本發(fā)明涉及金屬新材料制備工藝，尤其涉及一種水性納米片狀銅鋅合金漿料及其制備方法。

背景技術(shù)：

片狀銅鋅合金粉又稱仿金銅合金粉，俗稱“銅金粉”，由于具有亮好的光反射效果，金屬色澤逼真酷似黃金，富麗堂皇，因此，廣泛應(yīng)用于各種現(xiàn)代裝飾、煙酒等高檔彩印包裝、汽車與摩托車面漆、工藝品修飾等諸多工業(yè)領(lǐng)域。

隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)以及政府環(huán)保法規(guī)的不斷完善，傳統(tǒng)有機(jī)溶劑型涂料必然會(huì)被環(huán)保型水性涂料所取代，水性涂料所用的銅金顏料與溶劑型涂料用的銅金顏料有不同的要求：首先，顏料表面必須親水，能有效地分散在水中，其次必須在水介質(zhì)中保持較高的化學(xué)穩(wěn)定性。然而，銅和鋅的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，極易與氧或水發(fā)生反應(yīng)，這不僅腐蝕了銅金顏料表面，影響了銅金的金屬光澤和穩(wěn)定性，甚至還會(huì)引發(fā)爆炸，給生產(chǎn)帶來不安全因素。因此銅金顏料的水性化研究必將成為熱點(diǎn)。

傳統(tǒng)的球磨法制備的銅金粉由于徑厚比較小，粒度分布寬，亮度較低，難以滿足人們對(duì)高亮度銅金顏料的需求，近些年來，人們提出了物理氣相沉(PVD)法制備納米片狀銅鋅合金顏料，制備的產(chǎn)品在有機(jī)溶劑體系得到了廣泛應(yīng)用，制備技術(shù)也相當(dāng)成熟。但物理氣相沉積法制備的納米片狀銅金顏料，由于銅金片極薄，采用常規(guī)的銅金顏料改性法很難達(dá)到銅金顏料水性化改性要求。因此，研究探索一種納米片狀銅金顏料水性化，具有十分重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種水性納米片狀銅鋅合金漿料及其制備方法，銅鋅合金粒子形狀規(guī)整，徑厚比大，分散性好，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好。

本發(fā)明提出的一種水性納米片狀銅鋅合金漿料，其原料按質(zhì)量百分比包括：片狀銅鋅合金粒子10～20％，定向排列劑1～3％，表面處理劑2～4％，增稠劑3～10％，助溶劑15～25％，去離子水50～60％。

優(yōu)選地，定向排列劑為羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基醋酸丁酸纖維素、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素中的一種或兩種以上組合物。

優(yōu)選地，表面處理劑為3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、4-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三異丙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧基)硅烷、3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷、無機(jī)磷酸鹽、有機(jī)磷酸鹽、亞磷酸酯、鉬酸鹽以及聚羧酸鹽中的一種或兩種以上組合物。

優(yōu)選地，增稠劑為氧化高密度聚乙烯蠟的非離子型乳液、改性乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、改性石蠟的陰離子蠟乳液、改性聚丙烯蠟的非離子型乳液中的一種或兩種以上組合物。

優(yōu)選地，助溶劑為乙醇、正丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、丙二醇甲醚、二丙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇丁醚中的一種或兩種以上組合物。

優(yōu)選地，其原料還包括分散劑，分散劑和片狀銅鋅合金粒子的重量比為0～2：10～20。

優(yōu)選地，分散劑為BYK-2091、BYK-184、BYK-185、BYK-187、BYK-190、BYK-191、BYK-192、BYK-193、BYK-194N、BYK-198、BYK-199、BYK-2010、BYK-2012和BYK-2015中的一種或兩種以上組合物。

本發(fā)明提出的上述水性納米片狀銅鋅合金漿料的制備方法，包括以下步驟：

I、將水溶性涂料平整的滾涂在高分子聚合物薄膜表面，然后干燥得到可剝離型高分子聚合物薄膜；

II、采用蒸發(fā)-冷凝法或?yàn)R射法在可剝離型高分子聚合物薄膜的涂層表面沉積或?yàn)R射光滑平整的納米銅鋅合金膜得到可剝離型高分子聚合物和鋁膜的復(fù)合物；

III、將可剝離型高分子聚合物和鋁膜的復(fù)合物置于去離子水中進(jìn)行洗脫得到含納米銅鋅合金膜的洗脫液，將含納米銅鋅合金膜的洗脫液進(jìn)行濃縮得到固含量為20～30％的納米銅鋅合金漿料；

IV、將固含量為20～30％的納米銅鋅合金漿料進(jìn)行破碎，接著篩分、分級(jí)得到納米片狀銅鋅合金粒子；

V、向納米片狀銅鋅合金粒子中加入表面改性劑進(jìn)行處理，再加入定向排列劑、增稠劑、助溶劑、分散劑和去離子水混合均勻得到水性納米片狀銅鋅合金漿料。

優(yōu)選地，高分子聚合物薄膜為聚對(duì)苯二甲酸乙二酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜中的一種。

