CN112812602B - 用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法、铝粉颜料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法、仿电镀铝粉颜料，S1、原料混合：将球形铝粉、第一球磨助剂、第二球磨助剂混合均匀，获得混合物料，S2、干法球磨阶段：在干法球磨阶段持续向干法球磨机内通入保护气体，将混合物料加入至干法球磨机内，进行第一阶段的球磨工作，再将第三球磨助剂加入至干法球磨机内，进行第二阶段球磨工作，获得表面包裹球磨助剂的鳞片状的铝粉；S3、出料：加大保护气体通入量，通过保护气体以将铝粉带出干法球磨机；S4、分级：对铝粉进行离心分离，分级，收集，获得仿电镀铝粉颜料。采用相对安全的工艺，制备过程出无VOC排放，铝粉颜料在粉末涂料应用中达到仿电镀的效果。

Description

用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法、铝粉颜料

技术领域

本发明涉及金属颜料领域，特别地，涉及一种用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法。此外，本发明还涉及一种采用上述用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法获得的铝粉颜料。

背景技术

随着环保要求日益苛刻，电镀及仿电镀油漆由于VOC排放和价格过高等问题使得应用受限，而且，仿电镀油漆中的浮型铝粉由于电镀效果不佳，同样也无法推广应用。现有的技术电镀--剥离制备的电镀颜料，通过在特殊的薄膜上，电镀一层金属颜料，然后从薄膜上剥离下来，通过湿法球磨，将金属粉研磨至薄的银元状铝片，再通过表面处理制备成仿电镀浆状或干粉状的金属颜料。上述电镀--剥离制备的电镀颜料工艺复杂，造价较高，并且湿法球磨、表面处理制备成仿电镀浆状或干粉状的金属颜料等工艺时间较长，且电镀效果一般。

发明内容

本发明提供了一种用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法、铝粉颜料，以解决现有技术电镀--剥离制备的电镀颜料工序复杂，成本较高，仿电镀效果一般的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，包括以下步骤：

S1、原料混合：将球形铝粉、第一球磨助剂、第二球磨助剂混合均匀，获得混合物料，第一球磨助剂包括油酸或硬脂酸，第二球磨助剂包括磷酸酯；

S2、干法球磨阶段：在干法球磨阶段持续向干法球磨机内通入保护气体，维持球磨体系正压，干法球磨机内置有球磨子，将混合物料加入至干法球磨机内，进行第一阶段的球磨工作，球磨过程中干法球磨机内部温度升高，通过干法球磨机外部的降温系统控制干法球磨机内部温度，再将第三球磨助剂加入至干法球磨机内，进行第二阶段球磨工作，获得表面包裹球磨助剂的鳞片状的铝粉，第三球磨助剂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂中的至少一种；

S3、出料：加大保护气体通入量，通过保护气体以将铝粉带出干法球磨机；

S4、分级：对铝粉进行离心分离，获得细粒度铝粉进入旋风分离机进行分级，再进入布袋除尘装置进行收集，获得仿电镀铝粉颜料。

进一步地，步骤S1中将球形铝粉、第一球磨助剂、第二球磨助剂按照质量比为100∶15～30∶1～5混合均匀。

进一步地，步骤S2中第三球磨助剂与球形铝粉的质量比为0.5～1.1∶1。

进一步地，步骤S2中保护气体通入量为1L/min～10L/min；步骤S2中混合物料通过螺旋杆喂料第一通道加入至干法球磨机内；第一阶段次球磨工作包括：控制干法球磨机的转速为15r/min～40r/min，球磨过程中干法球磨机内部温度升高，通过干法球磨机外部的喷淋降温系统控制在65℃～80℃，干法球磨时间为4h～8h。

进一步地，第三球磨助剂以95g/s～110g/s的速度通过螺旋杆喂料第二通道加入至干法球磨机内；第二阶段球磨工作包括：控制干法球磨机的转速为15r/min～40r/min，干法球磨时间为2h～3h。

进一步地，步骤S3中加大保护气体通入量为10L/min～30L/min，将铝粉以500g/min～2000g/min的速度带出干法球磨机。

进一步地，步骤S4中对铝粉进行离心分离，离心频率为30Hz，获得粒径大于20μm的粗粒度铝粉输送回干法球磨机继续研磨，获得粒径小于等于20μm的细粒度铝粉进入旋风分离机进行分级；步骤S4中通过旋风分离机将细粒度铝粉依据平均粒径为D，依次分级为15μm≤D＜20μm、10μm≤D＜15μm、4μm≤D＜10μm和1μm≤D＜4μm。

