本發(fā)明涉及一種銅金粉表面處理,特別涉及一種水性銅金粉制備方法以及水性銅金粉油墨和涂料。
背景技術(shù):
銅金粉是一種以銅、鋅為主要原料制成的極細的鱗片狀金屬粉末,又稱銅鋅合金粉,俗稱金粉,主要用于工藝品、油漆、油墨、涂料、印刷等行業(yè)。
通常情況下,不同顏色的銅金粉在制備過程中,需要進行兩個階段的研磨,另外還需要在兩段研磨中間添加一道退火處理工藝,以降低片狀銅鋅粒子的硬度,以確保第二階段研磨的效率。第二階段研磨過程中,采用干法研磨工藝。在此過程中,需加入一定量的硬脂酸等飽和脂肪酸做研磨助劑,在充入一定保護氣體情況下,在干式球磨機中進行第二階段的研磨。隨著研磨的進行,片狀粒子不斷變薄變細,保護氣體將一定細度和質(zhì)量的粒子送入旋風分離器。經(jīng)過旋風分離器,粒徑較小的粒子,收集包裝成產(chǎn)品。一般情況下,銅金粉粒徑分布d50值為10μm,水面遮蓋力8000-10000cm2/g,徑厚比100以上。
從銅金粉生產(chǎn)工藝上可以看出,由于一定量的硬脂酸研磨助劑的使用,銅金粉表面會吸附硬脂酸。而硬脂酸表面張力很高,在涂料、油墨等漆膜中,隨著溶劑的揮發(fā),其表面張力會將片狀粒子帶到涂膜表面,形成連續(xù)的金屬層,代理優(yōu)美的金色效果。也正是由于表面硬脂酸的存在,銅金粉是疏水的,不能在水性涂料、油墨中分散。而且,銅金粉是由銅、鋅組成,容易受到水、酸、堿等的侵蝕,導致變色,裝飾效果明顯下降。
按上述工藝制備的銅金粉是不能用于水性涂料或油墨的,有些文獻資料提到通過正硅酸乙酯等物質(zhì)的水解,于銅金粉表面沉積二氧化硅,實現(xiàn)銅金粉親水的目的。但是在沉淀二氧化硅的過程中,水、堿等對銅金粉表面產(chǎn)生侵蝕,產(chǎn)品顏色變得很暗,造成裝飾效果的明顯變差。
為此,本發(fā)明的目的,除了提高銅金粉的親水性問題外,同時還要解決這些銅金粉在水性化過程中變色問題,制備一種裝飾性能優(yōu)異的水性銅金粉顏料,用于水性涂料和油墨產(chǎn)品。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種水性銅金粉制備方法以及水性銅金粉油墨和涂料,通過在酸性介質(zhì)中使銅金粉表面包裹三層,使得銅金粉具有親水性的同時,避免包裹過程中銅金粉受到侵蝕,從而使得銅金粉在后續(xù)使用時,色澤飽滿,色差穩(wěn)定。
本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種水性銅金粉制備方法,包括以下步驟:
第一步:將1份重量的銅金粉,加入到1份-3份重量的醇醚類溶劑中,加熱至40℃-60℃,開啟攪拌以去除銅金粉中游離的或表面吸附的硬脂酸,攪拌結(jié)束后以壓濾或吸濾方式進行固液分離,形成濾餅1份,通過此步驟,將銅金粉表面吸附的或游離的硬脂酸去除,為后續(xù)包裹做好準備;
第二步:準備1份-3份重量的醇醚類溶劑,添加重量為0.01份-0.05份的緩蝕劑,所述緩蝕劑為脂肪醇磷酸酯和硫脲的混合物,加熱至40℃-60℃,加入第一步所得的濾餅1份-2份,攪拌均勻,緩蝕劑主要作用是對銅金粉進行鈍化處理,以避免銅金粉粒子在后續(xù)步驟處理時發(fā)生化學反應,避免銅金粉受到侵蝕,使銅金粉的色差穩(wěn)定;
第三步:向第二步所得的混合溶液中,緩慢加入稀鹽酸,保持攪拌,調(diào)節(jié)混合溶液ph值為5-6,將混合溶液調(diào)整至微酸環(huán)境;
