本發(fā)明涉及一種顏料的制備方法，具體地說是一種耐酸堿防腐鋁顏料的制備方法。

二、

背景技術(shù)：

鋁顏料是一種片層狀的金屬顏料，因其具有獨(dú)特的金屬光澤、良好的遮蓋力及“隨角異色”效應(yīng)，目前廣泛應(yīng)用于涂料、油墨、塑料加工等行業(yè)。近年來，眾多行業(yè)對鋁顏料的需求量越來越大，人們對其的性能要求也越來越高。然而，由于鋁粉是一種活潑性較高的金屬，使得它易于與空氣中的水分以及酸、堿環(huán)境下發(fā)生發(fā)應(yīng)，對生產(chǎn)及日常生活中產(chǎn)生危害。因此，目前鋁顏料的一個(gè)重要研究領(lǐng)域就是在鋁顏料的耐酸堿防腐蝕性能上。

防腐蝕型鋁顏料通常通過以下兩種方法制備，即鈍化及包覆改性。鋁顏料的鈍化是指將鋁顏料放在重鎘鹽等溶液內(nèi)，通過讓鋁顏料表面鈍化后形成一種氧化鋁膜，提高鋁顏料的耐腐蝕性能。這種方法制備的鋁顏料雖然可以有一定的耐腐蝕性能，但是效果差，且鋁顏料表面由于被氧化很容易失去金屬光澤，目前應(yīng)用較少。相比而言，包覆改性由于其優(yōu)秀的耐酸堿性能往往廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。包覆改性又分為無機(jī)包覆和有機(jī)包覆兩種，有機(jī)包覆是利用鋁顏料表面的一些化學(xué)基團(tuán)與一些聚合物單體發(fā)生聚合，在鋁顏料表面形成一種聚合物膜層，可以有效提高鋁顏料的耐腐蝕性。但是這種方法制備的鋁顏料表面具有很強(qiáng)的疏水性，只能作為油性涂料使用，在使用中需要以天拿水等稀釋劑，不利于環(huán)保，使用后會(huì)對人體的健康造成影響。因此，使用無機(jī)包覆法制備防腐蝕性更佳的水性鋁顏料是目前的趨勢所在。

三、

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種耐酸堿防腐鋁顏料的制備方法，是通過使用長鏈硅烷偶聯(lián)劑改性鋁顏料，在片狀鋁粉表面包覆一層致密的SiO₂膜層，有效提高鋁顏料的耐酸堿防腐蝕性能。

本發(fā)明耐酸堿防腐鋁顏料的制備方法，包括如下步驟：

1、將5-10質(zhì)量份的鋁顏料加入到50-100質(zhì)量份的無水乙醇中，持續(xù)攪拌10-30min，洗去鋁顏料表面的溶劑油后，用無水乙醇洗滌三次并抽濾，40-80℃下真空干燥12h，獲得預(yù)處理的鋁顏料。

2、將步驟1獲得的預(yù)處理的鋁顏料加入到50-100質(zhì)量份的溶劑中，同時(shí)加入0.3-1.5質(zhì)量份的復(fù)合助劑，超聲分散10-30min；

3、將0.5-2質(zhì)量份的正硅酸乙酯、0.3-2質(zhì)量份的長鏈硅烷偶聯(lián)劑與20-50質(zhì)量份的溶劑混合，配置成溶液A；將5-15質(zhì)量份的二次水、5-15質(zhì)量份的催化劑與20-50質(zhì)量份的溶劑混合，配置成溶液B，待用；

4、將步驟2中超聲分散結(jié)束后的鋁顏料懸濁液轉(zhuǎn)移到三口燒瓶內(nèi)，升溫并持續(xù)攪拌，當(dāng)鋁顏料懸濁液的溫度升至40-70℃時(shí)，將步驟3配置好的溶液A和溶液B同時(shí)滴加到三口燒瓶內(nèi)，滴加時(shí)間控制在30-60min，反應(yīng)4-10h后結(jié)束，抽濾并洗滌三次，40-80℃下真空干燥12h，即可獲得耐酸堿防腐鋁顏料。

步驟2和步驟3中所述溶劑為無水乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、乙二醇中的一種或幾種。

步驟2中所述復(fù)合助劑為硬脂酸鈣、硬脂酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯蠟、液體石蠟、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨中的一種或幾種。

