鋁粉顏料常用改性方法 埃爾派研制多種粉體改性設(shè)備

　　為使鋁粉具有不同的功能，需用物理或化學(xué)方法使鋁粉表面狀態(tài)發(fā)生變化，即對(duì)鋁粉進(jìn)行改性。常用的改性方法有：機(jī)械化學(xué)改性、表面化學(xué)改性、氧化改性、包覆改性和等離子體處理等。

　　1、機(jī)械化學(xué)改性

　　將需要改性的粉體與表面活性劑混和，在機(jī)械力作用下，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，可激發(fā)二者的活性，使鋁粉表面發(fā)生化學(xué)作用，從而得到表面改性鋁粉，在這一過(guò)程中發(fā)生了機(jī)械化學(xué)改性。

　　機(jī)械化學(xué)改性通常被用于將球狀鋁粉球磨成片狀鋁粉的過(guò)程中，在該過(guò)程中，鋁粉會(huì)不斷受到機(jī)械力的作用，由于鋁具有良好的延展性，球狀鋁粉不斷延展成為片狀，新生成的表面不斷增加，改性劑分子很容易被這些活性很高的表面所吸附，可防止片狀鋁粉間發(fā)生團(tuán)聚，這種改性貫穿于整個(gè)球磨過(guò)程中。

　　為使鋁粉顏料表面獲得不同的性質(zhì)，需要加入不同的表面活性劑，芳香烴、磷脂酸、脂肪烴以及各類(lèi)偶聯(lián)劑都可被用作改性劑。用脂肪酸作為改性劑時(shí)，可在鋁粉表面形成化學(xué)鍵，引入有機(jī)基團(tuán)，由于形成了化學(xué)鍵導(dǎo)致脂肪酸與鋁粉表面結(jié)合十分牢固，很難去除。如球磨時(shí)加入的改性劑為硬脂酸，最終所得到的產(chǎn)品為浮型鋁粉顏料。而當(dāng)改性劑換為油酸時(shí)，則得到非浮型鋁粉顏料。

　　機(jī)械法的特點(diǎn)在于，在球磨過(guò)程中既可使球狀鋁粉研磨成片狀，又可在過(guò)程中加入改性劑，完成鋁粉的表面改性，生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單。

　　2、表面化學(xué)改性

　　使含有特定官能團(tuán)的有機(jī)物在無(wú)機(jī)材料表面發(fā)生吸附或化學(xué)反應(yīng)，在其表面引入官能團(tuán)使原有無(wú)機(jī)材料的表面性質(zhì)發(fā)生變化，這種方法為表面化學(xué)改性，具體包括螯合反應(yīng)、表面官能團(tuán)改性、溶膠吸附、自由基反應(yīng)和偶聯(lián)劑處理等。

　　為了使鋁粉達(dá)到很高的緩蝕效果，很多有機(jī)小分子可通過(guò)與鋁粉表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一層保護(hù)膜。鋯鋁酸鹽偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、脂肪酸及其鹽、鈦酸酯偶聯(lián)劑和有機(jī)銨鹽等可作為改性劑。

　　3、氧化改性

　　首先對(duì)鋁粉表面進(jìn)行氧化處理，使鋁粉表面生成一層氧化鋁膜，然后將其與有機(jī)顏料或無(wú)機(jī)顏料進(jìn)行相互作用，從而實(shí)現(xiàn)鋁粉的改性。對(duì)于生成的這層氧化膜，不能?chē)?yán)重破壞鋁粉原有的金屬光澤，因此要保證其厚度不能太大，致密均勻，與改性生成的沉積物能穩(wěn)定存在于鋁粉表面。

　　有機(jī)顏料色彩豐富，可制備各種色相的鋁粉顏料，但會(huì)嚴(yán)重降低鋁粉的金屬光澤，耐候性差，使用無(wú)機(jī)顏料，在一定程度上可克服上述缺點(diǎn)。

　　4、包覆改性

　　在鋁粉表面形成一層或多層無(wú)機(jī)物、有機(jī)物或有機(jī)－無(wú)機(jī)復(fù)合物將整個(gè)鋁片包覆起來(lái)這就是包覆改性，改變?cè)间X粉表面的原有性質(zhì)，賦予鋁粉表面特定的性質(zhì)以及防止鋁粉顆粒與有害物質(zhì)的接觸，從而降低涂料中的鋁粉被氧化或水化。

　　包覆分為物理包覆和化學(xué)包覆，物理包覆可利用沉積、吸附和附著等實(shí)現(xiàn)，形成的包覆層中的物質(zhì)與鋁粉表面靠物理吸附或者范德華力相結(jié)合；化學(xué)包覆的原理是改性劑與鋁粉表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，包覆層與鋁粉表面形成了化學(xué)鍵，因而與物理包覆相比膜層與鋁粉表面間結(jié)合得更牢固。物理氣相沉積（PVD）、化學(xué)氣相沉積（CVD）和液相化學(xué)沉積是常用的包覆方法，表面活性劑、有機(jī)高分子、無(wú)機(jī)物等多種物質(zhì)都可被用作改性劑。

　　5、等離子體處理

　　失去部分電子的原子和原子團(tuán)被電離產(chǎn)生的正負(fù)離子組成的離子化氣態(tài)物質(zhì)為等離子體，雖然在宏觀上呈電中性，但本身具有的能量很高。可利用等離子體在鋁粉表面引入一些化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁粉顏料的表面改性。如輝旭公司利用等離子體制備出的鋁粉，具有與粉末涂料樹(shù)脂更好的相容性，可提高其在涂料中所占比例，獲得了更好的噴涂效果。

　　資料來(lái)源：《邵旭東.鋁粉顏料的表面改性研究[D].山東大學(xué),2019》

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