[发明专利]一种纳米SiO2

说明书

本发明公开了一种纳米SiO₂薄膜包覆片状铝颜料的制备方法，包括以下步骤：将铝粉和无水乙醇加入到烧瓶中，然后升温至45~55℃，同时滴加A液和B液，滴加完毕后升温至80~100℃，反应3h以上，随后经过抽滤、干燥得到纳米SiO₂薄膜包覆片状铝颜料；其中A液为TEOS的乙醇溶液，B液为乙醇、氨水和水的混合溶液。本发明能在片状铝颜料表面形成一层均匀、致密且遮盖率高、光泽度好的SiO₂薄膜。

技术领域

本发明涉及片状铝粉的表面改性技术领域，具体涉及一种纳米SiO₂薄膜包覆片状铝颜料及其制备方法。

背景技术

片状铝粉，又被称为颜料铝粉，是重要的金属颜料之一。由于其强烈的金属闪光性、随角异色性、遮盖性、金属光泽效应及其他优异的性能而被广泛应用于塑料免喷涂、汽车涂料、防腐涂料、水性涂料等行业。随着生活水平的提高以及人们对环保意识的增强，将铝粉应用于水性涂料这一领域，能够满足产品的环境友好型要求。但水性涂料应用的环境为pH为9左右的弱碱性，未经表面改性的铝粉容易被还原，极大程度地降低了涂料的使用寿命。另外，铝粉为无机超细粉体，比表面积大，难以在基质中分散，且由于铝粉与基质有机高聚物的表面或界面性质不同，相容性较差，直接将铝粉填充到基质中容易导致材料的某些力学性能下降以及易脆化等缺点，使得铝粉在涂层中附着力弱，在外力作用下，容易从涂层中脱落。对铝粉进行表面处理，改变其表面的物理化学特性，一方面增强铝粉的耐腐蚀性能，另一方面提高其与树脂相容性和在有机基质中的分散性，是目前铝粉应用领域亟需解决的关键技术问题。

采用包覆膜法对铝粉的表面进行表面改性可以提高铝粉的耐腐蚀性能，包覆方法分为有机物和无机物包覆膜法。其中，在无机物包覆膜改性铝粉过程中，以络酸盐和二氧化硅为基础的无机物包覆膜包覆铝粉最为稳定。但由于铬酸盐包覆法具有较差的耐酸、耐碱、抗腐蚀性且六价铬具有致癌性，因此该包覆法逐渐被淘汰。近年来，正硅酸乙酯与水发生水解缩合的反应生成的二氧化硅改性铝粉成为了研究的热点。主要是由于该方法不含重金属，是环境友好型的包覆方法，而且由该方法制备的材料性能良好、价格低廉，因此成为科学界和工业领域的主流。

对于铝粉而言，包覆层的形态、包覆度的影响程度远远大于包覆的厚度，因此，所有包覆目的都致力于在铝粉的表面形成一层均匀、致密的包覆膜。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米SiO₂薄膜包覆片状铝颜料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种纳米SiO₂薄膜包覆片状铝颜料的制备方法，包括以下步骤：将铝粉和无水乙醇加入到烧瓶中，然后升温至45~55℃，同时滴加A液和B液，滴加完毕后（A液和B液滴加完毕后反应体系的pH为7~9）升温至80~100℃，反应3h以上，随后经过抽滤、干燥得到纳米SiO₂薄膜包覆片状铝颜料；其中A液为TEOS的乙醇溶液，B液为乙醇、氨水（25wt% ~ 28wt%）和水的混合溶液。

优选的，所述A液和B液的体积比为1:1。

优选的，所述A液和B液的滴加速度均为1 滴/秒。

优选的，所述铝粉与TEOS（正硅酸乙酯）的重量比1:2.2~2.6。

本发明产生的有益效果是：通过阶段升温法，第一阶段温度50℃，第二阶段80℃，结合乙醇作为反应溶剂，同时选用特定比例的铝粉与TEOS作为反应原料，能在片状铝颜料表面形成一层均匀、致密且遮盖率高、光泽度好的SiO₂薄膜，从而提高铝粉的耐腐蚀性能。

附图说明

图1为对照例1、对照例2、实施例1、对照例3制备的二氧化硅包覆铝粉的SEM对比图；