專利名稱：水性高閃光汽車用鋁顏料的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種汽車用金屬閃光涂料的制備方法，具體是涉及一種水性高閃光汽車用鋁顏料的制備方法。
背景技術：
汽車面涂層傳統(tǒng)上是采用本色面漆，但在近二十年來，采用金屬閃光底涂層與罩光涂層配套體系的越來越多，這是由于其具有亮麗的動態(tài)金屬感色彩，變化莫測的隨角異色效應，深受市場喜愛，目前大約有一半以上的轎車已采用金屬閃光涂料。汽車涂裝是汽車制造業(yè)中最嚴重的公害發(fā)生源之一，是耗能、耗水和排放揮發(fā)性有機化合物(VOC)的大戶。在各工序中，不同公司統(tǒng)計的金屬閃光底色漆的VOC量都是最大，超過總量的一半以上。其次是中涂或罩光，超過了 10%。金屬顏料片有較好的平行取向，其施工固體份最好控制在20 %左右，幾乎有80 %左右的溶劑揮發(fā)到大氣中。隨著社會的不斷進步，環(huán)境保護愈來愈受到世人的關注，人們的環(huán)保意識也在不斷加強。由于全球氣候變暖和臭氧層的破壞，世界范圍內的工業(yè)環(huán)保要求越來越高。溶劑型涂料在涂裝過程中會有大量的揮發(fā)性有機溶劑(VOC)，在使用過程中排入大氣，不僅破壞環(huán)境，危害人們身體健康，同時也浪費資源，浪費能源。因而世界各國都將以法規(guī)的形式進行環(huán)境保護，歐美等發(fā)達國家上世紀就相繼制定了較為嚴格的法規(guī)以限制VOC的排放。要降低汽車涂裝的VOC排放，必須對有機溶劑型涂料更新?lián)Q代，采用環(huán)保型涂料。 環(huán)保型涂料包括水性涂料、高固體份涂料、粉末涂料等。水性涂料是以大量水代替有機溶劑，使在生產和施工過程中有機溶劑的揮發(fā)量大為減少，這樣不僅改善了生產操作人員的工作環(huán)境，也減少了有機溶劑的揮發(fā)對地球大氣層的破壞程度，是環(huán)保涂料的一個重要發(fā)展方向。作為汽車用金屬閃光涂料中用的原料——鋁顏料，隨著汽車涂料的水性化，鋁顏料也必須水性化。但由于鋁很容易與水反應，在水性體系中它的金屬光澤遭到破壞，由此產生的氫氣還會帶來諸如燃燒等危險因素，因此鋁顏料應用于水性體系時必須保護其表面， 同時還要考慮不損害其顏料性能，同時，還要考慮與涂料體系的相容性問題。我國的鋁顏料表面處理技術與歐美發(fā)達國家還有很大的差距，特別是在鋁顏料水性化表面處理技術方面差距更大。水性鋁顏料通常由兩種方法制得一是物理保護法，即在鋁粉的表面包覆一層惰性的聚合物，使鋁粉顏料表面失去活性，但是不能保證100 %的包覆率，另外在涂料涂裝過程中，包覆膜易破損或鋁鱗片易破裂，這樣會使未包覆的鋁暴露于水中；二是化學保護法，采用鉻酸鹽或磷酸鹽與鋁粉反應，使其表面鈍化，但是這種鋁粉制成的涂膜，其耐水性有所下降。另外鉻酸鹽“鈍化”技術，產品含有“鉻”的成分?！般t”是一種重金屬物質，含“六價鉻”在歐洲是絕對禁止的。同時鈍化包覆的鋁片表面金屬感會嚴重下降，鋁片變粗，達不到高檔汽車涂料的要求
發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種水性高閃光汽車用鋁顏料的制備方法。本發(fā)明使用無芳烴的環(huán)保溶劑，使產品無芳烴，符合國家環(huán)保要求；提高鋁粒子與水溶性高分子單體之間的相容性，使水溶性高分子單體很容易吸附于鋁粒子表面；包覆緊密，包覆層不易被破壞；水溶性好，可以直接用水稀釋；包膜薄而均勻，對鋁片金屬光澤影響小，包膜上的親水性基團易于與水性汽車涂料體系相溶，有利于鋁顏料的分散。本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)，本發(fā)明涉及一種高閃光汽車用鋁顏料的制備方法，包括如下步驟步驟一,取8-10 μ m的原料球形招粉、直徑為O. 8mm-1. 5mm的研磨介質鋼球、環(huán)保溶劑油、油酸或芥酸、表面活性劑投入球磨機中；步驟二,密封所述球磨機,球磨,用環(huán)保溶劑油出料；步驟三，通過管道將物料輸入振動篩中進行篩分，去除篩余物，進入板框式壓濾機進行壓濾，得到固含量為80%的濾餅；步驟四，然后將所述濾餅、與水相容性較好的醇類或醚類溶劑一起放入反應釜中混合分散，密封所述反應釜，在惰性氣體的保護下，將所述反應釜溫度升高到45°C -55°C, 接著開始滴加水溶性高分子單體和偶氮類引發(fā)劑，滴加完畢后，將所述反應釜溫度升高到 70-800C，保溫，出料，進入板框式壓濾機進行壓濾，得到成品。