后，本发明将所述铝银粉和溶剂混合后固液分离，得到水性铝银浆。该步骤属于回调过程。本发明优选将铝银粉干燥后过筛，再和溶剂混合；更具体的，本发明优选采用500目振动筛进行铝银粉的筛分，滤掉粗颗粒。
本发明将筛分好的铝银粉和溶剂混合后固液分离，得到水性铝银浆。在本发明中，所述溶剂优选选自乙醇或正丙醇；所述铝银粉和溶剂的质量比优选为1:4～6，更优选为1:4.5～5。本发明优选在分散缸内进行所述铝银粉和溶剂的混合，所述分散缸满足环保要求。
作为优选方案，最后调节固液分离后的得到的滤饼中固体质量含量为45％～50％。
本发明提供了一种上述技术方案所述制备方法制备的水性铝银浆。在本发明中，所述水性铝银浆中固体质量含量优选为45％～50％。该水性铝银浆的分散性和稳定性好。
本发明还提供了一种上述技术方案所述制备方法制备的水性铝银浆或上述技术方案所述的水性铝银浆在水性油墨中的应用。在本发明中，所述水性油墨优选为烟包水性油墨。烟包水性油墨行业对VOC的含量要求较高。
本发明参照YC/T207-2006《卷烟条与盒包装纸中挥发性有机化合物的测定顶空-气相色谱法》对上述技术方案所述制备方法制备的水性铝银浆进行了挥发性有机物的测定，测试结果表明：本发明提供的水性铝银浆的VOC含量较低，满足更高VOC指标要求；能应用于软包装行业，如烟包油墨行业。
本发明对上述技术方案所述的水性铝银浆进行储存稳定性和发气稳定性的测试。其中，储存稳定性的测试过程包括：
将上述技术方案所述的水性铝银浆样品分成2份，1份常温下密封储存，一份置于50℃烘箱内储存。7天后，分别取样按样品：水：乳液＝1：1：8配漆拉板，用色差仪测试两者之间的色差相对值，DL值在＜1范围内说明产品储存稳定性较好。
发气稳定性的测试过程包括：
将10g水性铝银浆样品，加入10g水分散好，加入80g氰特1980乳液，搅拌均匀后补加40g水，继续搅拌分散好，用二甲基乙醇胺调节pH值至8.5，将该混合液放入密闭锥形瓶内50℃恒温，通过排水法计量产生的气体多少来测试样品的稳定性，15mL以内判定为合格。
本发明提供的制备方法将油性铝银浆先采用醇类溶剂进行洗料，洗掉油性铝银浆中的脂肪酸，以便更好地分散于醇类溶剂中，更好实现铝银浆的包覆，再结合干燥和溶剂混合处理方法，使得到的水性铝银浆中挥发性有机物含量较低，能够满足更高要求，拓宽了水性铝银浆的应用领域。另外，该方法制备的水性铝银浆稳定性好。该水性铝银浆能应用于水性油墨中，如烟包油墨。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的水性铝银浆制备方法进行详细描述。
实施例1
(1)取100kg申请号CN201210467860.7中制备方法制备的油性滤饼，加入250kg正丙醇，升温至50℃，开启超声30min，搅拌2h后固液分离，得到滤饼；
(2)将步骤(1)中洗好的滤饼置于反应釜内，加入450kg正丙醇，用氨水调节溶液pH值至8，滴加乙烯基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯的混合溶液2h，陈化6h，固液分离，得到包覆好的铝浆；
(3)将步骤(2)包覆好的铝浆置于100℃烘箱内，真空烘烤4h；
(4)将步骤(3)烘干的铝粉过500目振动筛；
(5)将步骤(4)筛分好的铝粉置于完全符合环保要求的分散缸内，加入5倍正丙醇，分散均匀后，固液分离，调节滤饼固体含量至45％，得到水性铝银浆。
本发明采用上述技术方案所述测试方法对实施例1制备的水性铝银浆进行VOC含量测试，测试结果见表1，表1为本发明实施例1制备的水性铝银浆中VOC含量测试结果：
表1本发明实施例1制备的水性铝银浆中VOC含量测试结果
本发明采用上述技术方案所述测试方法对实施例1制备的水性铝银浆进行发气稳定性测试，测试结果见图1，图1为本发明实施例1制备的水性铝银浆的发气稳定性测试结果图。由图1可以看出：实施例1制备的水性铝银浆的排水法产气量小于8mL，是合格的。
本发明采用上述技术方案所述测试方法对实施例1制备的水性铝银浆进行储存稳定性测试，测试结果见表2，表2为本发明实施例1制备的水性铝银浆的储存稳定性测试结果：
表2本发明实施例1制备的水性铝银浆的储存稳定性测试结果
由表2可以看出：实施例1制备的水性铝银浆的DL值＜1，说明其储存稳定性较好。
实施例2
(1)取100kg申请号CN201210467860.7中制备方法制备的油性滤饼，加入280kg正丙醇，升温至55℃，开启超声50min，搅拌2h后固液分离，得到滤饼；
(2)将步骤(1)中洗好的滤饼置于反应釜内，加入550kg正丙醇，用氨水调节溶液pH值至8，滴加乙烯基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯的混合溶液3h，陈化5h，固液分离，得到包覆好的铝浆；
