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鋁漿料及其制備方法。

背景技術(shù)：

鋁顏料具有優(yōu)異的光澤度和色調(diào)，是重要的金屬顏料之一。隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的球磨法制備的鋁顏料由于徑厚比較小，粒度分布寬，亮度較低，難以滿足人們對(duì)高亮度鋁顏料的需求，近些年來，人們提出了物理氣相沉(PVD)法制備納米片狀鋁顏料，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。

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，水性涂料所用的鋁顏料與溶劑型涂料用的鋁顏料有不同的要求：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，鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，極易與氧或水發(fā)生反應(yīng)，這不僅腐蝕了鋁顏料表面，影響了鋁的金屬光澤和穩(wěn)定性，甚至還會(huì)引發(fā)爆炸，給生產(chǎn)帶來不安全因素。因此鋁顏料的水性化研究成為熱點(diǎn)，并已取得一定的進(jìn)展。

但物理氣相沉積法制備的納米片狀鋁顏料，由于鋁片極薄，采用常規(guī)的鋁顏料改性法很難達(dá)到鋁顏料水性化改性要求。因此，研究探索一種納米片狀鋁顏料水性化，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鋁漿料及其制備方法，鋁粒子形狀規(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鋁漿料，其原料按質(zhì)量百分比包括：片狀鋁粒子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，其原料還包括分散劑，分散劑和片狀鋁粒子的重量比為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。

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。

本發(fā)明提出的上述水性納米片狀鋁漿料的制備方法，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射光滑平整的納米鋁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)行洗脫得到含納米鋁膜的洗脫液，將含納米鋁膜的洗脫液進(jìn)行濃縮得到固含量為20～30％的納米鋁漿料；

IV、將固含量為20～30％的納米鋁漿料進(jìn)行破碎，接著篩分、分級(jí)得到納米片狀鋁粒子；

V、向納米片狀鋁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鋁漿料。

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，納米鋁膜的厚度為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，納米鋁粒子的粒徑為5～40nm。

本發(fā)明所得水性納米片狀鋁漿料，鋁粒子形狀規(guī)整，徑厚比大，鋁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鋁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鋁漿料，其原料按質(zhì)量百分比包括：片狀鋁粒子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鋁漿料，其原料按質(zhì)量百分比包括：片狀鋁粒子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鋁漿料的制備方法，包括以下步驟：

I、將羧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射光滑平整的納米鋁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)行洗脫得到含納米鋁膜的洗脫液，將含納米鋁膜的洗脫液進(jìn)行濃縮得到固含量為20～30％的納米鋁漿料；

IV、將固含量為20～30％的納米鋁漿料進(jìn)行破碎，接著篩分、分級(jí)得到納米片狀鋁粒子；

V、向納米片狀鋁粒子中加入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鋁漿料。

實(shí)施例3

本發(fā)明提出的一種水性納米片狀鋁漿料，其原料按質(zhì)量百分比包括：片狀鋁粒子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鋁漿料的制備方法，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射光滑平整的納米鋁膜得到可剝離型高分子聚合物和鋁膜的復(fù)合物，納米鋁膜的厚度為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)行洗脫得到含納米鋁膜的洗脫液，將含納米鋁膜的洗脫液進(jìn)行采用蝶式離心機(jī)進(jìn)行濃縮得到固含量為20～30％的納米鋁漿料；

IV、將固含量為20～30％的納米鋁漿料采用高壓均質(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的納米片狀鋁粒子；

V、向納米片狀鋁粒子中加入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鋁漿料。

實(shí)施例4

本發(fā)明提出的一種水性納米片狀鋁漿料，其原料按質(zhì)量百分比包括：片狀鋁粒子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鋁漿料的制備方法，包括以下步驟：

I、將羧甲基醋酸丁酸纖維素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射光滑平整的納米鋁膜得到可剝離型高分子聚合物和鋁膜的復(fù)合物，納米鋁膜的厚度為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)行洗脫得到含納米鋁膜的洗脫液，將含納米鋁膜的洗脫液進(jìn)行采用管式離心機(jī)進(jìn)行濃縮得到固含量為20～30％的納米鋁漿料；

IV、將固含量為20～30％的納米鋁漿料采用高壓均質(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的納米片狀鋁粒子；

V、向納米片狀鋁粒子中加入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鋁漿料。

實(shí)施例5

本發(fā)明提出的一種水性納米片狀鋁漿料，其原料按質(zhì)量百分比包括：片狀鋁粒子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-2015 0.5％，去離子水53％。

本發(fā)明提出的上述水性納米片狀鋁漿料的制備方法，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射光滑平整的納米鋁膜得到可剝離型高分子聚合物和鋁膜的復(fù)合物，納米鋁膜的厚度為50～300nm；

III、將可剝離型的高分子聚合物和鋁膜復(fù)合物置于去離子水中進(jìn)行洗脫得到含納米鋁膜的洗脫液，將含納米鋁膜的洗脫液進(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％的納米鋁漿料；

IV、將固含量為20～30％的納米鋁漿料采用高壓均質(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的納米片狀鋁粒子；

V、向納米片狀鋁粒子中加入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鋁漿料。

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)。