铝银浆及其生产工艺简介

2021-01-0921

铝银浆是一种无机金属颜料,主要是由铝片、溶剂和助剂组成,比例大约是 60%-70%):(30%-40%):(0-10%),也就是说铝银浆中铝片占60%-70%、溶剂占30%-40%、助剂占0-10%o经过特殊加工工艺和表面处理,铝片表面光洁平整、边缘整齐、形状规则、粒径分布集中并与涂料体系匹配性优良。铝银浆主要成膏状或浆状,其中铝片形状有银元状、雪花状以及鳞片状。行业上用固含、粒径、白度、亮度、金属感、遮盖力、清洁度来描述铝银浆的色相与一些物理属性。在生产铝银浆的大多数工艺中,需要使用润滑剂(如不饱和脂肪酸或者饱和脂肪酸)来防止铝片与铝片之间的“冷焊接”当在涂料中使用时,这些润滑剂可以赋予铝银浆的漂浮或非浮的特性。

①漂浮型铝银浆及其涂装效果

制备漂浮型铝银浆主要原材料有雾化铝粉、150#溶剂油以及硬脂酸(饱和脂肪酸,密度0.847g/cm3)。在球磨阶段中采用硬脂酸一类的饱和脂肪酸作为润滑剂,硬脂酸吸附在铝片表面使得铝片疏水疏油。当作用到涂料体系中包覆有硬脂酸的铝片是不能被基料所浸润的,密度相对较小从而减轻了铝鳞片向下的重力。另一方面借助溶剂挥发时分子向载体表面移动的向上推力,抵消了铝鳞片自重所成的下沉力使铝片向载体表面漂浮并在漆膜表面附近定向形成一层不透明的银色膜(效果见图1)。由于铝片漂浮于漆膜表面,部分铝片存在重叠,所以会有掉银现象,重涂也比较困难(硬脂酸润滑作用,不容易罩光)。浮型铝银浆一般主要用在对防护要求较高的屋顶涂装、维护保养、防腐涂料、反光涂料、仿镀铭效果涂料上面。浮型铝银浆的外观根据粒径粗细的不同,可以从粗糙、白色的外观到灰暗、高度反射或像镜面一样的效果,能产生从平光、银白、高光(镀铬感)等效果。粗粒级的浮型苗银浆遮盖力低、结构较粗糙,但是能获得亮的涂层。细粒级的浮型铝银浆遮盖力好,产生亮白的涂层。这些漂浮型铝银浆铝片表面光滑,既能反射光线(可见光、紫外光和红外光)隔热效果良好;铝片致密叠压又能提供屏蔽效果防止湿气和其它反应介质进入漆膜,对涂装底材起到一个很好的保护作用。


②非浮型铝银浆及其涂装效果

制备非浮型银浆主要原材料有雾化铝粉、150#溶剂油以及油酸(不饱不和脂肪酸)。非浮型铝银浆由于使用了不饱和脂肪酸作为铝片包覆材料使得铝片产生亲油疏水属性,因此铝片能够被油性溶剂、树脂体系完全润湿,均匀地分布在整个漆膜中,并具有下沉的趋势,因此附着力非常好,涂膜坚实稳定,还可重涂罩光(效果见图2)。与漂浮型铝银浆相比,在表面性能方面非浮型铝银浆能提供更显著的改善作用,具有非常好的装饰效果,大量应用于交通工具、家具、电子产品、卷材等各种场合,汽车漆、摩托车漆、自行车漆、塑胶漆、建筑涂料、油墨、手机外壳及按键、机电外壳涂装等诸多领域。非浮型铝银浆通常也可分为仿电镀、 闪银、细白银、电镀银。细白银平均粒径小,亮度;闪银平均粒径,亮度;仿电镀银平均粒径介于细白银和闪银中间,亮度也介于细白银和闪银中间;电镀银具备非常良好的镀格甚至镜面效果。

