一种非溶剂法生产片状铝粉效果颜料的方法技术

本发明专利技术涉及一种非溶剂法生产片状铝粉效果颜料的方法，该方法包括使用超细球形铝粉为原材料，使用钢球和锌铝合金粉作为球磨介质，对超细球形铝粉进行球磨，其中相对于球磨介质的总重量，钢球的重量为40‑80％，锌铝合金粉的重量为20‑60％，锌铝合金粉的粒径为20‑40μm；然后分离出球磨后的片状铝粉，对其进行抛光。本发明专利技术通过引入粒径为20‑40μm的锌铝合金粉作为球磨介质，将球磨介质间的间隙填充满，可以加工片状铝粉到更细更薄，将片状粉从微米级加工跨入纳米级加工。

A non solvent method for producing flake aluminum pigment

The invention relates to a method for producing aluminum flake pigment effect non solvent method, the method includes using aluminum powder as raw material, the use of steel and zinc Aluminum Alloy powder as milling medium, ball milling of aluminum powder, which relative to the total weight of the ball milling medium, the weight of 40 80%, zinc Aluminum Alloy the weight of 20 powder 60%, zinc Aluminum Alloy powder particle size of 20 40 m; and then separating the flake powder after ball milling, polishing of the. By introducing the particle size of 20 40 m Aluminum Alloy zinc powder as milling medium, the gap between the milling medium filled, can be processed to flake more fine and thin, flaky powder from micron in nano machining.

