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zsgandy

至尊木虫 (职业作家)

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[交流] 【求助】请教彩色铝粉着色问题。已有4人参与

我做这个课题，不知道用那些方法和颜料，快开题了，真的很困惑！说得越详细越好，外行别胡言乱语。请自重。谢谢

[ Last edited by xucz on 2011-5-6 at 18:57 ]

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fei817

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1楼 2010-05-26 14:57:19

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cph08dream

金虫 (正式写手)

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恭喜楼主，俺可就外行了，祝你研究成功！

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没有回头路，选择了就往前走

4楼2010-05-26 15:15:40

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ygxghsy

木虫 (小有名气)

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zsgandy(金币+10):谢谢，不是在网上抄的吧？是你做过的？能不能列一些相关文献给我？谢谢 2010-05-26 15:06:16
zigo:涉嫌金币转移！IP相同 2010-05-26 19:10:18
zigo:请说明情况！ 2010-05-26 19:10:48

我做的就是这方面的，刚毕业了
着色改性法是片状铝粉改性中的产生的一种特殊情况，即片状铝粉改性后在保持普通铝粉具有的性能的同时，还具有某种颜色，这类铝粉称为彩色铝粉或着色铝粉。彩色铝粉应用于涂料行业具有特殊的“随角异色”效果。
目前片状铝粉着色改性的方法根据光学性质和颜色产生机理可分为三类。第一类是颜料染色法，第二类是光干涉着色法，第三类是包覆彩色膜层着色。下面分别介绍。
（1）颜料染色法
片状铝粉可以通过有机颜料或无机颜料染色，具体方法两种：一种是将铝粉进行表面氧化处理形成一层多孔膜层，具有良好的吸附性，可在染色液中吸附染料分子而染上颜色。同时，氧化膜中的氧化铝分子可与有机染料分子以共价键、配位键或氢键等配合而形成有色的配合物，从而促使了氧化铝膜对染料的吸附作用。这种着色法工艺简单，成本低，但得到的彩色铝粉在溶剂中易脱色，稳定性较差。另一种是用透光性好的惰性包覆膜层将颜料包裹在铝粉表面而达到着色的目的。这种方法值得的彩色铝粉性质稳定，可制备不同颜色的彩色铝粉。染色法着色铝粉的金属光泽由于光线在颜料间隙位置（颜料具有透光性或不具透光性）的原铝粉表面和透过颜料（颜料具有透光性）在原铝粉表面发生镜面反射而产生，而颜色由颜料吸收特定的波长的可见光产生。
L.Anicai[]等人采用纯度99.5%以上，粒径主要分布在40～100微米之间的片状铝粉，以15%H2SO4或10M HNO3溶液为阳极氧化液，采用两种方式进行阳极氧化处理：第一种方式，将铝粉放在钛阳极上，让钛阳极底面嵌入到树脂中，强制电流通过整个粉体，进行阳极氧化。第二种方式，将铝粉与10～20%溶于水的配位体均匀混合，插入于阳极接触的铝棒压成圆盘，构成铝粉阳极，在氧化过程中，电解质保证了阳极氧化膜的形成，并逐渐渗透到铝粉内部，这样使被氧化粉体释放出来，并氧化新露出来的铝粉，直到整个圆盘都被氧化为止。经阳极氧化后的铝粉表面形成一层多空的氧化膜层，将阳极氧化后的铝粉放入着色液中进行着色：以醋酸钴和高锰酸钾为基，随着着色时间的增长，着色色调从金黄色变到青铜色，再变到深褐色；以亚铁氰化物和氯化铁为基，随着着色时间的增长，着色色调由浅蓝色变到深蓝色；以硝酸钴为基，着色色调呈灰橄榄色，随着着色液浓度的增加着色色调变深。第二种方式制得的氧化铝粉易着色，颜料覆盖率高。
周毅【】用类似L.Anicai的第一种方法，将片状铝粉阳极氧化后，置于茜素黄R饱和溶液中，用乙酸调节至pH值为5，控制温度为50～60℃，缓慢搅拌着色液，着色30分神，取出抽滤，用冷水洗涤两遍．然后用沸水进行封闭处理，经抽滤，干燥，即得到金黄色铝粉。着色的色调与铝粉氧化膜厚度和着色液浓度有关，铝粉氧化膜厚度越厚和着色液浓度越浓，铝粉越易着色且颜色越深。
周毅[]等人在碱性溶液中，采用氧化剂对铝粉进行化学氧化处理，将处理后的铝粉置于直接耐晒翠蓝GL着色溶液中，控制pH值在8～10范围内，温度在60～70℃，着色40分钟得到浅蓝色的铝粉。着色液浓度对着色色调影响较大，着色液浓度越大，着色的色调越深。
RUDOL[]等人利用酸或碱对铝粉进行预处理，使铝粉表面部分生成氧化膜，再使高锰酸钾还原，还原产物直接沉积在铝粉氧化膜表面。其中还原剂可以是预处理过程中产生的氢气，也可以加入其它物质作为还原剂(如甲醇)。还原剂的选择会影响最终产品的颜色。
日本昭和铝株式会社[]研制出一类粒度均匀的彩色铝粉。具体方法是将片状铝粉进行特殊的表面处理，然后把原级粒子化的有机颜料吸附在铝粉表面上，用立体化的丙烯酸聚合物使每个粒子分散包覆从而达到稳定化。用这种方法已得到红金色、蓝金色，银色、红色，橙色、绿色和蓝色等系列的彩色铝粉。该公司研究出一种塑料用彩色铝粉，方法是先用羧酸酯聚合物包覆片状铝粉，再将彩色颜料吸附在聚合物膜上。
日本四国化成工业公司[]（Shlkoku Chemicals Corp.）研制出耐候性才是铝粉，方法是先将铝粉浆(粒径1.0～100μm)用阳离子分散剂处理，再与表面用阴离子分散剂处理过的超细(0.01～0.1μm)金属氧化物（如氧化铁），按100

