一种耐腐蚀抗老化的不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料的制备方法与流程

本发明是一种耐腐蚀抗老化的不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料的制备方法，属于颜料制备
技术领域：
。
背景技术：
：片状铝粉颜料又称颜料铝粉或涂料铝粉，是常见的特种粉体之一，是用途最广、品种最多的一类金属颜料，主要应用领域是涂料、塑料和印刷油墨领域，特别是汽车涂料领域。它具有优良的金属效应、具有良好的反射光线和反射热辐射的能力，在涂料中形成连续的金属膜，能反射可见光、紫外线和红外线。片状铝粉对可见光全光谱的反射呈银白色，使其具有良好的装饰性能，其对红外线的反射使其具有反射热辐射的保温性能，而其对紫外线的反射则可保护涂层不受紫外线破坏，可延长涂层寿命。但是，单质铝本身性质活泼，铝粉比表面积大，未经表面处理的铝粉颜料很容易团聚，在光照条件下易老化褪色，并且铝粉同其他介质发生化学反应易失去原有性能；普通铝粉颜料容易与水发生反应，因此不能在水性漆中使用，与酸性或碱性介质接触时容易被腐蚀，腐蚀反应使铝粉颜料的光泽度下降，颜色灰暗释放的氢气会在容器内形成很大压力，从而可能有爆炸的危险。技术实现要素：因此，针对现有技术存在的不足，为了适应不同的应用要求，提高铝粉的耐候性，拓宽其应用领域，并显著提高材料的附加值，需要对铝粉颜料进行表面改性，改善其耐腐蚀和抗老化性能，本发明提供一种耐腐蚀抗老化的不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料的制备方法。为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现，包括：一种耐腐蚀抗老化的不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料的制备方法，包括如下步骤：s1.惰性气体环境中，将去除杂质油后的清洁铝颜料、有机硅、第一溶剂、水、氨水充分反应，制备得到有机硅包覆的铝颜料；s2.将多元酸单体、多元醇单体、苯乙烯、催化剂加入到反应器中混合，制备得到聚合反应液，与步骤s1中制备得到的有机硅包覆的铝颜料均匀混合，制备得到不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料。优选的，s1具体包括如下步骤：s11.通入惰性气体，先将50-60份去除杂质油后的清洁铝颜料、1-5份有机硅、100-150份第一溶剂加入反应容器中，充分搅拌；s12.加入10-20份水，继续搅拌；s13.向步骤s12中得到的溶液中缓慢滴加1-5份氨水，常温下继续搅拌；s14.将步骤s13中得到的溶液依次进行过滤、洗涤、干燥，制备得到有机硅包覆的铝颜料。优选的，s2具体包括如下步骤：s21.将5-10份多元酸单体、5-10份多元醇单体、1-5份苯乙烯、0.1-0.5份催化剂加入到反应器中，搅拌的同时缓慢升温至200-280℃；s22.在200-280℃中进行保温反应；s23.反应结束后，降温至70-100℃，加入1-3份固化剂、100-150份第二溶剂、50-60份步骤s1中得到的有机硅包覆的铝颜料；s24.搅拌反应1-2小时；s25.反应结束后冷却至室温，并停止通入惰性气体；s26.将步骤s25中得到的溶液依次进行过滤、洗涤、干燥，制备得到不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料。优选的，步骤s11中添加的有机硅为氨基硅油、含氢硅油、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、正硅酸四乙酯、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或几种。优选的，步骤s11中添加的第一溶剂为乙醇、甲醇、异丁醇、正丁醇、异丙醇、丙酮中的任意一种或几种。优选的，步骤s21中添加的多元酸单体为邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、顺丁烯二酸酐、马来酸酐、己二酸中的任意一种或几种。优选的，步骤s21中添加的多元醇单体为新戊二醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇中的任意一种或几种。优选的，步骤s21中添加的催化剂为乙二醇锑、二甲基锡、四苯基锡中的任意一种或几种。优选的，步骤s23中添加的固化剂为过氧化环己酮、过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮中的任意一种或几种。优选的，步骤s23中添加的第二溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、丙二醇甲醚中的任意一种或几种。本发明的有益效果：(1)本发明对铝颜料进行了双层的包覆改性，通过有机硅的水解缩聚反应利用化学键结合的方式先在铝表面形成一层二氧化硅的交联层，然后在上述铝粉表面再包覆一层均匀的不饱和聚酯薄膜，形成具备核壳结构的复合微粒，改变铝粉表面的电荷特性、表面化学反应特性、抗老化等性质，对比现有技术中有效提高了铝颜料的耐腐蚀和抗老化性能，包覆后的铝颜料层均匀、致密，不易脱落，耐老化，具有较高的使用价值和良好的应用前景。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本发明实施例2制备得到的表面包覆改性铝颜料的sem图；图2为本发明实施例2制备得到的表面包覆改性铝颜料的fib切剖图；图3为图2的局部tem图ⅰ；图4为图2的局部tem图ⅱ；图5为本发明实施例3制备得到的表面包覆改性铝颜料的sem图；图6为本发明实施例4制备得到的表面包覆改性铝颜料的sem图。