铝银浆宏观效果与铝片形状也有很大的关系,尤其是白亮度、遮盖力、清洁度,铝片形状的不同在表面特性上会产生从银灰色到亮银色的不同视觉差异。一般来讲普通铝银浆铝片粒径越大,亮度越好,但对底材的遮盖能力反而会降低,铝片粒径越小,白度或者灰度越好,对底材的遮盖能力会增加,所以细白银亮度差于闪银但遮盖力要比闪银好(细的铝银浆亮度差一些但遮盖力会好一些,粗的铝银浆亮度好一些但是遮盖力差一些)。铝片表面越光滑越好,反光效果越好,亮度越好;铝片表面越粗糙,反光效果越差,亮度越差,所以适当抛光搅拌有利于提高铝银浆亮度。铝片边缘越整齐,对光的漫反射(散射)越差,亮度就会越好;铝片表面越破碎,对光的漫反射也就越厉害,终会降低铝片的反光效果,所以同样粒径的银元型结构铝片亮度要比鳞片型结构铝片要好。

铝片大小、形状越类似,整个铝片粒径跨度范围就会越小,相对应的铝银浆就显得越“干净,不会出现毛毛渣渣或者铝片大小不一,有区域闪烁效果好,有区域闪烁效果差的现象,对应到清洁度也就越好。所以说不一定是银元型的清洁度就一定好,鳞片型的清洁度就一定差,而是整个铝片粒径范围越小,大小、结构、表面处理越类似,清洁度也就越好。粗闪银也可以把清洁度控制的很好,从4650以及7905清洁度都很好也可以佐证以上提到的几个要点。


④普通油性铝银浆生产工艺

1步:球磨制片——制成不同大小、表面效果的钥片

按照各种产品的工艺规程,将规定粒径和数量的球型铝粉、钢球、溶剤、研磨助剂投入球磨机中,在一定的温度条件下,按规定的转速研磨一定时间,利用球磨机内转动式钢球与球磨机内壁之间、钢球相互之间产生的冲击力和剪切力,将球型铝粉延展成片状结构(球磨机做圆周运动带动钢球运动,钢球与钢球之间有一定的摩擦对铝粉形成剪切力;钢球运动到球磨机点随重力成瀑布型下跌,砸在球形铝粉上形成向下冲击力)。并根据不同产品的要求,进一步研磨,使之变成具有一定表面状态、形状、径厚比例的铝片。

2步:筛分——得到不同粒径范围分布的铝片

利用大量的溶剂油和空气压力将已研磨好的铝片从球磨机输送到中转罐中,再放出通过不同目数的筛网,将其分成不同粒径分布的铝片。粒径过大的铝片投料重新研磨,粒径分布在某个范围内铝片加工为一种品种,在另一个范围分布的铝片加工成另一品种。

3步:压滤脱油,固液分离——得到80%左右固含的滤饼

压滤机是利用一种特殊的过滤介质(滤布),对对象施加一定的压力,使得液体渗析出来的一种机械设备,现在行业上用的大多是板框压滤,用滤布进行油和物料的分离。利用压缩机将铝银浆混合液压缩成固体份80%左右的滤饼,主要目的是除去不利于涂料体系的溶剂及助剂,拆下已经压滤好的滤饼准备捏合搅拌。

4步:捏合搅拌,抛光处理一一得到银浆成品

在捏合机中,对滤饼进行必要的表面处理,加入一定量的高沸点芳烃溶剂油调整产品固体含量;根据不同产品,加入规定品种和用量的分散剂保证产品具有良好的分散性能;加入不同的定位排布助剂,保证产品在漆膜中具有良好的定位排布状态,加入一定量的抗氧化剂延长保质期。通过表面处理,使产品具有规定技术性能和应用性能。捏合搅拌好的包装桶成品放在通风、阴凉的仓库储存, 远离火源和高温。

⑤水性铝银浆及生产工艺简介

水性铝银浆是随着水性涂料的开发而发展起来的。由于金属铝是活泼的两性金属元素,易与水、酸碱发生反应。因此应用于水性树脂体系时必须要经过特殊的表面处理。目前,市场上水性铝银浆制备方法约分为四类:一、添加阻蚀剂法二、铬酸或其盐钝化法;三、无机物二氧化硅包覆法;四、无机有机双层包覆或杂化包覆法。不同的包覆方法有着各自的优缺点,在市场上都有着一席之地。随着社会的进步,对环保要求的提高,后两种方法包覆的铝银浆在市场上所占份额将会逐渐扩大。

水性铝银浆广泛应用于水性工业漆、家庭装饰漆、化妆品、食品包装、皮革印花、儿童玩具等领域。

⑥树脂包覆型铝银浆及生产工艺简介

树脂包覆型铝银浆是经过特殊反应釜包覆反应的加工工艺,让每个铝鳞片表面都包覆一层特殊的聚合物(一般为丙烯酸树脂),特殊的聚合物使这类铝银浆具有优异的耐候性,耐酸碱、耐电压性能和极强的附着力。

