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金属铝粉的发展史
发布日期：2010-07-08

金属铝粉由于用途广、需求量大、品种多，所以是金属颜料中的一大类。颜料用的铝粉粒子是鳞片状的，也正是由于这种鳞片状的粒子状态，金属铝粉才具有金属色泽和屏蔽功能。金属铝粉工业化生产很久以前就有，早期的生产方式是捣冲法，把铝碎屑放在捣冲机的凹槽内，捣杵在机械带动下连续冲打凹槽内的铝屑，具有延展性的铝在冲击下逐渐变成薄片并且破碎，在铝变得非常微薄细小后进行筛选，取出合乎要求的金属铝粉作为产品。捣冲法的生产效率很低，产品质量不易掌握，而且生产过程中粉尘很多，非常容易起火和爆炸。1894年，德国Hamtag用求磨机生产铝粉，在球磨机内放入钢球、铝屑和润滑剂，利用飞动的钢球击碎铝屑之后成为鳞片状铝粉，在球磨机内和管道里充满惰性气体，这种方法仍然沿用，被称之为“干法生产”。1910年，美国J.Hall发明了在球磨机内加入石油溶剂代替惰性气体，生产的金属铝粉与溶剂混成浆状，成为浆状铝粉颜料。这种方法设备简单，工艺安全，产品使用起来非常方便，很快为世界各国所采用。现代绝大多数铝粉颜料都采用这种方法，这种方法也称之为“湿法”。中国金属铝粉工业自20世纪50年代起步，至今已有五十年的历史。雾化铝粉的亚音速空气雾化法均有采用，压水雾化法也开始进入生产序列，产品既有非规则形状的，也有正球形的。在球磨法制造铝粉及铝粉浆方面，干法工艺和湿法工艺都有厂家采用。生产的产品有漂浮型铝粉及铝粉浆、非漂浮型金属铝粉及铝粉浆。适合于水性涂料的水分散铝浆早已面世，以合金形式的铝粉浆如锌铝浆也有生产。铝粉及铝粉浆的性质及分类（一）金属铝粉的特性铝为银灰色的金属，相对分质量26.98，相对密度2.55，纯度99.5%的铝熔点为685度，沸点2065度，熔化潜热323kj/g，铝有还原性，极易氧化，在氧化过程中放热。急剧氧化时每克放热15.5 kj/g，铝是延展性金属，易加工。金属铝表面的氧化膜膜透明、且有很好的化学稳定性。颜料用的铝粉是指粒子呈鳞片状，表面包覆处理剂且宜于做颜料的铝粉。铝粉浆是颜料铝粉与溶剂的混合物，它的用途和特性与铝粉大致相同，由于它使用起来简便，故产量和用量更大。（二）颜料用铝粉与其他颜料相比，更具有其特性，表现在以下几方面： 1、鳞片状遮盖的特性铝粉粒子呈鳞片状，其片径与厚度的比例大约为（40：1）-（100：1）金属铝粉分散到载体后具有与底材平行的特点，众多的铝粉互相连接，大小粒子相互填补形成连续的金属膜，遮盖了底材，又反射涂膜外的光线，这就是铝粉特有的遮盖力。铝粉遮盖力的大小取决于表面积的大少，也就是径厚比。铝在研磨过程中被延展，径厚比不断增加，遮盖力也随之加大。 2、金属铝粉的屏蔽特性分散在载体内的铝粉发生漂浮运动，其运动的结果总是使自身与被载体涂装的底材平行，形成连续的铝粉层，而且这种铝粉层在载体膜内多层平行排列。各层铝粉之间的孔隙互相错开，切断了载体膜的毛细微孔，外界的水分、气体无法透过毛细孔到达底材，这种特点就是铝粉良好的物理屏蔽性。 3、金属铝粉的光学特性金属铝粉由色浅、金属光泽高的铝制成，它的表面光洁，能反射可见光、紫外光和红外光的60%-90%，用含有铝粉的涂料涂装物体，其表面银白光亮，这就是铝粉反射光线的特征。 4、金属铝粉的“双色效应”特性金属铝粉由于具有金属光泽和平行于被涂物的特性，在含有透明颜料的载体中，金属铝粉的光泽度和颜色深浅随入射光的入射角度和视角的变化发生光和色的变化，这种特性称为“双色效应”。铝粉在涂膜内以不同层次排列，当入射光照射到各层铝鳞片时，因穿过不同厚度的涂膜受到不同的削弱，反射出的光线显然亮度也不同。当光线射入含透明颜料和铝粉的膜层内时，入射光透过颜料粒子成为有色光，再经过不同层次的铝粉反射出来，就会发生色调和金属光的变化，入射光和视角自垂直逐渐发生角位移动，光线则透过不同粒子数量的颜料和不同粒径的铝粉，反射出的光线的色调和金属光也发生无穷的变化。