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无氨环境下利用锚固剂对铝粉颜料进行包覆的方法技术

技术编号:10476204 阅读:179 留言:0更新日期:2014-09-25 14:17
本发明专利技术公开了一种无氨环境下利用锚固剂对铝粉颜料进行包覆的方法,包括如下步骤:在反应容器中加入铝银浆和异丙醇,40℃搅拌0.5-2h,再加入由pH=8.5-10.0的缓冲溶液和锚固剂组成的混合液;最后在2-4h内滴加有机硅氧烷、硅烷偶联剂和异丙醇的混合物;于40℃下搅拌反应6小时,过滤,得到有机硅包覆的铝粉颜料;所述锚固剂为过氧化氢;所述锚固剂的用量为:铝粉表面积为343m2时用0.5—3.0ml锚固剂;反应体系中异丙醇与水的体积比为。本发明专利技术的铝粉颜料在制备过程中,用弱碱性缓冲溶液和双氧水的混合物替代氨水,避免了挥发氨对人体的伤害。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属颜料的表面处理
,具体是指一种无氨环境下利用锚固剂 对铝粉颜料进行包覆的方法。
技术介绍
随着人们环保意识的增强和环保法规的完善,传统的溶剂型涂料逐渐被更为环保 的水性涂料所替代,而水性涂料的制备和存放过程都是在弱碱性条件下进行的。当鳞片状 铝颜料应用于水性涂料中时,铝颜料与碱或水反应不仅会削弱铝颜料的金属光泽,且由此 产生的氢气还会诱发爆炸的危险,这样就给生产和应用带来极大的安全隐患。因此,对铝粉 表面进行处理使其更好的适用于水性体系就尤为重要。而之所以选择铝粉来作金属颜料, 是因其本身具有良好的金属光泽,因此,对铝粉的表面处理必须确保其金属光泽不受破坏, 这给研发及生产带来很大的技术难度。 目前,铝粉颜料的表面处理方法主要有两种:物理保护法和化学保护法。物理保 护法即在铝粉表面刷一层透明的树脂作为保护层。因为树脂和铝粉表面的粘结力较弱,因 此,树脂很容易从铝粉表面脱落,从而失去了对铝粉的保护作用。化学保护法主要分为钝化 法、添加剂法和包覆法。钝化法是最早使用的化学保护方法,该方法是用钝化剂处理铝粉, 使其表面形成一层钝化膜。最有效的钝化剂是铬酸盐,但是由于六价的铬离子对环境造成 极大危害,且有致癌作用,因此人们正在寻求新的替代方法。添加剂法是在涂料等体系中添 加能够抑制铝粉颜料腐蚀的物质,添加剂对铝粉颜料的保护作用在于其能吸附在铝粉颜料 的表面,但是由于这种吸附作用较弱,且添加剂不能完全隔绝铝粉颜料与腐蚀介质的接触, 因而,添加剂对铝粉颜料的保护作用也是非常有限的。包覆法是在铝粉颜料表面包覆一层 或多层比较透明的物质,这种方法因为可以隔绝铝粉颜料与腐蚀介质的接触,因而可以有 效的保护铝粉颜料免受腐蚀。此外,由于包覆层为透明物质,可以较好的保持铝粉颜料特有 的光泽,因此,包覆法是目前铝粉颜料表面处理方法中最有发展前景的方法。 溶胶凝胶法制备二氧化硅包覆型水性铝粉是研究比较早的,该法原理是含有机硅 氧烷的化合物在酸或碱催化作用下,发生水解生成硅酸,继而与羟基间发生缩合反应。在 片状铝粉表面包覆一层Si0 2薄膜,即可得到水性铝颜料。如中国专利文献1986648A (申 请号:200610123751. 8)中所用催化剂为盐酸、磷酸、硫酸或氢氟酸等;而在以碱为催化剂 的文献中,常用氨水或乙二胺等作为催化剂。如中国专利文献CN 101580653A (申请号: 200910040162.7),CN 101992295A (申请号:200910013247. 6),CN 102516831A (申请号: 20110380917. 5)和CN 102766359. A (申请号:201210277506. 8)所公开的技术中均选用氨 水或乙二胺等作为催化剂。在如上技术中,无论酸还是碱作为催化剂,其作用有两个:其一 是催化有机硅氧烷的水解,其二是引发水与铝粉反应,使其表面带上羟基,并将Si0 2薄膜锚 固在铝粉表面,即起到锚固剂的作用。但是水与铝粉反应为强放热反应,如果体系中水的 比例较大,且酸或碱的浓度较高,一旦水与铝粉反应被引发,将难以控制并导致危险。若体 系中水的比例较小,又不能保证铝粉与水的充分接触,从而导致铝粉表面羟基分布不均,影 响Si02薄膜的均匀度。若将酸或碱的作用仅限制在催化有机硅氧烷的水解,则可降低酸或 碱的浓度,以使生产安全运行。因此,寻找合适的锚固剂是安全生产,且保证质量的有效途 径。另外,在选用氨水或乙二胺作为催化剂的氨催化法中,生产过程中氨的挥发带来的生产 环境问题也是亟待解决的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种利用锚固剂在无氨环境下对铝粉颜料进行包覆的方 法,以解决氨挥发所带来的环境污染问题,同时还可制得包覆膜薄且均匀、耐酸碱腐蚀性 好、光泽度好且在水性体系中分散性良好的铝粉颜料。 