CN110951364A - 一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新材料加工技术领域，公开了一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法，通过对铝银浆材料的性能研究，以丙烯酸环氧聚酯树脂乳液为基体，添加制备得到的铝银浆分散体，得到含铝银浆的水性漆，进行涂膜即可；利用制备得到的稀土稳定剂能够与铝银浆中的铝产生吸附结合，防止其氧化，并且能够增强铝的光泽性，做为水性漆的颜料稳定存在，解决了现有的铝银浆改性方法耐洗刷性能不佳，光泽性能受到影响的问题；本发明能够显著提高铝银浆作为颜料在漆膜中的耐洗刷性，在酸碱、高温等条件下使用稳定，制备得到的漆膜具有极好的附着力，硬度高，不易脱落失色，解决现有溶剂型铝银浆漆膜存在的各种问题。

Description

一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法

技术领域

本发明属于新材料加工技术领域，具体涉及一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法。

背景技术

铝银浆，又名铝粉浆，闪光浆，银浆。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。铝银浆广泛应用于汽车漆、摩托车漆、自行车漆、塑胶漆、建筑涂料、油墨、手机外壳及按键、机电外壳、电外壳、金属漆、等诸多领域，但不溶于水性涂料，银浆属于溶剂型。

随着环境保护意识的强化，对于有机挥发物的限制更加严格，宗旨是不用或者少用有机溶剂。而铝银浆由于易脱落流失性，在各领域的应用中仍然离不开有机溶剂的辅助，不可避免的带来环境污染问题。而现有的针对铝银浆的表面改性方法，其性能仍然无法满足人们对于漆膜高性能、耐久性的要求，只能用于要求不高的场合，限制了铝银浆的使用范围。例如，CN105462297B介绍了一种自清洁水性铝银浆，为油性铝银浆表面包覆TiO2薄膜，该表面包覆改性方法由于金属掺杂物高，不可避免的对产品的光学性能造成负面影响，降低漆膜的亮度，同时其片状结构还会导致颗粒从底材表面剥离，耐洗刷性较差。因此，当前需要寻求一种改善铝银浆应用性能的方法，使其具有水溶性，漆膜光泽性好，同时耐洗刷性能强度高，使用安全，无污染，耐摩擦等优点，这对于发挥利用铝银浆的优势性能具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法，制备得到的漆膜具有极好的附着力，硬度高，不易脱落失色，解决现有溶剂型铝银浆漆膜存在的各种问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法，其优选方案为，以丙烯酸环氧聚酯树脂乳液为基体，添加制备得到的铝银浆分散体，得到含铝银浆的水性漆，进行涂膜即可；

具体的，漆膜的制备包括以下步骤：

制备稳定剂：称取9.4-9.6毫摩硝酸铕置于烧杯中，向烧杯中加入32-36毫升质量浓度为1.0-1.2%的柠檬酸水溶液，加热升温至55-60℃，持续搅拌40-45分钟，向烧杯中滴加质量浓度为22-24%的氨水溶液，使得体系pH值在8.2-8.3之间，然后在70-74℃水浴加热下静置6-8小时，进行过滤，得到产物置于80-90℃烘箱中干燥4-6小时，再于氮气、氢气混合气氛下，在马弗炉中升温焙烧1.5-2.0小时，焙烧温度为480-500℃，焙烧结束后自然冷却至室温，研磨成粉得到所述稳定剂；所述氮气、氢气混合气氛中氮气流速为20-22毫升/分钟，氢气流速为12-14毫升/分钟；该稳定剂粒径大小在10-20纳米之间，能够与铝银浆中的铝产生吸附结合反应，防止其氧化，并且能够增强铝的光泽性，做为水性漆的颜料稳定存在。

