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埃尔派知识课堂:铝粉颜料常用改性方法有哪些

2021-04-01
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作者:埃尔派
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为使铝粉颜料能够满足各个领域的应用需求,需用采用物理或化学方法使其表面状态发生变化,即表面改性。常用的改性方法有包覆改性、氧化改性、等离子体处理、表面化学改性和机械化学改性等。...

为使铝粉颜料能够满足各个领域的应用需求,需用采用物理或化学方法使其表面状态发生变化,即表面改性。常用的改性方法有包覆改性、氧化改性、等离子体处理、表面化学改性和机械化学改性等。

包覆改性

包覆改性是在铝粉表面形成一层或多层无机物、有机物或有机-无机复合物将整个铝片包覆起来,以改变原始铝粉表面的性质,赋予其特定的性质,从而防止铝粉颗粒与有害物质接触,降低涂料中的铝粉被氧化或水化的可能性。

包覆改性有物理包覆和化学包覆两种。物理包覆通过沉积、吸附、附着等方式实现铝粉的表面改性,包覆层中形成的物质靠物理吸附或范德华力与铝粉表面相结合。化学包覆是利用改性剂与铝粉表面发生化学反应,使包覆层与铝粉表面形成化学键,因此膜层与铝粉表面之间的结合比物理包覆更牢固。

物理气相沉积、化学气相沉积和液相化学沉积都是常用的包覆方法,无机物、有机高分子、表面活性剂等都可以当作改性剂。

氧化改性

氧化改性是对铝粉表面进行氧化处理,使其生成氧化铝膜,再与有机颜料或无机颜料进行相互作用,从而实现铝粉表面的改性。生成的氧化膜需致密均匀,能够与改性生成的沉积物稳定存在于铝粉表面,厚度不能太大,也不能严重破坏铝粉原有的金属光泽。

有机颜料色彩丰富,可以制备各种色相的铝粉颜料,但耐候性差,会严重降低铝粉的金属光泽,使用无机颜料在一定程度上可以克服这些不足。

等离子体处理

电离产生的正负离子组成了离子化气体,其与失去部分电子的原子、原子团共同组成的等离子体虽然在宏观上呈现为电中性,但本身具有很高的能量,利用等离子体在铝粉表面引入一些化学反应可以实现铝粉颜料的表面改性。

表面化学改性

表面化学改性包括溶胶吸附、螯合反应、自由基反应、偶联剂处理和表面官能团改性等,该方法使含有特定官能团的有机物在无机材料表面发生吸附或化学反应,再在表面引入官能团,从而使原有的无机材料表面性质发生变化。

为使铝粉达到很高的缓蚀效果,很多有机小分子可通过与铝粉表面发生化学反应形成保护膜,有机铵盐、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂、脂肪酸及其盐等都可作为改性剂。

机械化学改性

机械化学改性是将需要改性的粉体与表面活性剂混和,在机械力的作用下将机械能转化为化学能,激发混合物的活性,从而使铝粉表面发生化学作用。机械法生产工艺比较简单,可以在球磨生产的过程中加入改性剂,将球状铝粉研磨成片状的同时完成铝粉的表面改性。

为使铝粉颜料表面获得不同的性质,需要加入不同的表面活性剂,芳香烃、磷脂酸、脂肪烃以及各类偶联剂都可以用作改性剂。用脂肪酸作为改性剂时可在铝粉表面形成化学键,引入有机基团,使脂肪酸与铝粉表面结合牢固。

铝粉颜料具有优良的遮盖性、屏蔽性、光学特性和随角异色性,因此在防腐涂料、工业涂料、汽车涂料、塑料及印刷油墨等行业得到了广泛的应用。

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