一种金属颜料的表面改性方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属颜料的表面改性方法，属于材料表面加工【技术领域】，所述方法包括：通过氧化反应在所述金属颜料的表面生成氧化膜；将生成氧化膜的所述金属颜料与偶联剂溶液混合搅拌，所述偶联剂溶液的用量为所述金属颜料质量的0.5-2.5%。采用本发明的方法改性后的金属颜料表面均匀形成一层偶联剂薄膜，可降低颗粒间的相互作用，从而解决粉体存储和应用中的易团聚问题；同时，金属颜料粉体表面被偶联剂覆盖，可阻止与水性金属涂料中水介质直接接触，减少析氢反应的发生；采用改性后的金属颜料制备的涂液稳定性好、涂膜光滑、附着力好，并且不会对环境造成污染。
【专利说明】一种金属颜料的表面改性方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种金属颜料的表面改性方法，属于材料表面加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]金属颜料是一种重要的功能性粉体材料，主要应用于涂料、油漆、油墨，印刷等多个行业。金属颜料具有粒径小、比表面积大、表面能高、易团聚等特征，在涂料中应用时，具有不易分散、涂膜表面粗糙、附着力差等缺点。特别是在水性涂料应用时，未经改性的活性金属颜料易与水溶性介质发生反应生成氢气，产生“涨听效应”，导致溶液过早失效，稳定性差，且储存危险性大。因此，对金属颜料进行表面改性处理是提高其应用性能的必要措施。
[0003]传统的金属表面处理通常采用磷化法，经磷化处理后的金属基材表面形成一层不溶性的磷酸盐保护膜，具有良好的防锈性能和附着力。但是采用磷化工艺的处理液中含磷酸盐及Zn、Mn、Fe及Ni等金属离子，在磷化处理过程中会产生沉渣及有害气体，排放的废水如不进行处理会危害环境。
【发明内容】
[0004]本发明提出了一种金属颜料的表面改性方法，以解决现有的金属表面处理技术中存在的磷化处理过程中产生污染环境的沉渣及有害气体的问题。为此，本发明提出了如下的技术方案:
[0005]—种金属颜料的表面改性方法，包括:
[0006]通过氧化反应在所述金属颜料的表面生成氧化膜；
[0007]将生成氧化膜的所述金属颜料与偶联剂溶液混合搅拌，所述偶联剂溶液的用量为所述金属颜料质量的0.5-2.5%。
[0008]由上述本发明提供的技术方案可以看出，采用本发明的方法改性后的金属颜料表面均匀形成一层偶联剂薄膜，可降低颗粒间的相互作用，从而解决粉体存储和应用中的易团聚问题；同时，金属颜料粉体表面被偶联剂覆盖，可阻止与水性金属涂料中水介质直接接触，减少析氢反应的发生；采用改性后的金属颜料制备的涂液稳定性好、涂膜光滑、附着力好，并且不会对环境造成污染。
【具体实施方式】
[0009]以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0010]本发明的【具体实施方式】提供了一种金属颜料的表面改性方法，包括:
[0011]通过氧化反应在所述金属颜料的表面生成氧化膜；
[0012]将生成氧化膜的所述金属颜料与偶联剂溶液混合搅拌，所述偶联剂溶液的用量为所述金属颜料质量的0.5-2.5%。
[0013]具体的，相应的金属颜料包括通过雾化法或蒸馏冷凝法生产的球状锌粉、球状铝粉、球状锌铝合金粉、球状锌铜合金粉、球状锌镍合金粉或球状锌锡合金粉中的任意一种。相应的金属颜料是通过球磨法生产的片状锌粉、片状铝粉、片状锌铝合金粉、片状锌铜合金粉、片状锌镍合金粉或片状锌锡合金粉中的任意一种，并且在生成氧化膜之前对片状的金属颜料进行清洗脱去表面有机物。相应的氧化反应是将所述金属颜料在空气中静置氧化、加热氧化或氧化剂氧化，并且所述氧化膜占所述金属颜料的质量百分数不大于5%。相应的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂、磷酸酯偶联剂或稀土偶联剂中的任意一种或多种的组合。相应的混合搅拌的时间为I~30min。