制备铝银浆分散体：称取140-145克铝银浆置于烧杯中，加入100-120毫升无水乙醇、70-80毫升丙酮，持续搅拌20-30分钟，在300-350转/分钟下，向烧杯中加入制备得到的稳定剂，超声分散10-15分钟，加入1.0-1.5克聚乙二醇，持续搅拌30-40分钟，将混合物置于高温高压反应釜中，升温至130-140℃，反应10-14小时，自然冷却后，置于恒温恒湿箱中静置老化18-20小时，然后转移至烧杯中，加入0.1-0.2克十八碳烯酸钾，搅拌15-20分钟，即得所述铝银浆分散体；所述恒温恒湿箱中温度为50-55℃，相对湿度为45-50%。

制备水性漆膜：将铝银浆分散体与丙烯酸环氧聚酯树脂乳液按照质量比为1：34-35的比例混合搅拌10-15分钟，搅拌转速为260-300转/分钟，升温至98-100℃，真空干燥脱除有机溶剂，得到固体物料转移至搅拌反应釜中，向釜中加入消泡剂、润湿剂和去离子水，开启搅拌器，转速为1800-2000转/分钟，升温至70-73℃，持续搅拌35-45分钟，调整体系pH值在8.0-8.2之间，使用160-200目滤布进行过滤，放置熟化10-15分钟，得到含铝银浆的水性漆，进行涂膜即可。所述丙烯酸环氧聚酯树脂乳液固含量为36-38%，丙烯酸环氧聚酯树脂是由丙烯酸与环氧树脂E-51在催化剂作用下酯化合成得到的，粒径大小在100-140纳米之间。所述消泡剂、润湿剂和去离子水添加量分别占水性漆总质量的0.25-0.30%、0.13-0.16%、55-60%。

本发明使得铝银浆在水性漆中有效分散，改进了铝银浆涂层与涂膜底材之间的界面结合能力，提高漆膜的硬度与附着力，硬度达到5级，耐洗刷次数大于3.5万次，一方面提高了漆膜的附着力、抗冲击、耐洗刷性能，另一方面提高漆膜的耐老化、耐腐蚀等性能。

该水性铝银浆漆膜制备生产工艺简单，性能稳定，漆膜丰满，具有优异的金属质感以及闪烁的金属光泽，超强的耐老化性以及遮盖力。适用性广，施工简单，可采用滚涂、喷涂、刷涂等工艺。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有铝银浆在涂料应用中存在的问题，本发明提供了一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法，通过对铝银浆材料的性能研究，以丙烯酸环氧聚酯树脂乳液为基体，添加制备得到的铝银浆分散体，得到含铝银浆的水性漆，进行涂膜即可；利用制备得到的稀土稳定剂能够与铝银浆中的铝产生吸附结合，防止其氧化，并且能够增强铝的光泽性，做为水性漆的颜料稳定存在，解决了现有的铝银浆改性方法耐洗刷性能不佳，光泽性能受到影响的问题；本发明能够显著提高铝银浆作为颜料在漆膜中的耐洗刷性，在酸碱、高温等条件下使用稳定，制备得到的漆膜具有极好的附着力，硬度高，不易脱落失色，解决现有溶剂型铝银浆漆膜存在的各种问题，与传统铝银浆材料相比，具有更高的涂膜强度和耐洗刷性，安全性能高，生产工艺 简单、性能稳定，使用过程中无毒、无害，适用于各种基材，拓展了其应用场合，经济效益和安全效益较显著提高。本发明有效解决了现有铝银浆在作为颜料使用过程中存在的问题，具有低成本、低能耗、高性能的特点，大大提高了铝银浆漆膜的耐洗刷牢固性能，有助于漆膜各方面性能的均衡改善，能够实现促进循环经济发展以及提高市场竞争力的现实意义，对于绿色环保型材料性能研究应用具有较高价值，显著促进环境友好型铝银浆应用领域快速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。

实施例1

一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法，其优选方案为，以丙烯酸环氧聚酯树脂乳液为基体，添加制备得到的铝银浆分散体，得到含铝银浆的水性漆，进行涂膜即可；

