鋁銀粉是金屬顏料中的一大類,顏料用的鋁銀粉粒子是鱗片狀的,也正是由于這種鱗片狀的粒子狀態,鋁粉才具有金屬色澤和屏蔽功能。鋁銀粉由球形鋁粉作為初級原材料、經球磨、分級、包膜、拋光等工序制成片狀粉末,具有很好的遮蓋能力和金屬光澤。鋁銀粉粗顆粒狀產品適用于油漆、裝璜等行業,細顆粒鋁銀粉適用于絲網印刷、凹印、膠印、凸印等印刷行業使用。
一、鋁銀粉生產方法
鋁銀粉工業化生產很久以前就有,早期的生產方式是搗沖法,把鋁碎屑放在搗沖機的凹槽內,搗杵在機械帶動下連續沖打凹槽內的鋁屑,具有延展性的鋁在沖擊下逐漸變成薄片并且破碎,在鋁變得非常微薄細小后進行篩選,取出合乎要求的鋁銀粉作為產品。搗沖法的生產效率很低,產品質量不易掌握。德國首先開始用求磨機生產鋁銀粉。在球磨機內放入鋼球、鋁屑和潤滑劑,利用飛動的鋼球擊碎鋁屑之后成為鱗片狀鋁粉,在球磨機內和管道里充滿惰性氣體,這種方法仍然沿用至今,被稱之為“干法生產”。隨后美國發明了在球磨機內加入石油溶劑代替惰性氣體,生產的鋁粉與溶劑混成漿狀,成為漿狀鋁粉顏料。這種方法設備簡單,工藝安全,產品使用起來非常方便,很快為世界各國所采用。現代絕大多數鋁銀粉顏料都采用這種方法,這種方法也稱之為“濕法”。正是這種生產工藝的普及,鋁銀粉產品多數呈現漿料狀態,故又被稱為鋁銀漿。
二、國內鋁銀粉行業情況簡介
在鋁銀粉的熔煉、霧化制粉、球磨、分級這幾級制備工藝中,熔煉、霧化制粉、分級技術這三個工藝環節國內外不存在太大差距,但整體技術水平落后于英國和德國同行。主要表現為國內的產品在徑厚比、顆粒分布均勻性、金屬感、抗氧化性等主要性能指標方面仍存在差異,尤其在抗氧化性能方面落后較多。近幾年,國內一些實力較強的企業,采用帶有配位基團的高分子偶聯劑作為保護劑,采用鉚固型表面活性劑作為包覆包膜層提高銀粉的抗氧化性;并且改變磨制方式,以“勻速無沖擊研磨”和“可控破碎比循環法工藝”等方法提高徑厚比和顆粒均勻性;采用氮氣冷卻和自動控溫保護作為輔助手段,減少制備過程中溫度升高引起鋁銀粉氧化速率增大現象。這些技術措施使得國產鋁銀粉具有粒度均勻和良好的金屬光澤,水面遮蓋力、穩定性、抗氧化性有大幅提高,達到或者接近了進口產品的技術水平。
三、顏料用鋁銀粉主要特性
1、鱗片狀遮蓋的特性: 鋁銀粉粒子呈鱗片狀,其片徑與厚度的比例大約為(40:1)-(100:1),鋁銀粉分散到載體后具有與底材平行的特點,眾多的鋁銀粉互相連接,大小粒子相互填補形成連續的金屬膜,遮蓋了底材,又反射涂膜外的光線,這就是鋁銀粉特有的遮蓋力。
2、鋁銀粉的屏蔽特性: 分散在載體內的鋁銀粉發生漂浮運動,其運動的結果總是使自身與被載體涂裝的底材平行,形成連續的鋁銀粉層,而且這種鋁銀粉層在載體膜內多層平行排列。各層鋁銀粉之間的孔隙互相錯開,切斷了載體膜的毛細微孔,外界的水分、氣體無法透過毛細孔到達底材,這種特點就是鋁銀粉良好的物理屏蔽性。
3、鋁銀粉的光學特性: 鋁銀粉由色淺、金屬光澤高的鋁制成,它的表面光潔,能反射可見光、紫外光和紅外光的60%-90%,用含有鋁銀粉的涂料涂裝物體,其表面銀白光亮,這就是鋁銀粉反射光線的特征。
4、鋁銀粉的“雙色效應”特性: 鋁銀粉由于具有金屬光澤和平行于被涂物的特性,在含有透明顏料的載體中,鋁銀粉的光澤度和顏色深淺隨入射光的入射角度和視角的變化發生光和色的變化,這種特性稱為“雙色效應”。
小結:鋁銀粉的生產技術及工藝參數涉及冶金、機械、流體力學、環保、印刷等眾多學科密集的技術知識,屬于邊緣交叉學科范疇。較先進的生產技術主要掌握在德國、英國少數幾個國家的企業手中。金屬微粒抗氧化、微粉粒度分布控制、粉末表面處理、粉末微觀形狀控制和轉變是提高鋁銀粉質量性能水平的關鍵性技術難題。鋁銀粉用途極為廣泛,隨著中國制造業的飛速發展,其市場需求一直處于高速增長狀態。目前進口鋁銀粉性能依然有明顯優勢,價格也明顯高出國產產品。如果國內企業能夠在關鍵技術改進上取得突破,則市場前景將是一片坦途。
(粉體圈 作者:梧桐)
作者:粉體圈
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