铝粉的这种特性，已广泛地应用于涂料内，作锤纹漆或金属漆。 5、金属铝粉的漂浮特性颜料用铝粉及铝粉浆的一大种类是漂浮型的，它的特点是鳞片状浮于涂膜表层。第三节金属铝粉的应用一、金属铝粉因具有银白色金属光泽，所以俗称铝银粉或银粉，其化学成份实为“铝”，并非“银”。应用范围：粉末涂料、油墨、塑胶色母粒、印刷、仿金纸、仿金卡、金胶片、纺织品，但在水性漆及带酸碱的油漆中使用会氧化变黑。不推荐用于要求耐酸碱及与雨水结合的场合。二、浮银：1、银粉粒径越小金属感越强，遮盖力也越强；添加量太大易产生吐粉和堵塞枪头的现象；添加量不够时容易出现黑点、发花或细小的条纹。R18、R01等新型银粉分散剂是用SIO2作载体的高效分散剂，不同于普通的银粉分散剂，不管银粉添加多少均可均匀分散无黑点，因而可以通过调节底色及减少银粉用量来调制灰黑、蓝相及不同色相的银粉效果，添加量极小，对流平有良好的促进作用。外加到片料里一起磨，不能直接外加，直接外加会产生颗料及白点等,R01效果，直接干混无颗粒。2、浮型金属铝粉的片状结构在研磨挤出过程中会被破坏（变形或粉碎），结果使颜色发灰，所以一般使用干混方法。三、非浮银：1、非浮银均匀地、平行地分布在整个涂膜在中，因而被树脂包裹，所以具有良好的抗氧化性及耐磨性，较好的耐候耐酸碱性,无手印,表面亮泽，且颜色可从底粉来调节,但添加量较浮银大,金属效果无浮银强，较白。2、PCR\DIS型铝粉特别适用于户外产品,因为有无机包覆层,具有很好的耐水,耐候,耐化学性；虽然用硅等材料包膜,但在自然曝晒的环境中，金属铝粉在光照和湿度等条件下,很快会发生氧化等化学物理变化,从而使金属感减弱,涂膜发灰发暗,出现灰斑等。为解决此类问题及被擦伤等问题，建议用透明粉罩光。3、盖底添加量以透明底粉测试，闪银的添加量最多可以达到10%左右;混合与喷涂工艺直接影响喷涂与遮盖效果，请注意混合均匀及喷涂的一致性,粒径越粗闪烁效果越好。4、由于银粉颗粒在形状、密度和带电荷量方面与粉料存在差异，会造成分离现象而影响上粉。采用邦定技术将粉末与银粉进行粘接，上粉及效果大大提高。5、金属铝粉能耐高温600度不变色。第四节金属铝粉使用的安全事项一、一般介绍粉末涂料比普通油漆的安全风险要低，与溶剂/空气混合物相比，粉末/空气混合物的引发着火能量是50-100倍。但是，所有可燃性的粉末或灰尘都会与空气形成爆炸性混合物，是一种潜在的危险源。但如果事先采取相应的措施，可以进行安全的运输，贮存和加工。为安全起见，前面提到的各种粉末的粉末浓度均不能超过10g/m3。在喷涂区，往往会超过这个浓度。因为总有足够的氧气含量，因此必须避免引起超过这一能量的火花。第五节金属铝粉的生产和加工方法 1、熔融挤出法：该方法是将金属颜料与粉末涂料的其余成分（树脂等）通过螺杆挤出机加热挤出。尽管金属颜料与粉末涂料能够充分混合，但金属颜料在高粘度的熔融体中取向不足。另外，在下一道粉碎工序中，颜料的片状结构不可避免的会被破坏。用该法生产的金属粉施工时金属效果带灰色。因此，此方法仅被用于锤纹粉的制作。 2、干混法：该法是将金属颜料干粉加入已粉碎的粉末涂料中采用机械式混合器混合。干混法的优点是金属颜料和粉末涂料混合时不甚激烈，从而防止片状金属颜料的变形，金属效果因而也不会受到影响。另外，疏松的颜料/树脂混合体也非常有利于金属颜料的取向，提高闪光效果。该法的缺点是在采用自动喷涂设备处理回收粉末时，由于金属颜料与树脂粉末颗粒的形状、密度和所带电荷有很大差异，从而产生分离现象。 3、粘结固定法（Bonding-Process）：该法将金属颜料与粉末涂料一边干混，一边同时加热，使得温度刚刚超过树脂的软化点，此时就能将金属颜料固定粘结在带黏性的树脂粉末的表面，从而防止粉末在施工中和施工后回收时金属颜料与树脂粉末的分离现象。就是现在流行的邦定法。

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