[0014]进一步地，在将生成氧化膜的所述金属颜料与偶联剂溶液混合搅拌后，本【具体实施方式】提供的方法还可以包括真空干燥处理，所述真空干燥的温度为60~120°C，干燥时间为30~180min。
[0015]采用本【具体实施方式】提供的技术方案，改性后的金属颜料表面均匀形成一层偶联剂薄膜，可降低颗粒间的相互作用，从而解决粉体存储和应用中的易团聚问题；同时，金属颜料粉体表面被偶联剂覆盖，可阻止与水性金属涂料中水介质直接接触，减少析氢反应的发生；采用改性后的金属颜料制备的涂液稳定性好、涂膜光滑、附着力好，并且不会对环境造成污染；该方法还具有工艺简单、原料偶联剂使用成本低、易于工业化生产的优点。
[0016]下面通过具体的实施例对本发明提出的金属颜料的表面改性方法作详细说明。
[0017]实施例1: [0018]取蒸发冷凝法制备的球形锌粉500g，平铺于托盘底部，送入烘箱中，150°C加热氧化30min,转移到混料机中。混料搅拌开始后，均匀喷洒硅烷偶联剂IOg,搅拌混料5min,停止。将混料机内锌粉移到真空烘箱，烘干温度为80°C，干燥时间60min，得到经过表面改性的锌粉。
[0019]实施例2:
[0020]取雾化法制备的球形锌铝合金粉800g，平铺于托盘底部，送入烘箱中，150°C加热氧化30min，转移到混料机中。混料搅拌开始后，均匀喷洒铝酸酯偶联剂Sg，搅拌混料lOmin，停止。将混料机内锌铝合金粉移到真空烘箱，烘干温度为100°C，干燥时间40min，得到经过表面改性的球形锌铝合金粉。
[0021]实施例3:
[0022]取球磨法制备的片状锌铜合金粉500g，用丙酮清洗脱去表面有机物，平铺于托盘底部，送入烘箱中，150°C加热氧化30min，转移到混料机中。混料搅拌开始后，均匀喷洒钛酸酯偶联剂7.5g，稀土偶联剂5g，搅拌混料20min，停止。将混料机内片状锌铜合金粉移到真空烘箱，烘干温度为120°C，干燥时间30min，得到经过表面改性的片状锌铜合金粉。
[0023]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种金属颜料的表面改性方法，其特征在于，包括: 通过氧化反应在所述金属颜料的表面生成氧化膜； 将生成氧化膜的所述金属颜料与偶联剂溶液混合搅拌，所述偶联剂溶液的用量为所述金属颜料质量的0.5-2.5%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属颜料包括通过雾化法或蒸馏冷凝法生产的球状锌粉、球状铝粉、球状锌铝合金粉、球状锌铜合金粉、球状锌镍合金粉或球状锌锡合金粉中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属颜料是通过球磨法生产的片状锌粉、片状铝粉、片状锌铝合金粉、片状锌铜合金粉、片状锌镍合金粉或片状锌锡合金粉中的任意一种，并且在生成氧化膜之前对片状的金属颜料进行清洗脱去表面有机物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化反应是将所述金属颜料在空气中静置氧化、加热氧化或氧化剂氧化，并且所述氧化膜占所述金属颜料的质量百分数不大于5% 。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆铝酸盐偶联剂、磷酸酯偶联剂或稀土偶联剂中的任意一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合搅拌的时间为I~30min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将生成氧化膜的所述金属颜料与偶联剂溶液混合搅拌后，所述方法还包括真空干燥处理，所述真空干燥的温度为60~120°C，干燥时间为30~180min。
【文档编号】C09C1/66GK103694748SQ201310693626
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】于月光, 王彦军, 章德铭, 张鑫, 彭浩然, 张春鸣, 酉琪 申请人:北京北矿锌业有限责任公司, 北矿新材科技有限公司