【技术实现步骤摘要】
一种非溶剂法生产片状铝粉效果颜料的方法
本专利技术涉及一种非溶剂法生产片状铝粉效果颜料的方法。
技术介绍
随着国内和国际上对环保要求越来越高，粉末涂料和水性涂料成为涂料市场的发展方向，油性、溶剂型涂料生产使用过程中因其对环境的污染和严重影响人的身体健康，退出市场成为必然，近年市场对粉末涂料和水性涂料的需求增长迅速，银色是一种最常用的颜色之一，市场对高品质及特殊效果的片状铝粉的需求越来越大。尤其是境面效果颜料和仿镀铬效果颜料。但是镜面效果颜料和仿镀铬效果颜料，现有的加工工艺都是通过PVD法来实现的，生产成本高，受到工艺限制，是在溶剂中剥离并且只能存在液态溶剂中，一般含量在10％-25％，在涂料中受树脂和溶剂影响大，由于是液态浆状也不能在环保的粉末涂料中使用。由于传统的球磨工艺效率低，并且现有技术对片状铝粉加工厚度达到120纳米，已是物理加工的极限，与要求最低厚度小于60纳米，平均粗细度小于7微米的片状铝粉，才能涂装出具有接近镜面或电镀效果，120纳米显然无法达到镜面或接近镜面效果要求的粗糙度。CN101578339A公开了一种片状铝颜料的方法，包括下述步骤：a)提供表现出具有d粒，10＜3.0微米、d粒，50＜5.0微米和d粒，90＜8.0微米的粒度分布的铝粒；b)使用研磨机，在溶剂和润滑剂及个体重量为1.2至13毫克的研磨介质的存在下，将a)中所述的铝粒研磨。CN1784477A公开了一种制备铝颜料的方法，包括以下步骤：a)在研磨机中，在溶剂、润滑剂和单个重量为2-13mg的磨介存在的条件下，将铝颗粒研磨15-72小时成为铝颜料。CN101396740A公开了一种高能球磨制备鳞片型锌铝粉的方法，该方法包括(1)球磨：在球磨机内加入研磨球，然后加入球状锌粉、球状铝粉、球磨油和球磨助剂，开机研磨，基于加入物质的总量，球状锌粉为40.0％～55.0％重量，球状铝粉为3.0％～8.0％重量，球磨油为35.0％～40.0％重量，球磨助剂为8.0％～15.0％重量，上述物质的重量百分比之和为100％；所述的球状锌粉和球状铝粉的粒度为100目～325目；(2)一次抽滤：将所得料浆放入抽滤罐中，抽滤出料浆中的球磨油，得到膏状的鳞片状锌铝粉；(3)膏状产品包装：经(1)(2)工序后的膏状鳞片状锌铝粉经包装后直接用于生产制备溶剂型的锌铝涂料；(4)清洗：经抽滤后的膏状粉料置于清洗罐内，加入球磨油和清洗剂后，搅拌清洗以去除包覆在鳞片型锌铝粉表面的球磨助剂；其中所述的清洗剂选自十二烷基二乙醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚或烷基磺酸钠；(5)二次抽滤：抽滤掉带有清洗剂与球磨助剂的球磨油；(6)烘干：彻底的除去剩余的球磨油，采用在烘干机中加温干燥的方式进行；(7)分散：将烘干后的粉料在分散机中处理，以消除鳞片状锌铝粉之间的粘结与团块状现象。研究低成本物理方法生产具有镜面效果和仿镀铬效果的片状铝粉工艺，具有革命性的意义。
技术实现思路
本专利技术创造性的将特定的锌铝合金球形粉加入到球磨机当中充当部分球磨介质，将球磨介质间的间隙填充满，可以将片状铝粉加工到更细更薄，将片状粉从微米级加工跨入纳米级加工，球磨一段时间后，球形锌铝合金粉慢慢的成为椭圆银元状，这时可以使球形铝粉更好的片状化，从而完成了本专利技术。根据本专利技术的一个实施方案，提供一种非溶剂法生产片状铝粉效果颜料的方法，该方法包括使用超细球形铝粉为原材料，使用钢球和锌铝合金粉作为球磨介质，对超细球形铝粉进行球磨，其中相对于球磨介质的总重量，钢球的重量为40-80％，优选55-65％，更优选58-62％，锌铝合金粉的重量为20-60％，优选35-45％，更优选38-42％，锌铝合金粉的平均粒径(或优选粒径范围)为10-50μm，优选20-40μm，更优选25μm-35μm；然后分离出球磨后的片状铝粉，对其进行抛光。优选地,锌铝合金锌铝比例为：锌含量70-95wt％，铝含量5-30wt％，优选，锌含量70-85wt％，铝含量15-30wt％，更优选锌含量70-80wt％，铝含量20-30wt％。锌铝合金粉优选为球形。所述超细球形铝粉优选为平均粒径D501-2.5μm，更优选1-2μm，D100＜7μm(例如4-6.5μm)，铝(活性铝)含量＞99wt％的铝粉。优选地，球形铝粉的重量是球磨介质(钢球与锌铝合金粉之和)的7.5％以下，例如2.0-7.0％，优选5.0-7.0％，更优选约6％。优选地，球磨介质不锈钢钢球的直径为0.4-2.0mm，优选0.5mm-1.5mm。在抛光工序中，优选使用助剂为硬脂酸、聚乙烯醇、聚乙烯蜡复合助剂，硬脂酸含量应在97wt％以上，聚乙烯醇、聚乙烯蜡各自含量为0.1-2.9wt％，优选0.5-2.5wt％，助剂的使用量相对于片状铝粉的质量为1％-10％之间，优选2-8％。抛光时间优选为5-20小时，优选10-20小时。优选地，在抛光工序中，使用抛光介质，抛光介质同样选用钢球与锌铝合金粉混合，钢球与锌铝合金粉重量比为1：0.5-1.5，优选1：1，钢球可选用0.6-1.2mm直径不锈钢镜面钢球，锌铝合金粉选用D50为10-30μm，优选20μm粒径，锌铝含量质量比为60-90：10-40，优选70-80:20-30，更优选80：20。在一个实施方式中，球磨机采用2500mm*3500mm不锈钢(304)材质，球磨机转速参考经验公式并采用较高压力球磨。优选地，球磨温度为80-120℃，压力在15-45KPa之间。球磨时间可以为10-30小时。这个温度和时间可以使铝粉部分软化，可以更好的片状化，并且可以使复合助剂完全溶化，可以更加均匀的包覆在片状铝粉表面。优选地，整个工序(包括球磨和抛光工艺)采用惰性气体保护，优选将气氛氧含量控制在0.2％-1.2％之间。经过实验分析，气氛环境中氧含量的高低对片状铝粉品质具有较大影响，由于超细片状铝粉铝元素非常活拔,生产加工过程中当气氛中氧含量超过1.2％后，片状铝粉就会出现颜色发暗，影响效果。根据本专利技术的另一个实施方案，提供了一种通过上述方法制备的片状铝粉效果颜料，其中片状铝粉的平均粒径为4-7μm，优选4-6μm，更优选4-5μm，平均厚度为20-70nm，优选25-65nm，更优选30-60nm。径厚比可达到100:1以上，优选120:1以上，更优选150:1以上。本专利技术的优点本专利技术中，通过引入粒径范围为优选20-40μm，更优选25μm-35μm的锌铝合金粉作为球磨介质，如图1所示，将球磨介质间的间隙填充满，可以加工片状铝粉到更细更薄，将片状粉从微米级加工跨入纳米级加工，球磨一段时间后，球形锌铝合金粉慢慢的成为椭圆银元状，这时可以使球形铝粉更好的片状化，此外通过限定锌铝比例、锌铝合金粉外形、超细球形铝粉的特性参数、球磨介质不锈钢钢球的性能参数等，可以获得性能更优异的片状铝粉效果颜料。片状铝粉在球磨过程中会出现几次破碎重新成片的情形，锌铝合金粉由于硬度和延展性能的变化，基本上没有出现破碎现象，这时破碎重新成片的片状铝粉受到合金片与合金片、钢球与钢球、钢球与片状合金粉的挤压与磨擦，形成越来越薄的铝片，远远超过传统球磨介质和方法所加工的极限，片状铝粉达到50纳米以下的厚度，并且由于受到片状合金片的不断磨擦，表面粗糙度非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非溶剂法生产片状铝粉效果颜料的方法，该方法包括使用超细球形铝粉为原材料，使用钢球和锌铝合金粉作为球磨介质，对超细球形铝粉进行球磨，其中相对于球磨介质的总重量，钢球的重量为40‑80％，优选55‑65％，更优选58‑62％，锌铝合金粉的重量为20‑60％，优选35‑45％，更优选38‑42％，锌铝合金粉的平均粒径为10‑50μm，优选20‑40μm，更优选25μm‑35μm；然后分离出球磨后的片状铝粉，对其进行抛光。