第四步:將第三步所得混合溶液加熱至40℃-60℃,并不斷攪拌,逐滴加入正硅酸乙酯,正硅酸乙酯滴加總重量為0.08份-0.15份,在微酸環(huán)境下,使得正硅酸乙酯分解出二氧化硅并包裹于銅金粉表面,使得銅金粉具有親水性;
第五步:向第四步所得的混合溶液中繼續(xù)逐滴添加正硅酸乙酯和硅烷偶聯(lián)劑的混合物,保持攪拌,正硅酸乙酯和硅烷偶聯(lián)劑混合比例為1:(1-3),混合物的滴加總重量為0.01份-0.05份,在微酸環(huán)境下,使得二氧化硅和硅烷偶聯(lián)劑同時包裹于銅金粉表面,一方面使得銅金粉表面保持適當疏水性,另一方面,保持銅金粉表面的化學穩(wěn)定性,使得銅金粉在使用于油墨、涂料等,具有一定的耐酸堿的特點,從而保持銅金粉顏色的穩(wěn)定性;
第六步:向第五步所得的混合溶液中逐滴加入硅烷偶聯(lián)劑,保持攪拌,硅烷偶聯(lián)劑的滴加總重量為0.003份-0.01份,使得銅金粉最外面包裹適量的硅烷偶聯(lián)劑,保持銅金粉表面的化學穩(wěn)定性,使得銅金粉在使用于油墨、涂料等,具有一定的耐酸堿的特點,從而保持銅金粉顏色的穩(wěn)定性;
第七步:保持攪拌,并將第六步所得的混合溶液,溫度降至室溫,以壓濾或吸濾方式進行固液分離,形成濾餅;
第八步:室溫干燥,形成銅金粉干粉,避免較高溫度對銅金粉表面的破壞。
優(yōu)選地,所述攪拌的速度為30r/min-200r/min,攪拌時間為30min-150min,使得銅金粉表面充分被洗滌或覆蓋均勻。
優(yōu)選地,所述濾餅固含量為60%-90%。
優(yōu)選地,所述醇醚類溶劑為丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚中的一種或幾種混合。
優(yōu)選地,所述硅烷偶聯(lián)劑為氨丙基三乙氧基硅烷、(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷中的一種或幾種混合。
優(yōu)選地,所述滴加時間為30min-180min,使得銅金粉表面包裹均勻。
優(yōu)選地,所述稀鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為5%-15%。
通過上述技術(shù)方案,一方面,使得銅金粉表面具有親水性,且確保了銅金粉表面處理工程中未受到侵蝕,避免了表面處理對銅金粉顏色的影響,另一方面,也使得銅金粉外表面保持了適當?shù)氖杷院突瘜W穩(wěn)定性,使得銅金粉在使用于油墨、涂料等,具有一定的耐酸堿的特點,從而保持銅金粉顏色的穩(wěn)定性。
本發(fā)明另一個目的是開發(fā)一種水性銅金粉油墨,包含上述任一方案所制得的銅金粉,使得在銅金粉固含量為10%的油墨時,干燥成膜后,光澤度大于等于120,且化學穩(wěn)定性好,成膜后顏色穩(wěn)定。
本發(fā)明另一個目的是開發(fā)一種水性銅金粉涂料,包含上述任一方案所制得的銅金粉,使得在銅金粉固含量為10%的涂料時,干燥成膜后,光澤度大于等于120,且化學穩(wěn)定性好,成膜后顏色穩(wěn)定。
具體實施方式
下面將結(jié)合具體實施例,對本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細說明,應理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍,在閱讀了本發(fā)明之后,本領域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落入本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