具体的，漆膜的制备包括以下步骤：

S1：制备稳定剂：称取9.4毫摩硝酸铕置于烧杯中，向烧杯中加入32毫升质量浓度为1.0%的柠檬酸水溶液，加热升温至55℃，持续搅拌40分钟，向烧杯中滴加质量浓度为22%的氨水溶液，使得体系pH值在8.2-8.3之间，然后在70℃水浴加热下静置6小时，进行过滤，得到产物置于80℃烘箱中干燥4小时，再于氮气、氢气混合气氛下，在马弗炉中升温焙烧1.5小时，焙烧温度为480℃，焙烧结束后自然冷却至室温，研磨成粉得到所述稳定剂；所述氮气、氢气混合气氛中氮气流速为20毫升/分钟，氢气流速为12毫升/分钟；该稳定剂粒径大小在10-20纳米之间。

S2：制备铝银浆分散体：称取140克铝银浆置于烧杯中，加入100毫升无水乙醇、70毫升丙酮，持续搅拌20分钟，在300转/分钟下，向烧杯中加入制备得到的稳定剂，超声分散10分钟，加入1.0克聚乙二醇，持续搅拌30分钟，将混合物置于高温高压反应釜中，升温至130℃，反应10小时，自然冷却后，置于恒温恒湿箱中静置老化18小时，然后转移至烧杯中，加入0.1克十八碳烯酸钾，搅拌15分钟，即得所述铝银浆分散体；所述恒温恒湿箱中温度为50℃，相对湿度为45%。

S3：制备水性漆膜：将铝银浆分散体与丙烯酸环氧聚酯树脂乳液按照质量比为1：34的比例混合搅拌10分钟，搅拌转速为260转/分钟，升温至98℃，真空干燥脱除有机溶剂，得到固体物料转移至搅拌反应釜中，向釜中加入消泡剂、润湿剂和去离子水，开启搅拌器，转速为1800转/分钟，升温至70℃，持续搅拌35分钟，调整体系pH值在8.0-8.2之间，使用160目滤布进行过滤，放置熟化10分钟，得到含铝银浆的水性漆，进行涂膜即可。所述丙烯酸环氧聚酯树脂乳液固含量为36%，丙烯酸环氧聚酯树脂是由丙烯酸与环氧树脂E-51在催化剂作用下酯化合成得到的，粒径大小在100-140纳米之间。所述消泡剂、润湿剂和去离子水添加量分别占水性漆总质量的0.25%、0.13%、55%。

实施例2

一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法，其优选方案为，以丙烯酸环氧聚酯树脂乳液为基体，添加制备得到的铝银浆分散体，得到含铝银浆的水性漆，进行涂膜即可；

具体的，漆膜的制备包括以下步骤：

S1：制备稳定剂：称取9.5毫摩硝酸铕置于烧杯中，向烧杯中加入34毫升质量浓度为1.1%的柠檬酸水溶液，加热升温至58℃，持续搅拌42分钟，向烧杯中滴加质量浓度为23%的氨水溶液，使得体系pH值在8.2-8.3之间，然后在72℃水浴加热下静置7小时，进行过滤，得到产物置于85℃烘箱中干燥5小时，再于氮气、氢气混合气氛下，在马弗炉中升温焙烧1.8小时，焙烧温度为490℃，焙烧结束后自然冷却至室温，研磨成粉得到所述稳定剂；所述氮气、氢气混合气氛中氮气流速为21毫升/分钟，氢气流速为13毫升/分钟；该稳定剂粒径大小在10-20纳米之间。

