[发明专利]在铝粉表面进行SiO2/Fe2O3复合包膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在铝粉表面进行SiO₂/Fe₂O₃复合包膜方法，指以片状铝粉为基底，首先利用硅酸钠为硅源，在铝粉表面进行二氧化硅包膜，然后以氯化铁为母体，在包有二氧化硅的铝粉表面进行氧化铁的包膜的方法。 

背景技术

片状铝粉又称铝颜料，具有特殊的二维结构和优良的物理化学性能，是常见的金属颜料之一。它具有优良的金属效应，广泛应用于涂料、塑料和印刷油墨等行业。作为涂料用的铝颜料一直应用于溶剂型体系中。近年来，随着涂料工业的进一步发展以及人们环保意识的增强，对向大气环境中排放有毒溶剂的规定日趋严格，低污染、无公害、无粉尘的铝颜料产品的生产开发得到高度重视。用水代替有机溶剂，已成为涂料行业发展的必然趋势。然而铝颜料很容易与水发生反应，这不仅会使铝颜料失去其应有的光泽同时产生的氢气还会诱发燃烧和爆炸的危险。而且片状铝粉具有很大的比表面积，暴露在空气中极易被酸性介质腐蚀，严重影响了铝颜料的使用性能，因此必须对其进行表面处理。铝粉表面包覆一层惰性无机氧化物后，使其与周围介质形成一道屏障，不仅能克服上述缺陷，而且能提高产品的应用性能，改善其在水性体系中的耐腐蚀性能及耐酸性。对铝粉的无机表面包覆通常采用SiO₂、TiO₂等多种金属氧化物。 

彩色铝粉颜料在结构和粒度上与一般片状铝粉颜料相似。它的迅速发展不但可以满足人们多彩化的要求，更为需要高装饰效果的产品提供促销手段。彩色铝粉的研发可以免除铝粉颜料和着色颜料混合时带来的相关问题。 

用TEOS为硅源，以及溶胶-凝胶法在颜料铝粉的表面包覆二氧化硅的方法已见报道，但是TEOS相对价格昂贵，本发明利用液相沉积法，在颜料铝粉表面构筑SiO₂/Fe₂O₃复合包覆膜还未见报道，本实验具有工艺简单、原料来源广泛及易于实现均匀包覆等特点。 

发明内容

本发明以片状铝粉为基底，首先利用硅酸钠为硅源，在铝粉表面进行二氧化硅包膜，然后以氯化铁为母体，在包有二氧化硅的铝粉表面进行氧化铁包膜。本 发明原料来源广泛，操作方法简单易行。 

在铝粉表面进行SiO₂/Fe₂O₃复合包膜的方法，按照下述步骤进行： 

a、用四氢呋喃对片状铝粉进行除油，然后用乙醇将铝粉表面残留的四氢呋喃洗去，使铝粉表面呈现银白色明亮金属光泽，并且洗液呈清澈透明状，洗干净的铝粉原料分散于无水乙醇中，并超声分散，使其呈单颗粒分散状态； 

b、将a步骤得到的铝粉浆料移至50℃恒温水浴中搅拌，加入硅源，并用0.1mol/L的盐酸调节pH＝7； 

c、将b步骤制得的浆料进行陈化、抽滤、洗涤、干燥、焙烧，得包覆有二氧化硅的铝粉原料； 

d、将c步骤中所得样品分散于去离子水中，制成悬浮液，超声分散，使样品基本呈单颗粒分散状态； 

e、将d步骤得到的样品浆料移至70℃恒温水浴中搅拌，加入氯化铁，并用氨水浓度为5wt％的氨水调节pH＝3.5； 

f、将e步骤制得的浆料进行陈化，抽滤、洗涤、干燥、焙烧，最终制得样品。 

其中步骤a中所用包覆前浆料中铝粉浓度为100g/L无水乙醇，超声时间为20min 

其中步骤b中的所用硅源为硅酸钠，其浓度为0.3mol/L，根据所加硅酸钠体积不同，经核算二氧化硅的包覆量为5％-20％即二氧化硅与铝粉的质量比为5-20∶100； 

其中步骤c中焙烧温度为220℃，焙烧时间为3h。 

其中步骤d中的浆料浓度为50g/L，超声时间为30min。 

其中步骤e中的氯化铁浓度为0.5mol/L，根据所加氯化铁溶液所加体积不同，经核算氧化铁的包覆量为10％-30％即氧化铁与铝粉的质量之比为10-30∶100。 

其中步骤f中焙烧温度为550℃，焙烧时间为3h。 

其中步骤c和f所述的陈化时间为3h，抽滤、洗涤指用去离子水洗涤，抽成滤饼，直至滤液的电导率小于20ms/m 

其中步骤c和f所述的干燥方法为鼓风干燥，干燥温度为120℃，干燥时间为24h。