[发明专利]油性铝银浆水性化助剂的制备方法、及所制备的水性涂料

说明书

[技术领域]

本发明涉及一类水性涂料助剂，具体涉及可以将油性铝银浆直接运用于水性涂料的水性化助剂，以及使用其的水性涂料的制备方法。

[背景技术]

铝银浆（铝粉）是重要的金属颜料之一，因其具有高明亮的金属光泽已在涂料工业、塑料工业和印刷油墨中得到广泛应用。目前，铝银浆（铝粉）国内每年的产销量大概在2万吨左右，其中国外进口及其制品8000吨，车辆制造业对铝银浆（铝粉）的需求量为10300吨，建材业铝银浆（铝粉）的需求量2500吨左右，家用电器（铝粉）的需求量达1000吨。

由于铝银浆（铝粉）在水的环境下会和水反应，2Al+6H₂O→2Al(OH)₃+3H₂产生H₂，即所谓的“发气”导致各方面的问题。长期以来，在涂料方面，铝银浆（铝粉）一直应用在溶剂型体系中。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、无粉尘的涂料产品的生产开发得到高度重视。用水代替有机溶剂，水性涂料已成为涂料行业发展的必然趋势。以汽车涂料为例，国家环保局于2006年发布了《汽车涂装清洁生产标准》，“十一五”规划要求污染物排放总量降低10%，对汽车涂装生产过程中的VOC排放提出明确的限制。要达到此要求，只能通过水性漆。欧美国家为了严格限制VOC排放量，都制定了相应的环保法规，促使汽车涂装向高固体分、水性化、粉末化的方向发展。据了解，欧洲中涂水性化已达到38%以上，面漆水性化已经达到57%。国内应用水性漆的厂家亦越来越多。铝银浆（铝粉）是涂料闪光效果的来源，要达到良好的装饰效果，必须使用铝银浆（铝粉）。除汽车涂料外，油墨行业、家具行业、五金家电行业，已经大量开始使用一种能用于水性涂料的称之为水性铝银浆（铝粉）的铝颜料。

目前市面上所谓的水性铝银浆（铝粉）即是在传统的油性铝银浆（铝粉）进行表面改性处理来制备水性铝银浆（铝粉）。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包裹一层透明的树脂作为保护层。如申请号200810031492.5，利用原位聚合在铝粉表面包覆聚苯乙烯树脂层，但需知聚苯乙烯和铝粉的粘结力很弱，树脂在高剪切作用下很容易从铝粉表面脱落，失去对铝粉的保护作用。而且铝粉粒径比较大，以铝粉为母体原位聚合单体转化率和树脂包覆率都不会太高。抗高压导电性也较差。申请号200810207593.3，利用环氧磷酸酯树脂进行包覆，磷酸酯对铝粉有很强的锚定作用，吸附能力强，解决了与铝粉的粘结问题，但所用基体为环氧，环氧的耐候性能，与水性涂料基料的相容性都存在不少的问题，而且环氧树脂分子量较低，阻止水分子的扩散的能力较弱，增加对铝银浆（铝粉）的腐蚀。

化学保护法主要有添加剂技术和包覆技术两类。也是市面上主要的供货形式。添加剂技术主要通过添加有机磷化合物，如Eckart的Stapa系列，Siberline的AquasilBP/AN（Eckart、Siberline均为世界两大铝粉供应商），但由于添加的是小分子化合物，很难真正保护好铝粉在水中的稳定性。另一个副作用是可能会影响到涂料的性能（如干燥时间、附着力、耐湿性）（参考文献：PeterWissling，水性涂料用铝颜料，第二届环保型水性涂料及树脂研讨会，2003）。包裹技术也经历了两代。第一代采用不溶性的铬化合物（如Eckart Hydrolux），也是目前较好的防止铝粉点腐蚀性能的代表，但随着环保意识的增强，铬酸盐由于其致癌毒性，逐渐被淘汰。第二代则是现在更为流行的SiO₂包覆，如申请号200610123751.8，200810030678.9，200910013247.6，200910094838.0等，有的甚至在SiO₂包覆基础上再增加有机物修饰来改善与涂料基料的相容性、提高附着力等，如日本东洋的铝粉处理技术，Eckart的Hydrolan系列，但此类SiO2包覆技术是在原有的铝粉基础上增加SiO₂包覆层来达到保护铝粉的效果，虽然防止发气、耐湿热、耐候和耐管道循环性能等达到很优异的综合性能，但SiO₂包覆层势必会影响到铝粉的原先的亮度、闪度和遮盖力，处理过程中也容易引起铝粉的团聚，制造成本也非常昂贵，市场推广困难。