特種鋁銀漿包括如樹脂包覆鋁銀漿、水性鋁銀漿等。
樹脂包覆鋁銀漿是一種特殊鋁銀漿,質量固體含量通常為50-60%,由微細鋁片作為核心、外部包覆一層樹脂材料制成,包覆樹脂通常選擇耐候性優異的丙烯酸樹脂等。這種包覆結構能為鋁片提供惰性保護,在一定程度上防止鋁片氧化腐蝕,并具有超強耐酸堿腐蝕性、優異的耐候性、優異的電氣絕緣性。一般其樹脂含量為漿體重量的7%、厚度為0.5μm,也可以根據用戶需要調整,用于高級工業裝飾,如手機/家電等外殼漆、UV底漆、建筑外墻涂料、卷材涂料、輪轂涂料以及絕緣涂料等。
樹脂包覆鋁銀漿還具有優異的金屬光澤效果,因為樹脂包覆層可以提高鋁片的折射率,使涂料色彩更為明亮。樹脂包覆鋁銀漿具有較好的分散性和防沉性,能在涂層中均勻分布,因而更能呈現均勻的金屬色澤。
水性鋁銀漿通常生產工藝是通過使用霧化鋁粉、表面處理劑和溶劑,在濕法球磨后再由二氧化硅包覆或緩蝕劑鈍化等處理方式,在鋁片表面形成一層10-100納米的致密惰性保護層,其組成中一般含有水和/或水溶性溶劑。
水性鋁銀漿的品種與溶劑型鋁銀漿一樣,也有水性仿電鍍銀、水性閃銀、水性細白銀之分,當然也有水性漂浮銀漿、水性非浮銀漿之分。
鈍化型水性鋁銀漿為首代產品,其主要是通過添加鈍化劑對溶劑型鋁銀漿進行鈍化處理,包覆一層磷酸酯類鈍化膜。其價格低廉,但耐酸堿穩定性差,僅適用于現調現用。
配制好成品的水性銀漆的罐內儲存期長短不一,與使用的水性樹脂的酸值等不同而異,因此需預先測評相應產品的儲存穩定性。一般將水性銀漆漆放置在50℃的恒溫鼓風干燥箱中,如果能穩定7天無明顯漲氣、膠化、結皮等不良現象,涂層對應標樣無明顯消光,則可在常溫下儲存3個月到6個月。
中國發明專利CN101235226A公開了一種二氧化硅包覆型水性鋁銀漿的制備方法,其方法的主要特征為二氧化硅膠粒自組裝,先用鋁鹽對鋁粉表面進行電位調控,使鋁粉表面帶正電,再通過滴加硅醇鹽經水解反應生成帶負電的SiO2膠體,均勻致密地吸附于經過鋁鹽調控的帶正電的鋁粉表面,實現SiO2膠體在鋁粉表面的自組裝,使鋁粉表面包覆一層均勻致密且透明的二氧化硅薄膜,從而得到二氧化硅包覆型水性鋁銀漿。該種水性鋁銀漿具有以下幾個特點:在醇溶劑、水溶劑中具有良好的分散性;具有優異的耐酸耐堿的性能;包覆前后鋁粉的粒徑變化小于1微米、金屬感下降小于5%。制備出的二氧化硅包覆型水性鋁銀漿產品,可作為一種環保型金屬顏料廣泛應用于環保型水性涂料及水性油墨。
上述專利實施例:在玻璃反應器中加入40g油性鋁銀漿濾餅(D50=10.5μm),加入80g二乙二醇丁醚,攪拌均勻;加入20g水與100g乙醇的混合溶液,攪拌均勻;加入0.13g的三氯化鋁,攪拌30分鐘后升溫至60℃,并恒溫在60±2℃;取50g預先配制的25%正硅酸乙酯的乙醇溶液,通過滴加方式加入反應器,滴加時間為4小時,在滴加的同時,用4%的氨水乙醇溶液調節反應器內溶液的pH值,使pH維持在8.2±0.1,滴加完成后,再繼續反應3小時,然后冷卻、過濾后,得到二氧化硅包覆型水性鋁銀漿樣品。
二氧化硅無機包覆水性鋁銀漿又分單層包覆和雙層包覆(SiO2層+鐵系絡合染料層,得到有色鋁顏料),此外還可以進行有機包覆,如含氟有機物包覆等。
更前緣的研究,有單層無機/有機復合包覆,以及雙層無機/有機復合包覆。
以溶劑型非浮型鋁銀漿應用為例,較常應用于溶劑型醇酸漆、硝基漆、丙烯酸漆、聚氨酯漆、氟碳漆等產品體系中,配制成相應的仿電鍍銀漆、細白銀漆、細閃銀漆、中閃銀漆、粗閃銀漆;如與各種實色色漿搭配調制,則可得到各種實色的細閃光漆、中閃光漆、粗閃光漆;如與各種透明色漿(如油溶性色精、半透明安巴色漿、半透明納米色漿)搭配調制,則可得到各種顏色的半透明細閃銀漆、半透明中閃銀漆、半透明粗閃銀漆等,因光線在該半透明色漆漆膜的反射、折射作用,漆膜面色和底色呈現不同顏色,且隨觀察角度不同,顏色也逐漸變化,呈現出美麗的隨角異色效應。
溶劑型非浮型鋁銀漿中的鋁片的徑/厚比雖然較大,但鋁的比重為2.55、較高,在油漆體系中有下沉傾向,因此需要選用一定量的無機顏料分散劑以及合適的防沉劑控制其沉降,以便滿足一定的罐內儲存期,典型配伍舉例如下:
溶劑型丙烯酸銀漆典型配方【適用于金屬表面裝飾或防護涂層(如集裝箱、工業設備等)】
組分 | 質量百分比 | 作用說明 |
丙烯酸樹脂 | 40-65% | 成膜基料,提供附著力、耐候性和光澤(如Tg為40-50℃的熱塑性丙烯酸樹脂) |