優(yōu)選地，水溶性涂料為羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基醋酸丁酸纖維素、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、水性丙烯酸樹脂中的一種或兩種以上組合物。

優(yōu)選地，步驟II中，納米銅鋅合金膜的厚度為50～300nm。

優(yōu)選地，步驟III中，采用蝶式離心機(jī)、管式離心機(jī)和平板式高速離心機(jī)中的一種或兩種進(jìn)行濃縮。

優(yōu)選地，步驟IV中，采用高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行破碎，高壓均質(zhì)機(jī)的壓力為50～150Mpa。

優(yōu)選地，步驟IV中，納米銅鋅合金粒子的粒徑為5～40nm。

本發(fā)明所得水性納米片狀銅鋅合金漿料，銅鋅合金粒子形狀規(guī)整，徑厚比大，銅鋅合金粒子通過表面處理劑包覆處理，在水性涂料中分散性好，儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，由本發(fā)明所得水性納米片狀銅鋅合金漿料制得的涂料或油墨后施工于透明材質(zhì)上，從材質(zhì)的正反兩面都能觀察到良好的鏡面效果。

具體實(shí)施方式

下面，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

本發(fā)明提出的一種水性納米片狀銅鋅合金漿料，其原料按質(zhì)量百分比包括：片狀銅鋅合金粒子10％，定向排列劑3％，表面處理劑2％，增稠劑10％，助溶劑15％，去離子水60％。

實(shí)施例2

本發(fā)明提出的一種水性納米片狀銅鋅合金漿料，其原料按質(zhì)量百分比包括：片狀銅鋅合金粒子20％，羧甲基纖維素1％，3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷4％，氧化高密度聚乙烯蠟的非離子型乳液1％，改性乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液2％，正丙醇5％，二丙二醇甲醚6％，二乙二醇丁醚7％，異丁醇4％，去離子水50％。

本發(fā)明提出的上述水性納米片狀銅鋅合金漿料的制備方法，包括以下步驟：

I、將羥丙基甲基纖維素平整的滾涂在高分子聚合物薄膜表面，然后干燥得到第一薄膜；

II、采用蒸發(fā)-冷凝法或?yàn)R射法在第一薄膜的涂層表面沉積或?yàn)R射光滑平整的納米銅鋅合金膜得到第二薄膜；

III、將第二薄膜置于去離子水中進(jìn)行洗脫得到含納米銅鋅合金膜的洗脫液，將含納米銅鋅合金膜的洗脫液進(jìn)行濃縮得到固含量為20～30％的納米銅鋅合金漿料；

IV、將固含量為20～30％的納米銅鋅合金漿料進(jìn)行破碎，接著篩分、分級(jí)得到納米片狀銅鋅合金粒子；

V、向納米片狀銅鋅合金粒子中加入3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷進(jìn)行處理，再加入羧甲基纖維素、氧化高密度聚乙烯蠟的非離子型乳液、改性乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、正丙醇、二丙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、異丁醇和去離子水混合均勻得到水性納米片狀銅鋅合金漿料。

實(shí)施例3

本發(fā)明提出的一種水性納米片狀銅鋅合金漿料，其原料按質(zhì)量百分比包括：片狀銅鋅合金粒子12％，羥丙基甲基纖維素2.5％，3-氨丙基三甲氧基硅烷1％，N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷1.5％，改性乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液2％，改性石蠟的陰離子蠟乳液2％，改性聚丙烯蠟的非離子型乳液4％，乙醇6％，乙二醇乙醚6％，丁醇6％，分散劑BYK-2091 2％，去離子水55％。

本發(fā)明提出的上述水性納米片狀銅鋅合金漿料的制備方法，包括以下步驟：

I、將水性丙烯酸樹脂平整的滾涂在聚對(duì)苯二甲酸乙二酯薄膜表面，然后干燥得到可剝離型高分子聚合物薄膜；

II、采用蒸發(fā)-冷凝法或?yàn)R射法在可剝離型高分子聚合物薄膜的涂層表面沉積或?yàn)R射光滑平整的納米銅鋅合金膜得到可剝離型高分子聚合物和鋁膜的復(fù)合物，納米銅鋅合金膜的厚度為50～300nm；

III、將可剝離型高分子聚合物和鋁膜的復(fù)合物置于去離子水中進(jìn)行洗脫得到含納米銅鋅合金膜的洗脫液，將含納米銅鋅合金膜的洗脫液進(jìn)行采用蝶式離心機(jī)進(jìn)行濃縮得到固含量為20～30％的納米銅鋅合金漿料；

IV、將固含量為20～30％的納米銅鋅合金漿料采用高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行破碎，高壓均質(zhì)機(jī)的壓力為150Mpa，接著篩分、分級(jí)得到粒徑為5～40nm的納米片狀銅鋅合金粒子；