實施例1
一種水性銅金粉制備方法,包括以下步驟:
第一步:將1份重量的銅金粉,加入到1份重量的丙二醇甲醚中,加熱至50℃,開啟攪拌以去除銅金粉中游離的或表面吸附的硬脂酸,攪拌的速度為80r/min,攪拌時間120min,攪拌結(jié)束后以壓濾或吸濾方式進行固液分離,形成濾餅1份,濾餅固含量85%;
第二步:準備1份重量的丙二醇甲醚,添加重量為0.025份的緩蝕劑,所述緩蝕劑為脂肪醇磷酸酯和硫脲的混合物,加熱至45℃,加入第一步所得的濾餅1份,攪拌均勻,攪拌的速度為75r/min,攪拌時間150min;
第三步:向第二步所得的混合溶液中,緩慢加入質(zhì)量分數(shù)為10%的稀鹽酸,保持攪拌,調(diào)節(jié)混合溶液ph值為5.5,將混合溶液調(diào)整至微酸環(huán)境;
第四步:將第三步所得混合溶液加熱至50℃,并不斷攪拌,逐滴加入正硅酸乙酯,滴加時間為150min,正硅酸乙酯滴加總重量為0.1份,在微酸環(huán)境下,使得正硅酸乙酯分解出二氧化硅并包裹于銅金粉表面,使得銅金粉具有親水性;
第五步:向第四步所得的混合溶液中繼續(xù)逐滴添加正硅酸乙酯和氨丙基三乙氧基硅烷的混合物,保持攪拌,正硅酸乙酯和氨丙基三乙氧基硅烷混合比例為1:1,混合物的滴加總重量為0.02份;
第六步:向第五步所得的混合溶液中逐滴加入氨丙基三乙氧基硅烷,保持攪拌,氨丙基三乙氧基硅烷的滴加總重量為0.005份;
第七步:保持攪拌,并將第六步所得的混合溶液,溫度降至室溫,以壓濾或吸濾方式進行固液分離,形成濾餅;
第八步:室溫干燥,形成銅金粉干粉,避免較高溫度對銅金粉表面的破壞。
通過上述技術(shù)方案,一方面,使得銅金粉表面具有親水性,且確保了銅金粉表面處理工程中未受到侵蝕,避免了表面處理對銅金粉顏色的影響,另一方面,也使得銅金粉外表面保持了適當?shù)氖杷院突瘜W穩(wěn)定性,使得銅金粉在使用于油墨、涂料等,具有一定的耐酸堿的特點,從而保持銅金粉顏色的穩(wěn)定性。
一種水性銅金粉油墨,包含上述任一方案所制得的銅金粉,使得在銅金粉固含量為10%的油墨時,干燥成膜后,光澤度大于等于120,且化學穩(wěn)定性好,成膜后顏色穩(wěn)定。
實施例2
一種水性銅金粉制備方法,包括以下步驟:
第一步:將1份重量的銅金粉,加入到3份重量的丙二醇甲醚中,加熱至60℃,開啟攪拌以去除銅金粉中游離的或表面吸附的硬脂酸,攪拌的速度為200r/min,攪拌時間150min,攪拌結(jié)束后以壓濾或吸濾方式進行固液分離,形成濾餅1份,濾餅固含量90%;
第二步:準備3份重量的丙二醇甲醚,添加重量為0.05份的緩蝕劑,所述緩蝕劑為脂肪醇磷酸酯和硫脲的混合物,加熱至60℃,加入第一步所得的濾餅2份,攪拌均勻,攪拌的速度為30r/min,攪拌時間30min;
第三步:向第二步所得的混合溶液中,緩慢加入質(zhì)量分數(shù)為15%的稀鹽酸,保持攪拌,調(diào)節(jié)混合溶液ph值為6,將混合溶液調(diào)整至微酸環(huán)境;
第四步:將第三步所得混合溶液加熱至60℃,并不斷攪拌,逐滴加入正硅酸乙酯,滴加時間為180min,正硅酸乙酯滴加總重量為0.15份,在微酸環(huán)境下,使得正硅酸乙酯分解出二氧化硅并包裹于銅金粉表面,使得銅金粉具有親水性;