进一步地，球磨子采用粒径为0.5mm～20mm的钢珠、玻璃珠或锆珠中的一种。

根据本发明的另一方面，还提供了一种仿电镀铝粉颜料，采用上述用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法得到的仿电镀铝粉颜料。

本发明具有以下有益效果：

本发明的用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，通过干法球磨机将球形铝粉研磨破碎成鳞片状的薄且尺寸较小的铝粉，而且，在整个干法球磨阶段，持续通入惰性气体，隔绝氧气保护整个生产体系，通过分阶段加入球磨助剂，先加入第一球磨助剂、第二球磨助剂与球形铝粉混合研磨形成鳞片状铝粉，第一球磨助剂和第二球磨助剂对铝粉表面进行化学和物理抛光，保护铝粉表面，增加铝粉颜料的漂浮性能、平整度和金属光泽，再加入第三球磨助剂进行研磨，第三球磨助剂改变铝粉表面的带电性能性能，使其与树脂更加亲和，以制备出具有仿电镀效果的铝粉颜料。上述用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，采用相对安全的工艺，操作工序简单，制备过程出无VOC排放，属于绿色环保材料，铝粉颜料在粉末涂料中达到仿电镀的效果。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例1的铝粉颜料喷涂后的效果图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是本发明优选实施例1的铝粉颜料喷涂后的效果图。

本实施例的用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，包括以下步骤：

S1、原料混合：将球形铝粉、第一球磨助剂、第二球磨助剂混合均匀，获得混合物料，第一球磨助剂包括油酸或硬脂酸，第二球磨助剂包括磷酸酯；

S2、干法球磨阶段：在干法球磨阶段持续向干法球磨机内通入保护气体，维持球磨体系正压，干法球磨机内置有球磨子，将混合物料加入至干法球磨机内，进行第一阶段的球磨工作，球磨过程中干法球磨机内部温度升高，通过干法球磨机外部的降温系统控制干法球磨机内部温度，再将第三球磨助剂加入至干法球磨机内，进行第二阶段球磨工作，获得表面包裹球磨助剂的鳞片状的铝粉，第三球磨助剂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂中的至少本实施例的；

S3、出料：加大保护气体通入量，通过保护气体以将铝粉带出干法球磨机；

S4、分级：对铝粉进行离心分离，获得细粒度铝粉进入旋风分离机进行分级，再进入布袋除尘装置进行收集，获得仿电镀铝粉颜料。

本发明的用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，通过干法球磨机将球形铝粉研磨破碎成鳞片状的薄且尺寸较小的铝粉，而且，在整个干法球磨阶段，持续通入惰性气体，隔绝氧气保护整个生产体系，通过分阶段加入球磨助剂，先加入第一球磨助剂、第二球磨助剂与球形铝粉混合研磨形成鳞片状铝粉，第一球磨助剂和第二球磨助剂对铝粉表面进行化学和物理抛光，保护铝粉表面，增加铝粉颜料的漂浮性能、平整度和金属光泽，再加入第三球磨助剂进行研磨，第三球磨助剂改变铝粉表面的带电性能，使其与树脂更加亲和，以制备出具有仿电镀效果的铝粉颜料。上述用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，采用相对安全的工艺，操作工序简单，制备过程出无VOC排放，铝粉颜料在粉末涂料中达到仿电镀的效果。

本实施例中，步骤S1中将球形铝粉、第一球磨助剂、第二球磨助剂按照质量比为100∶15～30∶1～5混合均匀。上述第一球磨助剂采用油酸或硬脂酸，第二球磨助剂包括磷酸酯或复合酯，第一球磨助剂可以在球磨介质与铝粉之间起到缓冲润滑的作用，以保护破碎的铝粉，其次第一球磨助剂还会吸附在铝粉表面，为铝粉提供漂浮的特性；第二球磨助剂具有在铝粉表面进行化学抛光的作用，使制备出来的铝粉颜料表面光滑且具有更好的金属光泽，更好的反光效果。第一球磨助剂与第二球磨助剂共同作用于铝粉，且先于第三球磨助剂加入。如果顺序发生改变，会导致铝粉颜料的仿电镀效果变差。如果第一球磨助剂和第二球磨助剂的添加量低于此范围值，使得保护效果和球形铝粉的性能变差；高于此范围值，球磨助剂表面包裹过量，使得制备的铝粉颜料在粉末涂料中具有不利的影响。

