[发明专利]一种利用锚固剂对铝粉颜料进行膜包覆的方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属颜料的表面处理技术领域，具体是指一种利用锚固剂对铝粉颜料进行膜包覆的方法。 

背景技术

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，然而最典型的丙烯酸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，铝颜料与碱或水的反应不仅会削弱铝颜料的金属光泽，而更重要的是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尤为重要。但是，由于铝粉作为金属颜料是因为其本身具有良好的金属光泽，所以，对铝粉的表面处理必须确保其金属光泽不受破坏，且不影响外观。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。 

利用溶胶凝胶法制备二氧化硅以实现对水性铝粉的包覆是包覆法中研究比较早的，该方法的原理是使含有机硅氧烷的化合物在酸或碱的催化作用下，发生水解生成硅酸，继而硅酸的羟基之间发生缩聚反应形成硅溶胶，在片状铝粉表面包覆一层SiO₂薄膜，即得到了水性铝颜料。CN 1986648A（申请号：200610123751.8）中所用催化剂为盐酸、磷酸、硫酸或氢氟酸等；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）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，酸或碱催化剂的作用有两个：其一是催化有机硅氧烷缩聚水解生成硅溶胶的反应，其二是引发水与铝粉的反应，使铝粉表面实现羟基化，继而硅溶胶与羟基发生缩聚反应使SiO₂薄膜锚固在铝粉表面从而达到保护铝粉颜料免受腐蚀的目的。但是水与铝粉反应为强放热反应，当体系中水的比例较大，且酸或碱的浓度较高时，一旦水与铝粉的反应被引发，将难以控制并导致危险。而降低体系中水的比例，又不能保证铝粉与水的充分接触，将导致铝粉表面羟基分布不均，进而影响SiO₂薄膜的均匀度。因此，需要寻找合适的方法来解决前述问题，以达到安全生产和产品质量兼顾的目的。 

发明内容

本发明的目的就是提供一种利用锚固剂对铝粉颜料进行膜包覆的方法，以解决现有技术中产品质量和安全生产不能兼顾的问题。 

本发明目的通过如下方案实现。 

利用锚固剂对铝粉颜料进行膜包覆的方法，包括如下步骤： 

在反应容器中加入铝银浆和异丙醇，40—45℃下搅拌混合，然后加入锚固剂溶液；再滴加有机硅氧烷、硅烷偶联剂和异丙醇的混合物；40—45℃下搅拌反应5—7小时，将所得到的铝粉颜料悬浮液冷却至室温，过滤即可；

其中：

整个反应体系中异丙醇与水的体积比为 ；

所述锚固剂为Cu²⁺、Ni²⁺、Co²⁺和Cr³⁺的硫酸盐或氯化物；

所述锚固剂的用量为：铝粉表面积为343m²时用0.0004— 0.004mol锚固剂；

所述有机硅氧烷为四乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或环氧基三甲氧基硅烷。