鋁銀漿 | 5-10% | 金屬顏料,提供銀色光澤和屏蔽防腐效果(需選用非浮型鋁粉) |
混合溶劑 | 20-35% | 調節粘度及施工性(常用二甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯等混合溶劑) |
分散劑 | 0.3-1% | 促進鋁粉均勻分散,防止團聚(如BYK-161、Tego Dispers 650) |
流平劑 | 0.1-0.5% | 改善漆膜流平性,減少橘皮(如BYK-306、Tego Flow 300) |
防沉劑 | 0.5-2% | 防止鋁粉沉降(如氣相二氧化硅、有機膨潤土、聚酰胺蠟漿) |
消泡劑 | 0.1-0.3% | 抑制消除生產及施工中氣泡(如BYK-052、Tego Airex 900) |
附著力促進劑 | 1-3% | 增強對金屬基材的附著力(如磷酸酯類或硅烷偶聯劑) |
增塑劑 | 3-6% | 提高漆膜柔韌性(如中鏈氯化石蠟等) |
溶劑型非浮型鋁銀漿漆可采用極性、非極性有機溶劑或多種復合為溶劑體系,選用烷烴、芳烴、酯類、酮類、醇類等溶劑均可。因其鋁片徑/厚比較高,高速分散易被打破或折彎,影響遮蓋力、閃爍性、隨角異色效應,故通常采用預分散工藝,俗稱“開稀”或“開銀”:即以一種或多種溶劑預先與鋁銀漿手動攪拌或慢速攪拌至均勻,再加入到調漆過程中,如以二甲苯與鋁銀漿重量比1:1慢速攪勻后,再在調漆的慢速攪拌階段加入使用。調薄的鋁銀漿有利于在調漆階段慢速攪拌時分散均勻和不破壞鋁片形狀。
溶劑型非浮型鋁銀漿漆的樹脂選擇,應據所制醇酸鋁銀漆、硝基鋁銀漆、丙烯酸鋁銀漆、聚氨酯鋁銀漆、氟碳鋁銀漆等產品體系不同,分別優選長油醇酸樹脂、短油醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、羥基樹脂、氟碳樹脂等,其酸值不應高,建議控制在15mgKOH/g以下。若非浮型鋁銀漿油漆體系酸值偏高,易導致鋁銀漿失色發黑、析氫脹氣等問題。通過極端試驗也可說明這一點,有報道在60ml硫酸溶液中(pH調至1.0),加入0.1g的非包覆非浮型鋁銀漿,靜置720小時后,測得氫氣析出量高達113ml。
因此,溶劑型非浮型鋁銀漿漆配方確定后,還應驗證該配方系統的儲存穩定性,通常采用的方法是:將樣品密封于容器中,置于恒溫鼓風箱(通常為50°C,時間30天),觀察是否分層、結塊、沉降等外觀變化;使用旋轉粘度計測量儲存前后的粘度變化;攪拌后檢查沉淀是否易重新分散均勻;對比儲存前后漆膜的金屬光澤(分光光度計測定L*值)、顏色均一性;儲存后測試噴涂效果,觀察是否出現顆粒、堵槍或金屬定向異常等等。
概括而言,鋁銀漿在涂料中的應用主要有:
1、裝飾性涂料
汽車涂料:用于面漆(如金屬漆、珠光漆),通過調整鋁片排列實現隨角異色效果(如“變色龍”涂料)。
工業涂裝:家電、電子產品外殼的金屬質感涂層(如手機中框、洗衣機面板)。
建筑涂料:仿金屬幕墻、裝飾板材的涂裝,提升視覺檔次。
2、防護性涂料
防腐涂料:鋁片層形成物理屏障,延緩基材腐蝕,常用于船舶、橋梁、儲罐。
高溫涂料:耐高溫鋁銀漿(經硅烷處理)用于發動機、排氣管等高溫部件。
3、功能性涂料
導電涂料:用于電子設備外殼的抗靜電涂層或電磁屏蔽層。
隔熱涂料:鋁片反射紅外線,降低建筑能耗(如屋頂反射隔熱涂料)。
水性涂料:環保型鋁銀漿適配水性涂料體系,替代傳統溶劑型涂料體系,符合低VOC法規要求。
1、現存問題
分散穩定性:鋁片易團聚,需優化分散劑和研磨工藝。
氧化風險:鋁活性高,長期暴露易失去光澤,需優化表面包覆處理。
環保壓力:溶劑型體系面臨VOC排放限制,推動水性/高固含鋁銀漿涂料配方開發。
2、未來趨勢
納米化技術:開發納米鋁銀漿,實現超薄涂層和高透光金屬效果。
復合多功能化:與石墨烯、云母等復合,賦予涂層導熱、自清潔等特性。
智能化應用:結合光致變色材料,開發動態變色涂層。
綠色工藝:發展生物基溶劑和可再生鋁源,降低環境足跡。
鋁銀漿憑借其獨特的光學與功能特性,在涂料工業中占據重要地位。隨著環保法規趨嚴及市場需求升級,其制備技術正向高性能、多功能、環境友好方向演進,未來在汽車、建筑、電子、航天等領域的應用前景廣闊。
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