本实施例中，步骤S2中第三球磨助剂与球形铝粉的质量比为0.5～1.1∶1。

第三球磨助剂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂中的至少一种，经过第一阶段球磨工作之后，铝粉已经形成又薄又小的鳞片状铝粉，此时加入第三球磨助剂一起研磨，在破碎的过程中第三球磨助剂吸附在铝粉表面形成薄的保护层，从而保护破碎的铝粉，而且第三球磨助剂包裹在铝粉表面，改变铝粉表面的带电性能，从而使制备的铝粉颜料具备与树脂连结料相近的效果，其类似于邦定的效果，因此，制备获得的铝粉颜料在粉末涂料中无需邦定，就具有很好的分散效果和仿电镀的效果。上述第三球磨助剂与球形铝粉的质量比为0.5～1.1∶1，超出此范围会导致铝粉颜料含量会下降，存在更多未包覆铝颜料的球磨助剂，造成成本的浪费。

本实施例中，步骤S2中保护气体通入量为1L/min～10L/min；步骤S2中混合物料通过螺旋杆喂料第一通道加入至干法球磨机内；第一阶段次球磨工作包括：控制干法球磨机的转速为15r/min～40r/min，球磨过程中干法球磨机内部温度升高，通过干法球磨机外部喷淋降温系统控制在65℃～80℃，干法球磨时间为4h～8h。

第一阶段球磨工作包括：控制干法球磨机的转速为15r/min～40r/min，干法球磨时间为4h～8h，混合物料处理量为500g/min～2000g/min。满足铝粉颜料达到仿电镀效果，需要铝粉颜料即要薄又要细，并具有漂浮的特性，而且，氧化程度越低越好，因此需要对铝粉表面进行保护，在干法球磨整个阶段持续通入保护气体，以隔绝空气或氧气。保护气体采用氮气、氩气或氦气中的一种。上述保护气体通入量为1L/min～10L/min，在干法球磨阶段保护气体的通入量不宜过大，过大会导致球形铝粉破碎不完全，因此，限定保护气体通入量为1L/min～10L/min。球磨机球磨一段时间后由于摩擦会使球磨机内部温度会升高，通过外部的喷淋降温系统控制在65℃～80℃，干法球磨时间为4h～8h，将球形铝粉球磨破碎。上述喷淋降温系统控制在65℃～80℃，此处温度的选择主要依据第三球磨助剂的玻璃化温度，使助第三球磨助剂发生软化，并且粘结包裹在铝粉表面。因此，铝粉表面包裹球磨助剂主要为第三球磨助剂。

本实施例中，第三球磨助剂以95g/s～110g/s的速度通过螺旋杆喂料第二通道加入至干法球磨机内。第二阶段球磨工作包括：控制干法球磨机的转速为15r/min～40r/min，干法球磨时间为2h～3h。上述第三球磨助剂以95g/s～110g/s的通过螺旋杆喂料第二通道缓慢的加入到干法球磨机内，将第三球磨助剂加入与铝粉继续研磨，利用干法球磨机内的余热，使得丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂等树脂达到玻璃化温度发生软化，包裹在铝粉表面，从而使得第三球磨助剂对铝粉具有黏结作用，形成类似于粉末涂料中的邦定效果。

本实施例中，步骤S3中加大保护气体通入量为10L/min～30L/min，将铝粉以500g/min～2000g/min的速度带出干法球磨机。步骤S3中加大保护气体通入量，以将研磨后的又轻又薄的鳞片状铝粉带出干法球磨机。

本实施例中，步骤S4中对铝粉进行离心分离，离心频率为30Hz，获得粒径大于20μm的粗粒度铝粉输送回干法球磨机继续研磨，获得粒径小于等于20μm的细粒度铝粉进入旋风分离机进行分级；步骤S4中通过旋风分离机将细粒度铝粉依据平均粒径为D，依次分级为15μm≤D＜20μm、10μm≤D＜15μm、4μm≤D＜10μm和1μm≤D＜4μm。离心分离采用的是离心分离机，控制离心分离机频率为30Hz，离心分离后将粒径大于20μm的粗粒度铝粉通过管道输送回干法球磨机继续研磨，粒径小于等于20μm的细粒度铝粉进入旋风分离机进行分级，依据要求，选择分级后的粒径为1μm～3μm的铝粉颜料。

本实施例中，球磨子采用粒径为0.5mm～20mm的钢珠、玻璃珠或锆珠中的一种；球形铝粉的粒径为0.1～15μm。

根据本发明的另一方面，还提供了一种仿电镀铝粉颜料，采用上述用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法得到的仿电镀铝粉颜料。本发明的仿电镀铝粉颜料，通过干法球磨和球磨助剂处理后，制备的铝粉颜料具备与树脂连结料相近的效果，其类似于邦定的效果，因此，制备获得的铝粉颜料在粉末涂料中无需邦定，就具有很好的分散效果和仿电镀的效果。