優(yōu)選的，在所述步驟二中，所述球磨的具體過程為，先以60r/min的轉速球磨6小時，再把球磨機轉速調為30r/min,球磨2小時,用環(huán)保溶劑油出料。優(yōu)選的，在所述步驟四中，所述混合分散步驟的時間為O. 5小時，所述滴加步驟的時間為I小時，所述保溫步驟的時間為2. 5-3. 5小時。優(yōu)選的，所述表面活性劑選自椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、二辛基琥珀酸磺酸鈉、甘膽酸鈉、S-20、S-40、S-60。優(yōu)選的，所述球形鋁粉、環(huán)保溶劑油、油酸或芥酸、表面活性劑各成分的重量份為 球形招粉40-80重量份、環(huán)保溶劑油80-160重量份、油酸或芥酸O. 2-0. 5重量份、表面活性劑O. 5-1. 5重量份。優(yōu)選的，所述偶氮類引發(fā)劑、所述醇類或醚類溶劑各成分的重量份為偶氮類引發(fā)劑O. 05-0. I重量份、醇類或醚類溶劑120-200重量份。優(yōu)選的，所述的環(huán)保溶劑油選自D30、D40、D60、D70、D80溶劑油中的一種或多種。優(yōu)選的，所述醇類溶劑選自乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇中的一種或多種，所述醚類溶劑選自乙二醇單丁醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚和二丙二醇丁醚中的一種或多種。優(yōu)選的，所述水溶性高分子單體選自丙烯酰胺、N、N_亞甲基雙丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、馬來酸酐中的一種或多種。優(yōu)選的，所述偶氮類引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈、2，2_偶氮二(甲基丁腈)、2，2_偶氮(2，4_ 二甲基戊腈)中的一種。與已有技術相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在I、本發(fā)明在球磨階段使用無芳烴的環(huán)保溶劑，取代傳統(tǒng)芳烴含量高的溶劑油研磨體系，使產品無芳烴，符合國家環(huán)保要求。2、本發(fā)明在球磨階段使用表面活性劑，使鋁粒子在球磨過程中能夠降低新鮮鋁粒子表面活性，防止鋁粒子之間的焊接，同時提高鋁粒子與水溶性高分子單體之間的相容性， 使水溶性高分子單體很容易吸附于鋁粒子表面，為后面的原位聚合包覆提供條件。3、本發(fā)明應用水溶性高分子單體原位聚合包覆技術，這樣包覆緊密，包覆層不易被破壞；水溶性好，可以直接用水稀釋；包膜薄而均勻，對鋁片金屬光澤影響小，包膜上的親水性基團易于與水性汽車涂料體系相溶，有利于鋁顏料的分散。
具體實施例方式實施例I本實施例包括如下步驟步驟一，取8 μ m原料球形鋁粉60千克、直徑為O. 8mm的研磨介質鋼球1200千克、 080溶劑油120千克、油酸O. 36千克、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺I. O千克投入球磨機中；步驟二,密封球磨機，以60r/min的轉速球磨6小時,把球磨機轉速調為30r/min, 球磨2小時，用環(huán)保溶劑油出料；步驟三，通過管道將物料輸入振動篩中進行篩分、分級，去除篩余物，進入板框式壓濾機進行壓濾，得到固含量為80%的濾餅；步驟四，然后將上述濾餅和160千克乙二醇單丁醚溶劑一起放入反應釜中混合分散O. 5小時，密封反應釜，在惰性氣體的保護下，將反應釜溫度升高到45°C，開始滴加O. 5 千克N-羥甲基丙烯酰胺、I. O千克丙烯酰胺和75克的偶氮二異丁腈，I小時滴加完畢，將反應釜溫度升高到80°C，保溫3. 5小時，出料，進入板框式壓濾機進行壓濾，固液分離，得到成
