[發明專利]一種有機硅包覆的水性鋁顏料的制備方法及水性鋁顏料

有效

• 申請號: 201710991540.4
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN109694592B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 史翎;張傳敏;李雯琪
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C09C1/64
• 分類號: C09C1/64;C09C3/06;C09C3/08;C09C3/12;C09D5/10
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發明公開了一種有機硅包覆的水性鋁顏料的制備方法及鋁顏料。方法包括：(1)鋁粉表面的洗滌：(2)鋁粉表面羥基化處理：經洗滌后的鋁粉與有機溶劑2混合，加入處理液對鋁粉表面羥基化；(3)有機硅包覆鋁粉：羥基化處理后的鋁粉、有機溶劑3與催化劑混合，將混合液滴加至含有活潑性反應基團的聚硅氧烷溶液中反應，過濾、洗滌、干燥獲得包覆后的鋁粉。本發明采用了具有反應活性的有機硅氧烷，在鋁粉表面接枝、縮合交聯，實現了鋁粉的微膠囊化，制備的鋁顏料具有耐水性好、抗腐蝕、光澤度高的特點，并與水性涂料乳液有良好的相容性。此技術反應簡單、成本低，有產業化前景，屬于環境友好型技術。

技術領域

本發明涉及涂料技術領域，進一步地說，是涉及一種有機硅包覆的水性鋁顏料的制備方法及水性鋁顏料。

背景技術

為滿足人們對環保和生存條件不斷提高的要求，以及國家新頒布的對VOCs限制排放的法規(環辦大氣函[2017]565號《涂料、油墨及膠黏劑工業大氣污染物排放標準》)的要求，水性涂料取代溶劑型涂料勢在必行。

鋁顏料是提供涂料金屬光澤的物質，其主要成分為微米級的片狀鋁粉，當水性樹脂作為涂料的基材時，原來在溶劑型涂料中使用的鋁顏料在水性涂料中將與水發生反應，產生氫氣，成為不安全因素，同時造成鋁粉表面腐蝕而失去金屬光澤，導致普通鋁顏料不適合在水性涂料中應用。

為了研制在水性涂料中使用的鋁顏料(俗稱水性鋁顏料)通常采用兩種方法：化學轉化膜法和包覆法。化學轉化膜法采用一些無機有機抑制劑抑制鋁粉的表面腐蝕，通常采用鉻酸鹽、鉬酸鹽和磷酸鹽，在鋁粉表面生成鈍化膜，提高鋁粉在水性涂料中的抗腐蝕性。但是，鉻酸鹽作為一種有毒有害的化學物質，對人體和環境產生極大地傷害，被禁止使用；鉬酸鹽使用量大，且成本高、效果不理想。磷酸鹽反應條件和鈍化膜厚度難以控制，通常會降低鋁顏料的光澤度。

包覆膜法為鋁粉表面形成一層致密的膜層阻止水分子與鋁粉表面接觸，控制鋁粉表面的腐蝕。如中國專利CN 105462297 A公開了一種自清潔的水性鋁銀漿及其制備方法，該方法利用鈦酸四丁酯水解在鋁粉表面生成TiO₂薄膜，實現對鋁粉表面改性。由于鈦酸四丁酯在水中水解比較劇烈，反應過程不容易控制，導致鋁粉表面薄膜包覆不致密，耐腐蝕作用一般。中國專利CN 105348869 A公開了一種納米SiO₂包覆鋁顏料的制備方法，該方法利用正硅酸乙酯水解縮合在鋁粉表面形成SiO₂顆粒層。但這些方法操作過程長、條件苛刻、鋁粉的光澤度下降嚴重、且成本高難以產業化。

因此，鋁顏料在水性涂料中易發生腐蝕而失去光澤度是目前需要亟待解決的問題。

發明內容

為解決現有技術中出現的問題，本發明提供了一種有機硅包覆的水性鋁顏料的制備方法及水性鋁顏料。本發明采用了具有反應活性的有機硅氧烷，在鋁粉表面接枝、縮合交聯，實現了鋁粉的微膠囊化，制備的鋁顏料具有耐水性好、抗腐蝕、光澤度高的特點，并與水性涂料乳液有良好的相容性。此技術反應簡單、成本低，有產業化前景，屬于環境友好型技術。

本發明的目的之一是提供一種有機硅包覆的水性鋁顏料的制備方法。

包括：

(1)鋁粉表面的洗滌：

鋁粉依次用酸性洗滌劑和有機溶劑1洗滌；

所述酸性洗滌劑為磷酸醇溶液或硼酸醇溶液；

所述有機溶劑1為丙酮，正己烷、四氫呋喃中一種或組合；

(2)鋁粉表面羥基化處理：

經洗滌后的鋁粉與有機溶劑2混合，加入處理液對鋁粉表面羥基化；

所述處理液為三乙醇胺、氨水、過氧化氫和碳酸鈉混合溶液中的一種或組合；