步驟3中所述長鏈硅烷偶聯(lián)劑為十二烷基三甲氧硅氧烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷、十六烷基乙氧基硅氧烷、十八烷基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基十一烷基甲基二乙氧基硅烷中的一種或幾種。

步驟3中所述催化劑為25-28％質(zhì)量濃度的氨水、乙二胺、乙醇胺、二乙胺、三乙胺中的一種或幾種。

在鋁顏料的無機(jī)包覆方面，廣大學(xué)者對短鏈硅烷偶聯(lián)劑，如VTES、APTES和TEOS協(xié)同水解包覆鋁顏料的研究較多。綜合來看，短鏈硅烷偶聯(lián)劑協(xié)同TEOS包覆改性鋁顏料效果很好，但是對長鏈硅烷偶聯(lián)劑改性鋁顏料的研究還是空白階段。如圖1所示，相比于傳統(tǒng)的短鏈硅烷偶聯(lián)劑，長鏈硅烷偶聯(lián)劑因其長鏈具有比短鏈硅烷偶聯(lián)劑更優(yōu)的柔順性，在與TEOS協(xié)同水解縮聚時(shí)DBES的長鏈相互纏結(jié)，形成了更加致密的SiO2膜層，可以有效地提高耐腐蝕性能。

本發(fā)明耐酸堿防腐鋁顏料是在醇體系中，采用長鏈硅烷偶聯(lián)劑與硅酸酯作為前驅(qū)體，二者協(xié)同包覆改性鋁顏料，洗滌干燥后可以得到高耐酸堿性、高防腐蝕性的Al/SiO₂復(fù)合顏料。本發(fā)明耐酸堿防腐鋁顏料光澤度高，耐酸堿能力強(qiáng)，在水性體系中分散性好，工藝簡單。

四、附圖說明

圖1是改性后鋁顏料的示意圖，其中(a)是短鏈硅烷偶聯(lián)劑改性后的鋁顏料，(b)是長鏈硅烷偶聯(lián)劑改性后的鋁顏料。

圖2是將DBES(十二烷基三甲基硅氧烷)、VTES(乙烯基三乙氧基硅烷)和APTES(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)改性鋁顏料后的掃描電鏡示意圖。從圖(a)可以看出，鋁顏料是一種表面光滑的片狀鋁粉。經(jīng)APTES改性后得到如圖(b)所示的鋁顏料，由于APTES在溶液中水解后呈堿性，溶液的PH變大，反過來又加快了水解速率。由于水解縮聚速度過快，SiO₂在鋁顏料表面形成了很多較大的團(tuán)聚體。而VTES和DBES分別與TEOS協(xié)同水解縮聚后得到了改性鋁顏料(c)和(d)，由圖上可以看到，經(jīng)VTES改性后的鋁顏料上的SiO₂顆粒粒徑較小，仍有少量團(tuán)聚；而經(jīng)DBES與TEOS協(xié)同改性的鋁顏料上均勻分布著SiO₂顆粒，且形成的SiO₂顆粒大小適中，沉積在鋁顏料表面，可以有效提高鋁顏料的耐腐蝕性能。

圖3(a)和圖3(b)分別是將0.1gDBES、VTES和APTES改性后的鋁顏料分別加入到0.1mol/L鹽酸溶液和pH＝12的氫氧化鈉溶液中，72h內(nèi)氫氣排出量。從圖3可以看出，在前24h內(nèi)三種硅烷偶聯(lián)劑改性后的鋁顏料都可以保持良好的耐腐蝕性能；從24h之后，長鏈硅烷偶聯(lián)劑DBES對鋁顏料的改性效果明顯要高于短鏈硅烷偶聯(lián)劑APTES和VTES，這是因?yàn)殚L鏈硅烷偶聯(lián)劑的柔性要好于短鏈硅烷偶聯(lián)劑，它與TEOS共水解縮聚后的包裹纏繞作用更加容易形成致密的SiO₂膜層，提高了界面的穩(wěn)定性，因而提高了鋁顏料的耐腐蝕性。

五、具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

本實(shí)施例中耐酸堿防腐鋁顏料的制備方法如下：

1、將5質(zhì)量份的鋁顏料加入到50質(zhì)量份的無水乙醇中，持續(xù)攪拌20min，洗去鋁顏料表面的溶劑油后，用無水乙醇洗滌三次并抽濾，60℃下真空干燥12h，獲得預(yù)處理的鋁顏料。