品O實施例2本實施例包括如下步驟步驟一，取8. 5 μ m原料球形鋁粉50千克、直徑為I. Omm的研磨介質鋼球1200千克、D70溶劑油80千克、油酸O. 20千克、十二烷基磺酸鈉O. 5千克投入球磨機中；步驟二,密封球磨機，以60r/min的轉速球磨6小時,把球磨機轉速調為30r/min, 球磨2小時，用環(huán)保溶劑油出料；步驟三，通過管道將物料輸入振動篩中進行篩分、分級，去除篩余物，進入板框式壓濾機進行壓濾，得到固含量為80%的濾餅；步驟四，然后將上述濾餅和120千克乙醇溶劑一起放入反應釜中混合分散O. 5小時，密封反應釜，在惰性氣體的保護下，將反應釜溫度升高到50°C，開始滴加O. 5千克N-羥甲基丙烯酰胺、I. O千克丙烯酰胺和50克的偶氮二異丁腈，I小時滴加完畢，將反應釜溫度升高到75°C，保溫3. O小時，出料，進入板框式壓濾機進行壓濾，固液分離，得到成品。實施例3本實施例包括如下步驟步驟一，取9 μ m原料球形鋁粉40千克、直徑為I. 2mm的研磨介質鋼球1200千克、 D60溶劑油100千克、油酸O. 3千克、十二烷基硫酸鈉O. 75千克投入球磨機中；步驟二,密封球磨機，以60r/min的轉速球磨6小時,把球磨機轉速調為30r/min, 球磨2小時，用環(huán)保溶劑油出料；步驟三，通過管道將物料輸入振動篩中進行篩分、分級，去除篩余物，進入板框式壓濾機進行壓濾，得到固含量為80%的濾餅步驟四，然后將上述濾餅和140千克丙二醇甲醚溶劑一起放入反應釜中混合分散
O.5小時，密封反應釜，在惰性氣體的保護下，將反應釜溫度升高到55°C，開始滴加O. 5千克 N-羥甲基丙烯酰胺、I. O千克丙烯酰胺和60克的偶氮二異丁腈，滴加時間I小時左右，滴加完畢后，將反應釜溫度升高到70°C，保溫2. 5小時，出料，進入板框式壓濾機進行壓濾，固液分離，得到成品。實施例4本實施例包括如下步驟步驟一，取9. 5 μ m原料球形鋁粉70千克、直徑為I. 4mm的研磨介質鋼球1200千克、D40溶劑油140千克、芥酸O. 4千克、甘膽酸鈉I. 25千克投入球磨機中；步驟二,密封球磨機，以60r/min的轉速球磨6小時,把球磨機轉速調為30r/min, 球磨2小時，用環(huán)保溶劑油出料；步驟三，通過管道將物料輸入振動篩中進行篩分、分級，去除篩余物，進入板框式壓濾機進行壓濾，得到固含量為80%的濾餅；步驟四，然后將上述濾餅和180千克正丙醇溶劑一起放入反應釜中混合分散O. 5 小時，密封反應釜，在惰性氣體的保護下，將反應釜溫度升高到50°C，開始滴加O. 2千克馬來酸酐、I. 5千克甲基丙烯酰胺和90克的2，2-偶氮(2，4- 二甲基戊腈)，滴加時間I小時左右，滴加完畢，將反應釜溫度升高到75°C，保溫3. 5小時，出料，進入板框式壓濾機進行壓濾，固液分離，得到成品。實施例5本實施例包括如下步驟步驟一，取10 μ m原料球形鋁粉80千克、直徑為I. 5mm的研磨介質鋼球1200千克、 D30溶劑油160千克、芥酸O. 5千克、S-401. 5千克投入球磨機中；步驟二，密封球磨機，以60r/min的轉速球磨6小時，把球磨機轉速調為30r/min, 球磨2小時，用環(huán)保溶劑油出料；步驟三，管道將物料輸入振動篩中進行篩分、分級，去除篩余物，進入板框式壓濾機進行壓濾，得到固含量為80%的濾餅；步驟四，然后將上述濾餅和200千克正丁醇溶劑一起放入反應釜中混合分散O. 5 小時，密封反應釜，在惰性氣體的保護下，將反應釜溫度升高到45°C，開始滴加O. 2千克馬來酸酐、I. 5千克甲基丙烯酰胺和100克的2，2-偶氮二(甲基丁腈)，滴加時間I小時左右， 滴加完畢，將反應釜溫度升高到70°C，保溫3小時，出料，進入板框式壓濾機進行壓濾，固液分離，得到成品。將上述各個實施例獲得的鋁顏料成品，按照常規(guī)檢測手段測定其產品性能，其各個性能指標如下(I)酸堿吸氫量< 5mL⑵光澤度(⑶。):彡90(3)篩余率(75 μ m 篩孔)2. 0%(4)雜質金屬總量< I. 0%(5) VOC 含量彡 35g/L
最后應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本發(fā)明已進行了詳細的說明，但是，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發(fā)明進行修改或等同替換；而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍中。
權利要求