(3)将步骤(2)包覆好的铝浆置于100℃烘箱内，真空烘烤5h；
(4)将步骤(3)烘干的铝粉过500目振动筛；
(5)将步骤(4)筛分好的铝粉置于完全符合环保要求的分散缸内，加入4.5倍正丙醇，分散均匀后，固液分离，调节滤饼固体含量至47％，得到水性铝银浆。
本发明采用上述技术方案所述测试方法对实施例2制备的水性铝银浆进行VOC含量测试，测试结果见表3，表3为本发明实施例2制备的水性铝银浆中VOC含量测试结果：
表3本发明实施例2制备的水性铝银浆中VOC含量测试结果
本发明采用上述技术方案所述测试方法对实施例2制备的水性铝银浆进行发气稳定性测试，测试结果见图2，图2为本发明实施例2制备的水性铝银浆的发气稳定性测试结果图。由图2可以看出：实施例2制备的水性铝银浆的排水法产气量小于8mL，是合格的。
本发明采用上述技术方案所述测试方法对实施例2制备的水性铝银浆进行储存稳定性测试，测试结果见表4，表4为本发明实施例2制备的水性铝银浆的储存稳定性测试结果：
表4本发明实施例2制备的水性铝银浆的储存稳定性测试结果
由表4可以看出：实施例2制备的水性铝银浆的DL值＜1，说明其储存稳定性较好。
本发明提供了一种水性铝银浆的制备方法，包括以下步骤：a)将油性铝银浆和醇类溶剂混合，超声分散后固液分离，得到固体混合物；b)将固体混合物、醇类溶剂、pH值调节剂、硅烷偶联剂和正硅酸乙酯混合，反应后陈化，固液分离，得到包覆铝银浆；c)将包覆铝银浆干燥，得到铝银粉；d)将铝银粉和溶剂混合后固液分离，得到水性铝银浆。本发明提供的制备方法将油性铝银浆先采用醇类溶剂进行洗料，洗掉油性铝银浆中的脂肪酸，以便更好地分散于醇类溶剂中，更好实现铝银浆的包覆，再结合干燥和溶剂混合处理方法，使得到的水性铝银浆中挥发性有机物含量较低，能够满足更高要求，拓宽了水性铝银浆的应用领域。另外，该方法制备的水性铝银浆稳定性好。该水性铝银浆能应用于水性油墨中，如烟包油墨。实验结果表明：本发明提供的方法制备的水性铝银浆中乙醇含量为0.3423mg/m2，丙酮含量为0.0141mg/m2，乙酸乙酯含量为0.0140mg/m2，乙酸正丙酯含量为0.0586mg/m2，间对二甲苯含量为0.0285mg/m2，邻二甲苯含量为0.1161mg/m2，环己酮含量为0.0869mg/m2；异丙醇、丁酮、乙酸异丙酯、正丁醇、苯、丙二醇甲醚、4-甲基-2-戊酮、甲苯、乙酸正丁酯、乙苯均未检出；排水法计量产生的气体小于8mL，说明其发气稳定性好；色差相对值DL＜1，说明其储存稳定性好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水性铝银浆的制备方法，包括以下步骤：
a)将油性铝银浆和醇类溶剂混合，超声分散后固液分离，得到固体混合物；
b)将所述固体混合物、醇类溶剂、pH值调节剂、硅烷偶联剂和正硅酸乙酯混合，反应后陈化，固液分离，得到包覆铝银浆；
c)将所述包覆铝银浆干燥，得到铝银粉；
d)将所述铝银粉和溶剂混合后固液分离，得到水性铝银浆。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水性铝银浆的固体质量含量为45％～50％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中超声的温度为40℃～60℃，所述超声的时间为20～60min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中油性铝银浆和醇类溶剂的质量比为1:2～3。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤a)中的醇类溶剂为乙醇或正丙醇。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)具体包括：
将所述固体混合物和醇类溶剂先混合，得到混合液；
将所述混合液采用pH值调节剂调节pH值至7～8，再滴加硅烷偶联剂和正硅酸乙酯，反应后陈化，固液分离，得到包覆铝银浆。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b)中pH值调节剂选自氨水或乙二胺。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤c)中干燥的温度为95℃～105℃；所述干燥的时间为3～6h。
9.一种水性铝银浆，由权利要求1～8任意一项所述制备方法制得。
10.一种权利要求1～8任意一项所述制备方法制得的水性铝银浆或权利要求9所述的水性铝银浆在水性油墨中的应用。
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