第五步:向第四步所得的混合溶液中繼續(xù)逐滴添加正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷的混合物,保持攪拌,正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷混合比例為1:3,混合物的滴加總重量為0.05份;
第六步:向第五步所得的混合溶液中逐滴加入乙烯基三乙氧基硅烷,保持攪拌,乙烯基三乙氧基硅烷的滴加總重量為0.01份;
第七步:保持攪拌,并將第六步所得的混合溶液,溫度降至室溫,以壓濾或吸濾方式進行固液分離,形成濾餅;
第八步:室溫干燥,形成銅金粉干粉,避免較高溫度對銅金粉表面的破壞。
通過上述技術(shù)方案,一方面,使得銅金粉表面具有親水性,且確保了銅金粉表面處理工程中未受到侵蝕,避免了表面處理對銅金粉顏色的影響,另一方面,也使得銅金粉外表面保持了適當?shù)氖杷院突瘜W穩(wěn)定性,使得銅金粉在使用于油墨、涂料等,具有一定的耐酸堿的特點,從而保持銅金粉顏色的穩(wěn)定性。
一種水性銅金粉涂料,包含上述任一方案所制得的銅金粉,使得在銅金粉固含量為10%的涂料時,干燥成膜后,光澤度大于等于120,且化學穩(wěn)定性好,成膜后顏色穩(wěn)定。
實施例3
一種水性銅金粉制備方法,包括以下步驟:
第一步:將1份重量的銅金粉,加入到2份重量的丙二醇甲醚中,加熱至40℃,開啟攪拌以去除銅金粉中游離的或表面吸附的硬脂酸,攪拌的速度為30r/min,攪拌時間30min,攪拌結(jié)束后以壓濾或吸濾方式進行固液分離,形成濾餅1份,濾餅固含量60%;
第二步:準備2份重量的丙二醇甲醚,添加重量為0.01份的緩蝕劑,所述緩蝕劑為脂肪醇磷酸酯和硫脲的混合物,加熱至40℃,加入第一步所得的濾餅2份,攪拌均勻,攪拌的速度為100r/min,攪拌時間100min;
第三步:向第二步所得的混合溶液中,緩慢加入質(zhì)量分數(shù)為5%的稀鹽酸,保持攪拌,調(diào)節(jié)混合溶液ph值為5,將混合溶液調(diào)整至微酸環(huán)境;
第四步:將第三步所得混合溶液加熱至40℃,并不斷攪拌,逐滴加入正硅酸乙酯,滴加時間為30min,正硅酸乙酯滴加總重量為0.08份,在微酸環(huán)境下,使得正硅酸乙酯分解出二氧化硅并包裹于銅金粉表面,使得銅金粉具有親水性;
第五步:向第四步所得的混合溶液中繼續(xù)逐滴添加正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷的混合物,保持攪拌,正硅酸乙酯和乙烯基三乙氧基硅烷混合比例為1:2,混合物的滴加總重量為0.01份;
第六步:向第五步所得的混合溶液中逐滴加入乙烯基三乙氧基硅烷,保持攪拌,乙烯基三乙氧基硅烷的滴加總重量為0.005份;
第七步:保持攪拌,并將第六步所得的混合溶液,溫度降至室溫,以壓濾或吸濾方式進行固液分離,形成濾餅;
第八步:室溫干燥,形成銅金粉干粉,避免較高溫度對銅金粉表面的破壞。
通過上述技術(shù)方案,一方面,使得銅金粉表面具有親水性,且確保了銅金粉表面處理工程中未受到侵蝕,避免了表面處理對銅金粉顏色的影響,另一方面,也使得銅金粉外表面保持了適當?shù)氖杷院突瘜W穩(wěn)定性,使得銅金粉在使用于油墨、涂料等,具有一定的耐酸堿的特點,從而保持銅金粉顏色的穩(wěn)定性。
一種水性銅金粉涂料,包含上述任一方案所制得的銅金粉,使得在銅金粉固含量為10%的涂料時,干燥成膜后,光澤度大于等于120,且化學穩(wěn)定性好,成膜后顏色穩(wěn)定。