具体实施方式为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。实施例1一种耐腐蚀抗老化的不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料的制备方法，包括两个主要的步骤，即第一步制备得到有机硅包覆的铝颜料，第二步制备得到不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料，具体步骤如下：s1制备有机硅包覆的铝颜料：s11.在惰性气体环境中(本实施例在氮气环境保护下实施)，先将50-60份去除杂质油后的清洁铝颜料、1-5份有机硅、100-150份第一溶剂加入反应容器中(如体积适中的三口烧瓶)，充分搅拌；s12.加入10-20份去离子水，继续搅拌约30min；s13.向步骤s12中得到的溶液中缓慢滴加1-5份氨水，常温下继续搅拌1-2h；s14.将步骤s13中得到的溶液进行过滤、用大量丙酮和去离子水进行洗涤、在真空烘箱中进行干燥，制备得到有机硅包覆的铝颜料。s2制备不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料：s21.将5-10份多元酸单体、5-10份多元醇单体、1-5份苯乙烯、0.1-0.5份催化剂加入到反应器中(如体积适中的三口烧瓶)，搅拌，同时以5℃/min的速度缓慢升温至200-280℃；s22.在200-280℃中保温反应1-2小时；s23.反应结束后，降温至70-100℃，加入1-3份固化剂、100-150份第二溶剂、50-60份步骤s1中得到的有机硅包覆的铝颜料；s24.搅拌反应1-2小时；s25.反应结束后冷却至室温，关闭惰性气体阀门，停止惰性气体的通入；s26.将步骤s25中得到的溶液进行过滤、用大量的丙酮洗涤、在真空烘箱中干燥，制备得到不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料。其中，步骤s11中添加的有机硅为氨基硅油、含氢硅油、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、正硅酸四乙酯、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或几种；第一溶剂为乙醇、甲醇、异丁醇、正丁醇、异丙醇、丙酮中的任意一种或几种。其中，步骤s21中添加的多元酸单体为邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸、顺丁烯二酸酐、马来酸酐、己二酸中的任意一种或几种；多元醇单体为新戊二醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇中的任意一种或几种；催化剂为乙二醇锑、二甲基锡、四苯基锡中的任意一种或几种。其中，步骤s23中添加的固化剂为过氧化环己酮、过氧化二苯甲酰、过氧化甲乙酮中的任意一种或几种；第二溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、丙二醇甲醚中的任意一种或几种。实施例2-4实施例2-4的制备方法与操作步骤和实施例1基本相同，区别在于：1.有机硅、第一溶剂、多元酸单体、多元醇单体、催化剂、固化剂、第二溶剂的选择不同；2.各个物质的添加量不同；3.步骤s13中的搅拌时间有所不同；4.步骤s2中的温度变化以及保温时间有所不同。结合实施例1，上述区别分别在表1-表3中表示：表1各实施例中原料的选择及添加量表2各实施例中步骤s13的搅拌时间选择实施例2实施例3实施例4搅拌时间(小时)2h1.5h1h表3各实施例中步骤s2的温度及保温时间的选择由于各实施例中所选取的添加物质以及各添加物质的添加量不同，制备出有细微差别的不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料，选取实施例2-4中样品进行切片，通过sem分析法对包覆后的改性铝颜料进行表征，得到图1、图5以及图6，图1与实施例2相对应、图5与实施例3相对应、图6与实施例4相对应，从图中可以看出，经此制备方法制得的不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料表面光滑平整、边缘呈不规则曲线状；选取实施例2中样品进行fib切剖分析，过程如图2所示；对实施例2切剖后的样品局部进行tem分析，结果如图3和图4所示，从图中可以看出铝颜料表面覆盖有一层半透明的包覆膜，且边缘略微不规则，说明此制备方法成功得到不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料。再次验证此制备方法的可行性，进行常规老化试验。对比例1老化试验：按照上述实施例中给出的制备方法，以及按照实施例2-4中给出的各物质及其添加量，制备出来相应的不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料，从中选取等量的样品，分别在85℃和85％rh的条件下静置100h、200h、300h、400h、500h，同时选取市面上销量较好的铝颜料在相同条件下作为对照进行对比，具体试验结果如表四所示。表4实施例2-4的试验例1的试验结果经过对比实施例2-4中老化的试验结果，可以看出：经过此制备方法制备出来的不饱和聚酯有机硅包覆改性铝颜料具有显著的防腐蚀抗老化效果，且相比于目前市面上现有的铝颜料或通过其他物质包覆的铝颜料有显著的提高，且制备过程中有机硅、第一溶剂、多元酸单体、多元醇单体、催化剂、固化剂、第二溶剂等物质的选择以及各物质的添加量之间的差异并不会影响改性铝颜料的整体效果，始终保持一个显著的防腐蚀抗老化效果。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12