專利名稱：一種核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬顏料的表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子的制備方法。
背景技術(shù)：
片狀鋁粉是常用的金屬效應(yīng)顏料，具有分散性好、附著力強(qiáng)、色澤逼真酷似白銀、 光反射效果好和光亮持久等特點(diǎn)。用其調(diào)制出的銀色作為富貴、權(quán)力及吉祥的象征，已廣泛成為高檔彩印包裝、高檔裝飾、汽車與摩托車面漆、工藝品修飾等領(lǐng)域不可缺少甚至不可替代的色彩。
鋁化學(xué)性質(zhì)活潑，尤其對(duì)于微米級(jí)的片狀鋁粉，其粒徑小、比表面積大，鋁粉表面原子個(gè)數(shù)很多、活性很大，這些暴露在外的表面鋁原子極容易與環(huán)境中的酸、堿、水、氧氣等反應(yīng)，而使片狀鋁粉顏料變質(zhì)，失去原有的金屬光澤等特性，其顏色會(huì)逐漸由明亮的金屬色變?yōu)榛野咨@嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的性能。此外，受環(huán)境因素的制約，涂料和油漆工業(yè)正朝著減少使用揮發(fā)性有機(jī)溶劑的方向發(fā)展，水性涂料是解決這一問(wèn)題較好的選擇，然而，傳統(tǒng)的片狀鋁粉在水性涂料環(huán)境中容易被腐蝕，其后果不但會(huì)使片狀鋁粉失去金屬光澤，甚至可能引發(fā)燃燒或爆炸。因此，有必要對(duì)片狀鋁粉進(jìn)行表面處理。
聚丙烯酸因?yàn)橥腹庑院?，成本低廉，常用于片狀鋁粉的包覆改性，使其適用于水性體系。但現(xiàn)有聚丙烯酸包覆改性的片狀鋁粉存在金屬光澤低、耐酸性差和析氫大等問(wèn)題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子的制備方法。該方法制備的復(fù)合粒子金屬光澤度高，耐酸堿腐蝕，析氫極少， 適用于水性涂料。
本發(fā)明通過(guò)以下方法達(dá)到上述目的一種核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子的制備方法，包括以下步驟(1)在常溫下將顏料鋁粉(顏料鋁粉通常包覆有脂肪酸)加入洗滌溶劑中，慢速攪拌清洗，使顏料鋁粉表面包覆的脂肪酸溶解，通過(guò)離心分離去除液體，得到片狀鋁粉；(2)以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將1份片狀鋁粉、0. 1份丙烯酸、0. 15份引發(fā)劑和50份分散劑混合均勻后加入攪拌式反應(yīng)器中，反應(yīng)過(guò)程中滴加2份蒸餾水，1小時(shí)后停止加熱，再繼續(xù)攪拌0. 5小時(shí)；(3)將所得的復(fù)合粒子懸浮液進(jìn)行離心分離，得到核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子。
優(yōu)選地，步驟(1)的洗滌溶劑為丁酮或環(huán)已酮，用以除去顏料鋁粉表面的脂肪酸； 顏料鋁粉與洗滌溶劑的質(zhì)量比優(yōu)選為1:5 ；清洗時(shí)間為0. 5小時(shí)，清洗、離心分離反復(fù)操作三次。
優(yōu)選地，步驟(2)的引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨，分散劑為異丙醇或無(wú)水乙醇；滴加蒸餾水的方式優(yōu)選為勻速滴加；反應(yīng)器在加料前先預(yù)熱至95°C。
步驟(1)中所得的片狀鋁粉為漿態(tài)，由片狀鋁粉和少量有機(jī)溶劑構(gòu)成。
步驟(3)中所得核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子為漿態(tài)，由片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子、分散劑和少量其它組分構(gòu)成。
所述的最終產(chǎn)品是以片狀鋁粉為核，丙烯酸在其表面聚合形成包覆層，此核殼型復(fù)合粒子不僅具有高的金屬光澤，而且耐酸性高，析氫極低。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明在制備過(guò)程中，丙烯酸的羧基與片狀鋁粉表面的羥基結(jié)合形成C-O-Al鍵， 這層包覆層與片狀鋁粉表面具有較強(qiáng)的結(jié)合力。
2.本發(fā)明在制備過(guò)程中，片狀鋁粉表面有溶劑保護(hù)，包覆反應(yīng)過(guò)程中采用有機(jī)溶劑作分散劑，蒸餾水添加量少且采用勻速滴加方式，使片狀鋁粉表面與空氣和水的接觸顯著減少，基本避免了氧化現(xiàn)象，制備的核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子的金屬光澤度尚ο
3.聚丙烯酸層與片狀鋁粉結(jié)合致密，有效隔絕了片狀鋁粉與其他腐蝕介質(zhì)的接觸，因此本發(fā)明制備的核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子的耐酸性能優(yōu)良。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1(1)按質(zhì)量比1:5 (顏料鋁粉丁酮)將市售的顏料鋁粉(平均粒度13微米)加入丁酮中慢速攪拌清洗0. 5小時(shí)，清洗、離心分離操作重復(fù)三次。清洗后的片狀鋁粉析氫量為183. 0 毫升/(0. 5克鋁粉)，涂層光澤度為90. 1光澤度單位。