【技术特征摘要】
1.一种非溶剂法生产片状铝粉效果颜料的方法，该方法包括使用超细球形铝粉为原材料，使用钢球和锌铝合金粉作为球磨介质，对超细球形铝粉进行球磨，其中相对于球磨介质的总重量，钢球的重量为40-80％，优选55-65％，更优选58-62％，锌铝合金粉的重量为20-60％，优选35-45％，更优选38-42％，锌铝合金粉的平均粒径为10-50μm，优选20-40μm，更优选25μm-35μm；然后分离出球磨后的片状铝粉，对其进行抛光。2.根据权利要求1所述的方法，其中，锌铝合金锌铝比例为：锌含量70-95wt％，铝含量5-30wt％，优选，锌含量70-85wt％，铝含量15-30wt％，更优选锌含量70-80wt％，铝含量20-30wt％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，锌铝合金粉为球形。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述超细球形铝粉为平均粒径D501-2.5μm，优选1-2μm，D100＜7μm，铝含量＞99％的球形铝粉。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，球形铝粉的重量是球磨介质的7.5％以下，例如2.0-7.0％，优选5.0-7.0％，更优选约6％。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，球磨介质不锈钢钢球的直径为0.4-2.0mm，优选0.5mm-1.5mm。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文辉，曾翼，李武辉，
申请(专利权)人：湖南金昊新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43