1.一種水性高閃光汽車用鋁顏料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一，取8-10 μ m的原料球形招粉、直徑為O. 8mm-1. 5mm的研磨介質鋼球、環(huán)保溶劑油、油酸或芥酸、表面活性劑投入球磨機中；步驟二，密封所述球磨機，球磨，用環(huán)保溶劑油出料；步驟三，通過管道將物料輸入振動篩中進行篩分，去除篩余物，進入板框式壓濾機進行壓濾，得到固含量為80%的濾餅；步驟四，然后將所述濾餅、與水相容性較好的醇類或醚類溶劑一起放入反應釜中混合分散，密封所述反應釜，在惰性氣體的保護下，將所述反應釜溫度升高到45°C -55°C，接著開始滴加水溶性高分子單體和偶氮類引發(fā)劑，滴加完畢后，將所述反應釜溫度升高到 70-800C，保溫，出料，進入板框式壓濾機進行壓濾，得到成品。
2.根據(jù)權利要求I所述的水性高閃光汽車用鋁顏料的制備方法，其特征在于在所述步驟二中,所述球磨的具體過程為,先以60r/min的轉速球磨6小時,再把球磨機轉速調為 30r/min,球磨2小時,用環(huán)保溶劑油出料。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的水性高閃光汽車用鋁顏料的制備方法，其特征在于在所述步驟四中，所述混合分散步驟的時間為O. 5小時，所述滴加步驟的時間為I小時，所述保溫步驟的時間為2. 5-3. 5小時。
4.根據(jù)權利要求I所述的水性高閃光汽車用鋁顏料的制備方法，其特征在于所述表面活性劑選自椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、二辛基琥珀酸磺酸鈉、甘膽酸鈉、S-20、S-40或S-60。
5.根據(jù)權利要求I所述的水性高閃光汽車用鋁顏料的制備方法，其特征在于所述球形鋁粉、環(huán)保溶劑油、油酸或芥酸、表面活性劑各成分的重量份為球形鋁粉40-80重量份、 環(huán)保溶劑油80-160重量份、油酸或芥酸O. 2-0. 5重量份、表面活性劑O. 5-1. 5重量份。
6.根據(jù)權利要求I所述的水性高閃光汽車用鋁顏料的制備方法，其特征在于所述偶氮類引發(fā)劑、所述醇類或醚類溶劑各成分的重量份為偶氮類引發(fā)劑O. 05-0. I重量份、醇類或醚類溶劑120-200重量份。
7.根據(jù)權利要求I所述的水性高閃光汽車用鋁顏料的制備方法，其特征在于所述的環(huán)保溶劑油選自D30、D40、D60、D70、D80溶劑油中的一種或多種。
8.根據(jù)權利要求I所述的水性高閃光汽車用鋁顏料的制備方法，其特征在于所述醇類溶劑選自乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇中的一種或多種，所述醚類溶劑選自乙二醇單丁醚、二乙二醇單丁醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚和二丙二醇丁醚中的一種或多種。
9.根據(jù)權利要求I所述的水性高閃光汽車用鋁顏料的制備方法，其特征在于所述水溶性高分子單體選自丙烯酰胺、N、N-亞甲基雙丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、馬來酸酐中的一種或多種。
10.根據(jù)權利要求I所述的水性高閃光汽車用鋁顏料的制備方法，其特征在于所述偶氮類引發(fā)劑選自偶氮二異丁腈、2，2-偶氮二(甲基丁腈)、2，2-偶氮(2，4- 二甲基戊腈)中的一種。
全文摘要
一種水性高閃光汽車用鋁顏料的制備方法，包括如下步驟取球形鋁粉、研磨介質鋼球、環(huán)保溶劑油、油酸或芥酸、表面活性劑投入球磨機中；密封球磨機，球磨，用環(huán)保溶劑油出料；通過管道將物料輸入振動篩中進行篩分，去除篩余物，壓濾，得到固含量為80％的濾餅；然后將所述濾餅、與水相容性較好的醇類或醚類溶劑一起放入反應釜中混合分散，密封反應釜，在惰性氣體的保護下，升溫，接著滴加水溶性高分子單體和偶氮類引發(fā)劑，滴加完畢后繼續(xù)升溫，保溫，出料，壓濾，得到成品。本發(fā)明環(huán)保效果好；包覆緊密，包覆層不易被破壞；水溶性好，可以直接用水稀釋；易于與水性汽車涂料體系相溶，有利于鋁顏料的分散。
文檔編號C09C1/64GK102604443SQ20121003539
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月15日 優(yōu)先權日2012年2月15日
發(fā)明者朱雙單, 董前年 申請人:合肥旭陽鋁顏料有限公司