V、向納米片狀銅鋅合金粒子中加入3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷進(jìn)行處理，再加入羥丙基甲基纖維素、改性乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液、改性石蠟的陰離子蠟乳液、改性聚丙烯蠟的非離子型乳液、乙醇、乙二醇乙醚、丁醇、分散劑BYK-2091和去離子水混合均勻得到水性納米片狀銅鋅合金漿料。

實(shí)施例4

本發(fā)明提出的一種水性納米片狀銅鋅合金漿料，其原料按質(zhì)量百分比包括：片狀銅鋅合金粒子18％，羧甲基醋酸丁酸纖維素1％，羥甲基纖維素0.5％，3-氨丙基三乙氧基硅烷1％，N-(正丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷2％，3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷0.5％，氧化高密度聚乙烯蠟的非離子型乳液4.5％，異丙醇10％，丙二醇甲醚12％，分散劑BYK-199 0.5％，去離子水50％。

本發(fā)明提出的上述水性納米片狀銅鋅合金漿料的制備方法，包括以下步驟：

I、將水性丙烯酸樹脂平整的滾涂在聚丙烯薄膜表面，然后干燥得到可剝離型高分子聚合物薄膜；

II、采用蒸發(fā)-冷凝法或?yàn)R射法在可剝離型高分子聚合物薄膜的涂層表面沉積或?yàn)R射光滑平整的納米銅鋅合金膜得到可剝離型高分子聚合物和鋁膜的復(fù)合物，納米銅鋅合金膜的厚度為50～300nm；

III、將可剝離型高分子聚合物和鋁膜的復(fù)合物置于去離子水中進(jìn)行洗脫得到含納米銅鋅合金膜的洗脫液，將含納米銅鋅合金膜的洗脫液進(jìn)行采用管式離心機(jī)進(jìn)行濃縮得到固含量為20～30％的納米銅鋅合金漿料；

IV、將固含量為20～30％的納米銅鋅合金漿料采用高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行破碎，高壓均質(zhì)機(jī)的壓力為50Mpa，接著篩分、分級(jí)得到粒徑為5～40nm的納米片狀銅鋅合金粒子；

V、向納米片狀銅鋅合金粒子中加入3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(正丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷進(jìn)行處理，再加入羧甲基醋酸丁酸纖維素、羥甲基纖維素、氧化高密度聚乙烯蠟的非離子型乳液、異丙醇、丙二醇甲醚、分散劑BYK-199和去離子水混合均勻得到水性納米片狀銅鋅合金漿料。

實(shí)施例5

本發(fā)明提出的一種水性納米片狀銅鋅合金漿料，其原料按質(zhì)量百分比包括：片狀銅鋅合金粒子15％，羥丙基甲基纖維素0.5％，羧甲基醋酸丁酸纖維素0.5％，羥乙基纖維素1％，4-氨丙基甲基二甲氧基硅烷1％，3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷1％，3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷0.5％，有機(jī)磷酸鹽0.5％，改性聚丙烯蠟的非離子型乳液6％，正丙醇20％，分散劑BYK-2012 0.5％，分散劑BYK-20150.5％，去離子水53％。

本發(fā)明提出的上述水性納米片狀銅鋅合金漿料的制備方法，包括以下步驟：

I、將羥甲基纖維素平整的滾涂在聚乙烯薄膜表面，然后干燥得到可剝離型高分子聚合物薄膜；

II、采用蒸發(fā)-冷凝法或?yàn)R射法在可剝離型高分子聚合物薄膜的涂層表面沉積或?yàn)R射光滑平整的納米銅鋅合金膜得到可剝離型高分子聚合物和鋁膜的復(fù)合物，納米銅鋅合金膜的厚度為50～300nm；

III、將可剝離型高分子聚合物和鋁膜的復(fù)合物置于去離子水中進(jìn)行洗脫得到含納米銅鋅合金膜的洗脫液，將含納米銅鋅合金膜的洗脫液進(jìn)行采用平板式高速離心機(jī)進(jìn)行濃縮得到固含量為20～30％的納米銅鋅合金漿料；

IV、將固含量為20～30％的納米銅鋅合金漿料采用高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)行破碎，高壓均質(zhì)機(jī)的壓力為100Mpa，接著篩分、分級(jí)得到粒徑為5～40nm的納米片狀銅鋅合金粒子；

V、向納米片狀銅鋅合金粒子中加入4-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-乙酰氧丙基三甲氧基硅烷、有機(jī)磷酸鹽進(jìn)行處理，再加入羥丙基甲基纖維素、羧甲基醋酸丁酸纖維素、羥乙基纖維素、改性聚丙烯蠟的非離子型乳液、正丙醇、分散劑BYK-2012、分散劑BYK-2015和去離子水混合均勻得到水性納米片狀銅鋅合金漿料。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。