本专利技术目的通过如下方案实现: ,包括如下步骤: 在反应容器中加入铝银浆和异丙醇,40°C搅拌0. 5-2h,再加入由pH=8. 5 - 10. 0的缓冲 溶液和铺固剂组成的混合液;最后在2_4h内滴加有机娃氧烧、娃烧偶联剂和异丙醇的混合 物;于40 °C下搅拌反应6小时,过滤,得到有机娃包覆的错粉颜料; 所述锚固剂为过氧化氢; 所述锚固剂的用量为:铝粉表面积为343m2时用0. 5 - 3. 0ml锚固剂; 反应体系中异丙醇与水的体积比为?++\ > =4:1 +++ 2:1 本专利技术的方法中,所述有机硅氧烷为四乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲 氧基娃烧或环氧基二甲氧基娃烧。 本专利技术的方法中,所述缓冲溶液可以使用一般常用缓冲液即可,优选使用甘氨酸 钠-甘氨酸缓冲溶液、Na 2C03-NaHC03缓冲溶液、硼砂缓冲溶液以及磷酸一氢盐一磷酸盐缓 冲溶液中的一种。 本专利技术的方法通过选择适宜的pH范围,以双氧水为氧化剂使得铝粉表面的铝原 子被氧化后以氧化铝的水合物形式在铝粉表面形成锚固点而制备包覆型铝粉颜料,其以铝 粉颜料为核,有机硅氧烷在铝粉颜料表面形成牢固、均匀包覆层。本专利技术的方法中,体系中 异丙醇与水的体积比为:匕=4:〗 --2:1,与现有技术相比,体系中水的用量增大,水 解和缩聚反应更易发生,硅溶胶与铝粉接触面更完全,从而使包敷更均匀。 本专利技术的方法,所制备的包覆型铝粉颜料包覆膜薄而均匀,具有较好的金属光泽。 本专利技术与现有技术相比,具有如下优点和有益效果: 1.本专利技术在制备过程中,用弱碱性缓冲溶液和双氧水的混合物替代氨水,避免了挥发 氨对人体的伤害。 2.本专利技术在制备过程中,首先采用锚固剂先在铝粉表面引入锚固点,增加了有机 硅氧烷与铝粉发生缩合反应的几率,提高了包覆效率。这些锚固点与铝粉表面结合力非常 强。 3.本专利技术在引入锚固点的基础上,进行二氧化硅包覆,使包覆进行更容易,更完 全。 4.本专利技术制备的包覆型铝粉颜料具有较好的金属光泽。 本专利技术所制得的铝粉颜料可以制成铝银浆或者直接作为铝颜料使用,具有优异的 贮存稳定性,在金属涂料、工业涂料、汽车涂料等领域具有较好的使用性能,特别应用于水 性涂料时,具有较好的抗氧化腐蚀性能和金属光泽保持性能。 【附图说明】 图1 一图8依次是实施例1-8所制铝粉按实施例9的方法做产品性能测试所得结 果。 图9是实施例10中所做出的测试结果------析氢体积一时间曲线。其中,曲线 a对应实施例1 ;曲线b对应实施例2 ;曲线c对应实施例3 ;曲线d对应实施例4 ;曲线e 对应实施例5 ;曲线f对应实施例6 ;曲线g对应实施例7 ;曲线h对应实施例8。 【具体实施方式】 为更好理解本专利技术,下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明,但是 本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。 本实验所用铝银浆含铝粉量74wt%,平均粒径22Mm,比表面积为4. 64m2/g。过氧化 氢为市售分析纯产品(含量wt30%),磷酸一氢二钠、氯化铵、甘氨酸、NaOH等为分析纯试剂, 硼砂、正硅酸乙酯、KH550均为工业级产品。 实施例1 铝银浆(铝粉平均粒径为22Mm,含铝粉量74wt% )100g (2. 48m本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种无氨环境下利用锚固剂对铝粉颜料进行包覆的方法,包括如下步骤:在反应容器中加入铝银浆和异丙醇,40℃搅拌0.5‑2h,再加入由pH=8.5-10.0的缓冲溶液和锚固剂组成的混合液;最后在2‑4h内滴加有机硅氧烷、硅烷偶联剂和异丙醇的混合物;于40℃下搅拌反应6小时,过滤,得到有机硅包覆的铝粉颜料;所述锚固剂为过氧化氢;所述锚固剂的用量为:铝粉表面积为343m2时用0.5— 3.0ml锚固剂; 反应体系中异丙醇与水的体积比为。

【技术特征摘要】
1. 一种无氨环境下利用锚固剂对铝粉颜料进行包覆的方法,包括如下步骤: 在反应容器中加入铝银浆和异丙醇,40°C搅拌0. 5-2h,再加入由pH=8. 5 - 10. 0的缓冲 溶液和铺固剂组成的混合液;最后在2_4h内滴加有机娃氧烧、娃烧偶联剂和异丙醇的混合 物;于40 °C下搅拌反应6小时,过滤,得到有机娃包覆的错粉颜料; 所述锚固剂为过氧化氢; 所述锚固剂的用量为:铝粉表面积为343m2时用0. 5 - 3. 0ml锚固剂; 反应体系中...

【专利技术属性】
技术研发人员:焦运红马志领李翠翠位会棉
申请(专利权)人:河北大学
类型:发明
国别省市:河北;13

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