S2：制备铝银浆分散体：称取142克铝银浆置于烧杯中，加入110毫升无水乙醇、75毫升丙酮，持续搅拌25分钟，在320转/分钟下，向烧杯中加入制备得到的稳定剂，超声分散12分钟，加入1.2克聚乙二醇，持续搅拌35分钟，将混合物置于高温高压反应釜中，升温至135℃，反应12小时，自然冷却后，置于恒温恒湿箱中静置老化19小时，然后转移至烧杯中，加入0.15克十八碳烯酸钾，搅拌18分钟，即得所述铝银浆分散体；所述恒温恒湿箱中温度为52℃，相对湿度为48%。

S3：制备水性漆膜：将铝银浆分散体与丙烯酸环氧聚酯树脂乳液按照质量比为1：34.5的比例混合搅拌12分钟，搅拌转速为280转/分钟，升温至99℃，真空干燥脱除有机溶剂，得到固体物料转移至搅拌反应釜中，向釜中加入消泡剂、润湿剂和去离子水，开启搅拌器，转速为1900转/分钟，升温至71℃，持续搅拌40分钟，调整体系pH值在8.0-8.2之间，使用180目滤布进行过滤，放置熟化12分钟，得到含铝银浆的水性漆，进行涂膜即可。所述丙烯酸环氧聚酯树脂乳液固含量为37%，丙烯酸环氧聚酯树脂是由丙烯酸与环氧树脂E-51在催化剂作用下酯化合成得到的，粒径大小在100-140纳米之间。所述消泡剂、润湿剂和去离子水添加量分别占水性漆总质量的0.28%、0.14%、58%。

实施例3

一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法，其优选方案为，以丙烯酸环氧聚酯树脂乳液为基体，添加制备得到的铝银浆分散体，得到含铝银浆的水性漆，进行涂膜即可；

具体的，漆膜的制备包括以下步骤：

S1：制备稳定剂：称取9.6毫摩硝酸铕置于烧杯中，向烧杯中加入36毫升质量浓度为1.2%的柠檬酸水溶液，加热升温至60℃，持续搅拌45分钟，向烧杯中滴加质量浓度为24%的氨水溶液，使得体系pH值在8.2-8.3之间，然后在74℃水浴加热下静置8小时，进行过滤，得到产物置于90℃烘箱中干燥6小时，再于氮气、氢气混合气氛下，在马弗炉中升温焙烧2.0小时，焙烧温度为500℃，焙烧结束后自然冷却至室温，研磨成粉得到所述稳定剂；所述氮气、氢气混合气氛中氮气流速为22毫升/分钟，氢气流速为14毫升/分钟；该稳定剂粒径大小在10-20纳米之间。

S2：制备铝银浆分散体：称取145克铝银浆置于烧杯中，加入120毫升无水乙醇、80毫升丙酮，持续搅拌30分钟，在350转/分钟下，向烧杯中加入制备得到的稳定剂，超声分散15分钟，加入1.5克聚乙二醇，持续搅拌40分钟，将混合物置于高温高压反应釜中，升温至140℃，反应14小时，自然冷却后，置于恒温恒湿箱中静置老化20小时，然后转移至烧杯中，加入0.2克十八碳烯酸钾，搅拌20分钟，即得所述铝银浆分散体；所述恒温恒湿箱中温度为55℃，相对湿度为50%。

S3：制备水性漆膜：将铝银浆分散体与丙烯酸环氧聚酯树脂乳液按照质量比为1：35的比例混合搅拌15分钟，搅拌转速为300转/分钟，升温至100℃，真空干燥脱除有机溶剂，得到固体物料转移至搅拌反应釜中，向釜中加入消泡剂、润湿剂和去离子水，开启搅拌器，转速为2000转/分钟，升温至73℃，持续搅拌45分钟，调整体系pH值在8.0-8.2之间，使用200目滤布进行过滤，放置熟化15分钟，得到含铝银浆的水性漆，进行涂膜即可。所述丙烯酸环氧聚酯树脂乳液固含量为38%，丙烯酸环氧聚酯树脂是由丙烯酸与环氧树脂E-51在催化剂作用下酯化合成得到的，粒径大小在100-140纳米之间。所述消泡剂、润湿剂和去离子水添加量分别占水性漆总质量的0.30%、0.16%、60%。