树脂包覆型铝银浆主要用于工业装饰上,如用于家用电器外壳漆、手机漆、卷材材料、建筑外墙涂料和一些要求特别的油墨上。

⑦电镀银及生产工艺简介

电镀铝银浆又称镜面银、镜面铝银浆、特亮铝银浆和真空镀铝悬浮液。它是以高纯铝丝为原料,釆用独特的气相金属化颜料工艺生产的非浮型镜面银,是将真空镀铝膜置于含有槽液的超声分离机中,利用超声波的空化作用,将铝膜与 PET膜剥离开,得到大小不一、表面非常光滑具有镜面效果的铝片;剥离下来的铝片经高速剪切研磨,再经离心、压滤制成滤饼,经捏合和表面处理后成电镀银。铝含量10%-20%,其余成分主要是醋酸纤维,铝片平均粒径D50在5-12 微米之间,鳞片厚度为纳米级,表面遮盖力和亮度极大,较少用量即可获得优异的镀铭效果或镜面效果。


⑧铝银浆使用技巧

a、 为了要达到满意的特殊效果,铝银浆必须要在涂料体系中完全分散,涂料应呈均匀状态,不出现细粒。铝鳞片易弯曲和破碎,在涂料生产过程中如若经过高速搅拌或其他连续剧烈加工,其几何结构很容易被破坏,以致出现粗粒、色暗、覆盖力降低和金属游移等不良现象,因此不应采用高剪切力的分散手段。建议釆用预分散方式:先选择适当的溶剂或几种溶剂的混合物,以铝银浆与溶剂比为 1:1或1:2的比例,将溶剂加入铝银浆中,缓慢搅拌至均匀(约10-20分钟)。在系统加入基料,一般生产中釆用预先将铝银浆用溶剂浸泡30

分钟后再行缓慢搅拌。

b、 铝银浆的稀释选择主要由配方所确定的漆料而定。非浮型铝银浆可广泛釆用极性和非极性溶剂,如脂肪族或芳姪类,脂类(如乙酸丁脂),酮类(如甲乙酮, 甲基异丁基酮),醇类(如乙醇)。

c、 含氯溶剂(卤代...)不适合用于任何铝银浆颜料。氯化溶剂会释放出HCL,与细微的铝颜料发生化学反应。

d、 许多常用的涂料基料如油性清漆基料,丙烯酸脂、醇酸、环氧酯和水性基料,

都可应用在非浮型铝银浆颜料。总体来说,任何涂料基料或溶剂只要和铝银浆的溶剂载体相容,并且不会对铝银浆造成化学破坏都是合适的,特别注意的一点:铝是一种活泼金属,漆料酸价应控制在7以下。

e、 当一种含铝银浆的涂料系统需要加入金属催干剂时,对非浮型铝银浆而言,只有不会与铝鳞片表面上的脂肪酸反应的催干剂方可使用,建议选用铅、锆、锰催干剂。

f、添加比例:有色底漆的铝银浆添加比例1%-4%,纯银色底漆的铝银浆添加比例4%-10% ;单层金属闪光漆中铝银浆添加比例5%-13%,防腐漆、罐装、卷材涂料铝银浆添加比例10% -13%。

g、 涂膜表面呈平行定向时,达到效果。平行定向差会导致浑浊或漫反射现象,片状颜料的定向与配方及施工条件有关,溶剂的挥发造成湿涂膜的收缩,终将铝颜料压成水平定向位置。涂料中溶剂含量越高,这种作用越强,这就解释了片状颜料定向的现象。因此,低固体份的涂料的光学性质要比高固体份涂料的更好。溶剂的挥发会造成湿膜内部强烈的涡流,但若溶剂挥发太慢,就会形成所谓的贝纳尔德旋涡,阻碍铝颜料的平行定向(产生浑浊现象)。可使用树脂促使溶剂挥发,也有采用一些助剂,它们能固定片状颜料。有文献报导,蜡分散体能具有 ”间隔作用",表面活性剂也有类似的功能,但在使用前应先试验功能。注意: 在一定范围内相对低固体份的涂料的光学性质要比相对高固体份涂料的更好。




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