实施例

实施例1

用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，包括以下步骤：

S1、原料混合：将球形铝粉、硬脂酸、磷酸酯按照质量比为100∶15∶4混合均匀，获得混合物料；

S2、干法球磨阶段：在干法球磨阶段持续向干法球磨机内通入5L/min的氮气，维持球磨体系正压，干法球磨机内置有多个钢珠，将混合物料通过螺旋杆喂料第一通道加入至干法球磨机内，进行第一阶段球磨工作，第一次球磨工作包括：控制干法球磨机的转速为30r/min，球磨机球磨一段时间后由于摩擦会使球磨机内部温度会升高，通过外部的喷淋降温系统控制在70℃，干法球磨时间为4h，将丙烯酸树脂以100g/s的速度通过螺旋杆喂料第二通道加入至干法球磨机内，丙烯酸树脂与球形铝粉的质量比为1∶1进行第二阶段球磨工作，控制干法球磨机的转速为30r/min，干法球磨时间为2h，获得表面包裹球磨助剂的鳞片状的铝粉；

S3、出料：加大氮气通入量至20L/min，铝粉以1000g/min的速度带出干法球磨机；

S4、分级：对铝粉在离心机内离心分离，离心频率为30Hz，获得粒径大于20μm的粗粒度铝粉输送回干法球磨机继续研磨，获得粒径小于等于20μm的细粒度铝粉进入旋风分离机进行分级，再进入布袋除尘装置进行收集，获得粒径为1μm～3μm的仿电镀铝粉颜料。

对比例1

仿电镀铝粉颜料的制备方法，包括以下步骤：

S1、原料混合：将球形铝粉、硬脂酸、磷酸酯、丙烯酸树脂按照质量比为100∶12∶4∶100混合均匀，获得混合物料；

S2、干法球磨阶段：在干法球磨阶段持续向干法球磨机内通入5L/min的氮气，维持球磨体系正压，干法球磨机内置有多个钢珠，将混合物料通过螺旋杆喂料第一通道加入至干法球磨机内，控制干法球磨机的转速为30r/min，球磨机球磨一段时间后由于摩擦会使球磨机内部温度会升高，通过外部的喷淋降温系统控制在70℃，干法球磨时间为6h，获得鳞片状的铝粉；

S3、出料：加大氮气通入量至25L/min，以将铝粉带出干法球磨机；

S4、分级：对铝粉在离心机内离心分离，离心频率为30Hz，获得粒径大于20μm的粗粒度铝粉输送回干法球磨机继续研磨，获得粒径小于等于20μm的细粒度铝粉进入旋风分离机进行分级，再进入布袋除尘装置进行收集，获得粒径为1μm～3μm的铝粉颜料。

对比例2

仿电镀铝粉颜料的制备方法，包括以下步骤：

S1、原料混合：将球形铝粉、环氧树脂按照质量比为100∶100混合均匀，获得混合物料；

S2、干法球磨阶段：在干法球磨阶段持续向干法球磨机内通入5L/min的氮气，维持球磨体系正压，干法球磨机内置有多个钢珠，将混合物料通过螺旋杆喂料第一通道加入至干法球磨机内，控制干法球磨机的转速为30r/min，球磨机球磨一段时间后由于摩擦会使球磨机内部温度会升高，通过外部的喷淋降温系统控制在70℃，干法球磨时间为4h，将硬脂酸、与磷酸酯按照球形铝粉、硬脂酸、磷酸酯的比例100：12：4以100g/s的速度通过螺旋杆喂料第二通道加入至干法球磨机内，进行第二阶段球磨工作，控制干法球磨机的转速为30r/min，干法球磨时间为2h，获得鳞片状的铝粉；S3、出料：加大氮气通入量至22L/min，以将铝粉带出干法球磨机；

S4、分级：对铝粉在离心机内离心分离，离心频率为30Hz，获得粒径大于20μm的粗粒度铝粉输送回干法球磨机继续研磨，获得粒径小于等于20μm的细粒度铝粉进入旋风分离机进行分级，再进入布袋除尘装置进行收集，获得粒径为1μm～3μm的铝粉颜料。