按照实施例的方法制备得到的耐洗刷水性铝银浆漆膜，涂膜厚度为20微米，进行性能检测，结果为：漆膜光泽度为96°，附着力为0级，耐冲击度为68（千克·厘米），在摩尔浓度为3.0摩尔/升的氢氧化钠溶液中浸泡处理24小时后，无异常变化，在摩尔浓度为4.5摩尔/升的硫酸溶液中浸泡处理24小时后，无失光现象，在水中浸泡20天后，无起泡现象。

本发明有效解决了现有铝银浆在作为颜料使用过程中存在的问题，具有低成本、低能耗、高性能的特点，大大提高了铝银浆漆膜的耐洗刷牢固性能，有助于漆膜各方面性能的均衡改善，能够实现促进循环经济发展以及提高市场竞争力的现实意义，对于绿色环保型材料性能研究应用具有较高价值，显著促进环境友好型铝银浆应用领域快速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。

Claims (6)

1.一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）称取9.4-9.6毫摩硝酸铕置于烧杯中，向烧杯中加入32-36毫升质量浓度为1.0-1.2%的柠檬酸水溶液，加热升温至55-60℃，持续搅拌40-45分钟，向烧杯中滴加质量浓度为22-24%的氨水溶液，使得体系pH值在8.2-8.3之间，然后在70-74℃水浴加热下静置6-8小时，进行过滤，得到产物置于80-90℃烘箱中干燥4-6小时，再于氮气、氢气混合气氛下，在马弗炉中升温焙烧1.5-2.0小时，焙烧温度为480-500℃，焙烧结束后自然冷却至室温，研磨成粉得到所述稳定剂；

（2）称取140-145克铝银浆置于烧杯中，加入100-120毫升无水乙醇、70-80毫升丙酮，持续搅拌20-30分钟，在300-350转/分钟下，向烧杯中加入步骤（1）制备得到的稳定剂，超声分散10-15分钟，加入1.0-1.5克聚乙二醇，持续搅拌30-40分钟，将混合物置于高温高压反应釜中，升温至130-140℃，反应10-14小时，自然冷却后，置于恒温恒湿箱中静置老化18-20小时，然后转移至烧杯中，加入0.1-0.2克十八碳烯酸钾，搅拌15-20分钟，即得所述铝银浆分散体；

（3）将铝银浆分散体与丙烯酸环氧聚酯树脂乳液按照质量比为1：34-35的比例混合搅拌10-15分钟，搅拌转速为260-300转/分钟，升温至98-100℃，真空干燥脱除有机溶剂，得到固体物料转移至搅拌反应釜中，向釜中加入消泡剂、润湿剂和去离子水，开启搅拌器，转速为1800-2000转/分钟，升温至70-73℃，持续搅拌35-45分钟，调整体系pH值在8.0-8.2之间，使用160-200目滤布进行过滤，放置熟化10-15分钟，得到含铝银浆的水性漆，进行涂膜即可。

2.如权利要求1所述一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述氮气、氢气混合气氛中氮气流速为20-22毫升/分钟，氢气流速为12-14毫升/分钟。

3.如权利要求1所述一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述稳定剂粒径大小在10-20纳米之间。

4.如权利要求1所述一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述恒温恒湿箱中温度为50-55℃，相对湿度为45-50%。

5.如权利要求1所述一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述丙烯酸环氧聚酯树脂乳液固含量为36-38%，丙烯酸环氧聚酯树脂是由丙烯酸与环氧树脂E-51在催化剂作用下酯化合成得到的，粒径大小在100-140纳米之间。

6.如权利要求1所述一种耐洗刷水性铝银浆漆膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述消泡剂、润湿剂和去离子水添加量分别占水性漆总质量的0.25-0.30%、0.13-0.16%、55-60%。