(2)將裝有攪拌器、回流冷凝管和溫度計(jì)的反應(yīng)器置于恒溫水浴鍋中加熱至 95 "C。
(3)以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將1份片狀鋁粉、0. 1份丙烯酸、0. 15份過(guò)硫酸銨和50份異丙醇混合均勻。
(4)將混合溶液轉(zhuǎn)移至已恒溫至95°C的反應(yīng)器中，反應(yīng)過(guò)程中勻速滴加2份蒸餾水，1小時(shí)后停止加熱，再繼續(xù)攪拌0. 5小時(shí)；(5)將所得的復(fù)合粒子懸浮液離心分離，得到最終產(chǎn)品，此條件下制備的復(fù)合粒子析氫量為0. 2毫升/ (0. 5克鋁粉)，涂層光澤度為89. 3光澤度單位。
實(shí)施例2(1)按質(zhì)量比1:5 (顏料鋁粉環(huán)已酮)將市售的顏料鋁粉(平均粒度10微米)加入環(huán)已酮中慢速攪拌清洗0. 5小時(shí)，清洗、離心分離操作重復(fù)三次。清洗后的片狀鋁粉析氫量為 182. 0毫升/ (0. 5克鋁粉)，涂層光澤度為90光澤度單位。
(2)將裝有攪拌器、回流冷凝管和溫度計(jì)的反應(yīng)器置于恒溫水浴鍋中加熱至 95 "C。
(3)以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將1份片狀鋁粉、0. 1份丙烯酸、0. 15份過(guò)硫酸銨和50份無(wú)水乙醇混合均勻。
(4)將混合溶液轉(zhuǎn)移至已恒溫至95°C的反應(yīng)器中，反應(yīng)過(guò)程中勻速滴加2份蒸餾水，1小時(shí)后停止加熱，再繼續(xù)攪拌0. 5小時(shí)；(5)將所得的復(fù)合粒子懸浮液離心分離，得到最終產(chǎn)品，此條件下制備的復(fù)合粒子析氫量為0. 5毫升/ (0. 5克鋁粉)，涂層光澤度為89. 3光澤度單位。
權(quán)利要求
1.一種核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)將顏料鋁粉加入洗滌溶劑中攪拌清洗，通過(guò)離心分離去除液體，得到片狀鋁粉；(2)以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，將1份片狀鋁粉、0.1份丙烯酸、0. 15份引發(fā)劑和50份分散劑混合均勻后加入攪拌式反應(yīng)器中于95°C反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中滴加2份蒸餾水，1小時(shí)后停止加熱，再繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)；(3)將所得的復(fù)合粒子懸浮液進(jìn)行離心分離，得到核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子的制備方法，其特征在于步驟(1)所述的洗滌溶劑為丁酮或環(huán)已酮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子的制備方法，其特征在于步驟(1)所述的顏料鋁粉與洗滌溶劑的質(zhì)量比為1:5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子的制備方法，其特征在于步驟(1)中，清洗時(shí)間為0. 5小時(shí)，清洗、離心分離反復(fù)操作三次。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子的制備方法，其特征在于步驟(2)中，在反應(yīng)過(guò)程中蒸餾水的滴加方式為勻速滴加。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子的制備方法，其特征在于步驟(2)中，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨，分散劑為異丙醇或無(wú)水乙醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子的制備方法，其特征在于步驟(2 )中，反應(yīng)器在加料前先預(yù)熱至95 °C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種核殼型片狀鋁粉/聚丙烯酸復(fù)合粒子的制備方法。該方法先采用有機(jī)溶劑在常溫下將包覆在顏料鋁粉表面的脂肪酸洗脫，離心分離后得到片狀鋁粉；然后將片狀鋁粉、丙烯酸、引發(fā)劑和分散劑混合后轉(zhuǎn)移至預(yù)熱的反應(yīng)器中，反應(yīng)過(guò)程中逐步滴加水；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過(guò)離心分離，得到核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子。核殼型片狀鋁粉-聚丙烯酸復(fù)合粒子在保持高金屬光澤的基礎(chǔ)上，具有優(yōu)良的耐酸腐蝕性能，析氫極少，特別適用于水性涂料。
文檔編號(hào)C09C1/64GK102516830SQ20111038091
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者張瑋鵬, 朱宏偉, 王君, 盛勇, 胡豫, 陳振興, 陳棟棟 申請(qǐng)人:中山大學(xué)