对比例3

仿电镀铝粉颜料的制备方法，包括以下步骤：

S1、原料混合：将球形铝粉、油酸、磷酸酯按照质量比为100∶15∶4混合均匀，获得混合物料；

S2、干法球磨阶段：在干法球磨阶段持续向干法球磨机内通入5L/min的氮气，维持球磨体系正压，干法球磨机内置有多个钢珠，将混合物料通过螺旋杆喂料第一通道加入至干法球磨机内，控制干法球磨机的转速为30r/min，球磨机球磨一段时间后由于摩擦会使球磨机内部温度会升高，通过外部的喷淋降温系统控制在70℃，干法球磨时间为6h，获得鳞片状的铝粉；

S3、出料：加大氮气通入量至20L/min，以将铝粉带出干法球磨机；

S4、分级：对铝粉在离心机内离心分离，离心频率为30Hz，获得粒径大于20μm的粗粒度铝粉输送回干法球磨机继续研磨，获得粒径小于等于20μm的细粒度铝粉进入旋风分离机进行分级，再进入布袋除尘装置进行收集，获得粒径为1μm～3μm的铝粉颜料。

对上述实施例1～3的、对比例1～3的仿电镀铝粉颜料通过手混工序、邦定工序获得粉末涂料，并喷涂在马口铁板上，获得漆膜进行检测20°的光泽度，

表1粉末喷涂效果

如表1和图1所示，本发明实施例1获得的铝粉颜料无论是手混工艺，还是邦定工艺，使得喷涂后的涂层具有优良的仿电镀效果。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、原料混合：将球形铝粉、第一球磨助剂、第二球磨助剂混合均匀，获得混合物料，第一球磨助剂包括油酸或硬脂酸，第二球磨助剂包括磷酸酯；

S2、干法球磨阶段：在干法球磨阶段持续向干法球磨机内通入保护气体，维持球磨体系正压，干法球磨机内置有球磨子，将混合物料加入至干法球磨机内，进行第一阶段的球磨工作，球磨过程中干法球磨机内部温度升高，通过干法球磨机外部的降温系统控制干法球磨机内部温度，再将第三球磨助剂加入至干法球磨机内，进行第二阶段的球磨工作，获得表面包裹球磨助剂的鳞片状的铝粉，第三球磨助剂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯树脂中的至少一种；

第一阶段球磨工作包括：控制干法球磨机的转速为15r/min～40r/min，球磨过程中干法球磨机内部温度升高，通过干法球磨机外部的喷淋降温系统控制干法球磨机内部温度为65℃～80℃，干法球磨时间为4h～8h；

第二阶段球磨工作包括：控制干法球磨机的转速为15r/min～40r/min，干法球磨时间为2h～3h；

S3、出料：加大保护气体通入量，通过保护气体以将铝粉带出干法球磨机；

S4、分级：对铝粉进行离心分离，获得细粒度铝粉进入旋风分离机进行分级，再进入布袋除尘装置进行收集，获得仿电镀铝粉颜料。

2.根据权利要求1所述的用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，其特征在于，

步骤S1中将球形铝粉、第一球磨助剂、第二球磨助剂按照质量比为100∶15～30∶1～5混合均匀。

3.根据权利要求2所述的用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，其特征在于，步骤S2中第三球磨助剂与球形铝粉的质量比为0.5～1.1∶1。

4.根据权利要求1所述的用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，其特征在于，步骤S2中保护气体通入量为1L/min～10L/min；

步骤S2中混合物料通过螺旋杆喂料第一通道加入至干法球磨机内。

5.根据权利要求4所述的用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，其特征在于，第三球磨助剂以95g/s～110g/s的速度通过螺旋杆喂料第二通道加入至干法球磨机内。

6.根据权利要求1所述的用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，其特征在于，

步骤S3中加大保护气体通入量为10L/min～30L/min，将铝粉以500g/min～2000g/min的速度带出干法球磨机。

7.根据权利要求1所述的用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，其特征在于，

步骤S4中对铝粉进行离心分离，离心频率为30Hz，获得粒径大于20μm的粗粒度铝粉输送回干法球磨机继续研磨，获得粒径小于等于20μm的细粒度铝粉进入旋风分离机进行分级；

步骤S4中通过旋风分离机将细粒度铝粉依据平均粒径为D，依次分级为15μm≤D≤20μm、10μm≤D＜15μm、4μm≤D＜10μm和1μm≤D＜4μm。

8.根据权利要求1所述的用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法，其特征在于，球磨子采用粒径为0.5mm～20mm的钢珠、玻璃珠或锆珠中的一种。

9.一种仿电镀铝粉颜料，其特征在于，采用权利要求1至8任一项所述的用于粉末涂料的仿电镀铝粉颜料的制备方法得到的仿电镀铝粉颜料。

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