2、將步驟1獲得的預(yù)處理的鋁顏料加入到50質(zhì)量份的異丙醇中，同時(shí)加入0.5質(zhì)量份的聚乙烯吡咯烷酮，超聲分散10min；

3、將0.7質(zhì)量份的正硅酸乙酯、0.3質(zhì)量份的十二烷基三甲氧基硅烷與25質(zhì)量份的異丙醇混合，配置成溶液A；將5質(zhì)量份的二次水、7質(zhì)量份的乙二胺與25質(zhì)量份的異丙醇混合，配置成溶液B，待用；

4、將步驟2中超聲分散結(jié)束后的鋁顏料懸濁液轉(zhuǎn)移到三口燒瓶內(nèi)，升溫并持續(xù)攪拌，當(dāng)鋁顏料懸濁液的溫度升至50℃時(shí)，將步驟3配置好的溶液A和溶液B同時(shí)滴加到三口燒瓶內(nèi)，滴加時(shí)間控制在30min，反應(yīng)10h后結(jié)束，抽濾并洗滌三次，60℃下真空干燥12h，即可獲得耐酸堿防腐鋁顏料。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例中耐酸堿防腐鋁顏料的制備方法如下：

1、將10質(zhì)量份的鋁顏料加入到100質(zhì)量份的無水乙醇中，持續(xù)攪拌30min，洗去鋁顏料表面的溶劑油后，用無水乙醇洗滌三次并抽濾，60℃下真空干燥12h，獲得預(yù)處理的鋁顏料。

2、將步驟1獲得的預(yù)處理的鋁顏料加入到100質(zhì)量份的無水乙醇中，同時(shí)加入1質(zhì)量份的硬脂酸鈣，超聲分散15min；

3、將1.5質(zhì)量份的正硅酸乙酯、0.8質(zhì)量份的十八烷基三甲氧基硅烷與40質(zhì)量份的無水乙醇混合，配置成溶液A；將8質(zhì)量份的二次水、10質(zhì)量份的乙二胺與40質(zhì)量份的異丙醇混合，配置成溶液B，待用；

4、將步驟2中超聲分散結(jié)束后的鋁顏料懸濁液轉(zhuǎn)移到三口燒瓶內(nèi)，升溫并持續(xù)攪拌，當(dāng)鋁顏料懸濁液的溫度升至60℃時(shí)，將步驟3配置好的溶液A和溶液B同時(shí)滴加到三口燒瓶內(nèi)，滴加時(shí)間控制在60min，反應(yīng)6h后結(jié)束，抽濾并洗滌三次，60℃下真空干燥12h，即可獲得耐酸堿防腐鋁顏料。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例中耐酸堿防腐鋁顏料的制備方法如下：

1、將8質(zhì)量份的鋁顏料加入到70質(zhì)量份的乙二醇中，持續(xù)攪拌30min，洗去鋁顏料表面的溶劑油后，用無水乙醇洗滌三次并抽濾，60℃下真空干燥12h，獲得預(yù)處理的鋁顏料。

2、將步驟1獲得的預(yù)處理的鋁顏料加入到30質(zhì)量份的無水乙醇中，同時(shí)加入0.8質(zhì)量份的十二烷基苯磺酸鈉，超聲分散20min；

3、將1.2質(zhì)量份的正硅酸乙酯、0.4質(zhì)量份的甲基丙烯酰氧基十一烷基甲基二乙氧基硅烷與30質(zhì)量份的乙二醇混合，配置成溶液A；將8質(zhì)量份的二次水、10質(zhì)量份的乙醇胺與30質(zhì)量份的乙二醇混合，配置成溶液B，待用；

4、將步驟2中超聲分散結(jié)束后的鋁顏料懸濁液轉(zhuǎn)移到三口燒瓶內(nèi)，升溫并持續(xù)攪拌，當(dāng)鋁顏料懸濁液的溫度升至50℃時(shí)，將步驟3配置好的溶液A和溶液B同時(shí)滴加到三口燒瓶內(nèi)，滴加時(shí)間控制在45min，反應(yīng)7h后結(jié)束，抽濾并洗滌三次，60℃下真空干燥12h，即可獲得耐酸堿防腐鋁顏料。