鋁顏料技術在油墨涂料中的應用

鋁顏料技術在油墨涂料中的應用 

    鋁片在水中會產生如下氧化反應，而引致發氣的情況：
    2Al+6H2O－－→2Al(OH)3+3H2

    克服上述問題有兩種基于不同原理的技術：其中之一是添加劑技術，即在鋁顏料顏料粒子的表面上以物理方法混合添加劑，通過一種阻隔層機理在鋁片外層形成一個保護層，最終阻止鋁和水發生反應。第二種技術被稱為包覆技術，鋁片被包裹起來，單個的顏料顏料粒子就被完全包封。

    1、添加劑技術

    最常用的阻止鋁片產生發氣的方法是使用有機磷化合物進行處理。這類產品在市場上已經存在了多年，已經非常成熟。其通常在各種溶劑中以65％鋁顏料" target="_blank">顏料漿的形式出現。不同的溶劑是十分必要的，因為必須配合不同的樹脂體系及其與穩定劑的兼容性。

    其中一種產品系列(STAPAHydrolac系列)含有溶劑汽油和另一種溶劑，溶劑可以是水(STAPAHydrolacW-系列)，也可以是甲氧基丙醇(STAPAHydrolacPM-系列)，或者丁二醇(STAPAHydrolacBG-系列)。下一步是研究出一系列不含溶劑汽油(STAPAHydroxal)而僅含上述溶劑其中一種的產品。這類產品可以消除涂料體系中因與溶劑汽油兼容性太差而導致的表面缺陷問題(如魚眼)。含水的STAPAHydroxalW系列可以用于生產零“VOC”涂料產品。

    穩定的一個副作用是涂料的一些性能會受到不利的影響(比如干燥時間、涂層間附著力、耐濕性)。要彌補這些不良影響，穩定劑的使用量可以在保護產品性能不致受損的情況下減至最低。

    2、包覆技術

    開發水性鋁片的第二種技術是將顏料顆粒完全包覆以提供更好的保護。

    第一代采用包覆技術的顏料系采用了一層不溶性的鉻(III)化合物(STAPAHydrolux):這些顏料不含可溶性的鉻(VI)鹽(<1ppm)，因而無毒。第二代(最新產品)系采用二氧化硅進行包覆再經一層由有機物進一步處理(STAPAHydrolan)，由于其獨特的夾層結構，這一代的產品于循環線上使用時更能表現其穩定性。

    可以對這些采取不同穩定方式的鋁顏料在同一種涂料配方中的發氣量進行測定。試驗中制備了一種標準配方的水性油漆，并儲存在一種特殊設備中，從而可以測定在40℃下、一定時間內氫氣的產生量。這種測試的優點是其結果非常接近真實情況，缺點是最終結果最早要在10天或30天以后才能得到，具體時間取決于所采用的樹脂體系。然而多年的經驗顯示，經過3天的測試就已經可以對最終結果作出一個很好的預計。專家指出，各種不同型號的穩定劑產品都應在個別的樹脂體系中進行測試，以尋求最佳的整體穩定性。

    3、配方設計

    要使產品的光學性能、技術和發氣特性達到最優化，所有的原材料、樹脂、顏料和添加劑，以及生產技術等都必須列入配方設計師的考慮范疇。

    金屬片狀顏料與樹脂的良好混合：兩者不恰當的混合—所用的剪切力過高—會對產品的光學性能造成負面影響。高剪切力會從兩方面損壞片狀顏料：首先，它會使片狀顆粒產生彎曲，由此降低其亮度；其次它還會將保護層從其表面剝離，從而導致了發氣的產生。

    鋁片預分散體系的制備：所有的鋁粉漿都需要在一種合適的溶劑中進行預分散以得到顏料漿。顏料漿必須在所有其它需要較高剪切力的組分都加入之后才加入涂料體系中。

    潤濕劑：許多情況下都宜在金屬片顏料漿中加入潤濕劑以輔助片狀顏料的潤濕。

    pH值與中和：如果使用水溶性樹脂，則不宜使用堿性太強的中和劑，例如需避免使用易與鋁發生反應的氨水；比較適宜的是用諸如DMEA（二甲基乙酰胺）或TEA（三乙醇胺）的胺類對pH值進行中和�？傮w而言，pH值不應高于9，理想值介于7-8之間。

    金屬片狀顏料的排列定向：這是金屬效果涂料一個非常重要的方面。較差的定向將會降低涂料的亮度以及隨角異色效果。片狀顏料越能平行于基材排列，則顏料的金屬效果越好�？梢栽谒�性涂料中加入聚乙烯蠟分散液以提高其定向性能。