1～10)混合，可得红色铝意料。
（2）光干涉着色法
在片状铝粉的表面均匀包覆一层透光膜层，在有光照情况下，光线一部分在包覆膜层表面反射，另一部分透过包覆膜层在原铝粉表面反射，反射光线会形成干涉，某些波长的可见光强度会增强，而另一些波长的可见光强度会减弱，故而产生颜色。这种方法制得的彩色铝粉性质稳定，没有残留颜料的影响。但该法对膜层的厚度要求严格，成本较高。在铝粉表面形成干涉膜层的方法可分为始发沉积和干法沉积。
早在1977年有人采用液相包膜法制备氧化铁包膜铝颜料[]，该法工艺：将适量的铁盐和络合剂加入水溶液中，并将铝粉放入其中，充分搅拌，通过控制pH值包膜，反应一段时间后取出过滤，在一定的温度下烘干即得样品。该法具有以下缺点：①由于铝片在水中极易与水反应，使制得的产品重现性差；②生产中pH值很难控制在极窄的范围内；③所用铁盐溶液浓度极稀(0.0001~0.02molFe／L)；④沉积在铝片上的氢氧化铁很难脱水；⑤络合剂价格昂贵；操作程序繁琐。
吴垠[]等人采用乳液聚合法制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包膜铝颜料。具体方法：在带有回流冷凝器、搅拌器和加料口的250ml圆底磨口烧瓶中，加入溶有0.1g Tween80、0.05g 十二烷基硫酸钠（SDS）、一定量的过硫酸铵（APS）、2克甲基丙烯酸甲酯（MMA）的30ml去离子水；在60℃ 恒温水浴中，搅拌通入氮气。反应1小时后，加入1g片状闪光铝粉颗粒，再加入溶有一定量的APS的9OmL去离子水，同时加入5％NaOH溶液，调节pH值到9左右，升高温度到70℃搅拌反应一定时间。结束反应，将溶液碱压过滤得到铝粉颗粒，用去离子水洗涤，滤饼经真空常温烘干，将烘干产物放入到索氏提取器中用丙酮索氏提取24h，真空烘干即得最终产物。包覆后的铝粉由于光的干涉呈金色。该法优点，机械强度好、尺寸稳定、耐光耐侯性好、耐蚀性好，缺点：包覆膜层耐溶剂性差、膜层厚度及均匀度要求高。
付文平[硕]采用TEOS溶胶—凝胶在片状铝粉表面包覆一层SiO2，称取一定量将SiO2/Al复合粒子于蒸馏水中用超声波分散后装入三口烧瓶中，置于80℃恒温水浴中，搅拌。称取一定量无水三氯化铁，溶于蒸馏水中，装入滴液漏斗中，与三口烧瓶相连；量取一定体积的氨水，倒入另一个滴液漏斗中，与三口烧瓶相连，调节两个滴液漏斗的滴速大约为1滴/秒，持续搅拌10h。反应结束后将样品离心洗涤两次，放入烘箱中于100℃烘干，再放入马福炉中于500℃下锻烧2h，即得到着金黄色的铝粉。
以上包膜均在溶液中进行，故称为湿法沉积包膜。
在80年代BASF公司研究了一种气相包膜法[]。即：将铝粉加到一个可加热的流化床反应器内，由氨气和空气(O2＜3%)所组成的混合气体使之流态化，同时加热到200℃，接着通入五羰基铁蒸汽，在反应器内控制氧化即可制得不同色彩的氧化铁包膜的铝颜料。其显色不单纯是因为铝片表面的α-Fe2O3吸收某一特定范围的可见光洗还利用氧化铁包覆膜厚度不同产生的干涉现象呈现出的各种颜色。该公司还研究了其他金属氧化物包膜片状铝粉，这种颜料形成色彩的原理也是靠干涉现象。
WERNER[][]也利用五羰基合铁(Fe(CO)5)在惰性气体的保护下与氧气在200℃左右反应生成Fe2O3，沉积在铝粉表面形成薄膜。这种方法的优点是产品的耐候性和耐热性较好，具有良好的光泽度和耐光牢度：缺点是设备投资费用高，反应时间较长，且只能进行间歇式操作，生产效率不高。他们也在流化床中制备了表面沉积了二氧化钛的多彩铝粉，随着沉积厚度的增加，铝粉呈现出不同的颜色。
最近亦柏化工有限公司研发出SAOMAITM系列彩色铝粉，是利用特殊合成方式在铝粉表面沉积一层或多层一定厚度的金属氧化物层，并进行表面特殊处理，当反射性极强的金属氧化物沉积在不透光的平滑表面和狭窄的粒径分布的片状铝粉上时，便能得到特别强烈的反射金属效果彩色铝粉。SAOMAITM系列彩色铝粉中有红、橙、黄、绿、蓝、银色等色系。
以上包膜均在气相中进行，故称为气相沉积包膜。
（3）包覆彩色膜层着色
包覆彩色膜层着色法是在片状铝粉表面包覆一层不透明而有某种颜色的膜层，这种方法要求包覆膜层平整，除对吸收特定某些波长的可见光外，对其他波长的可见光反射要好，能在包覆膜层表面发生镜面反射，到达呈现金属光泽的效果。
TOSHIMITSU等人[]以三乙醇胺为螯合剂。利用铁、镍、钴、锌、铜等的无机盐,在还原剂作用下或与铝粉发生置换反应沉积在片状铝粉表面，成功地制得了多彩铝粉。能够满足涂料行业对铝粉颜料色彩的多种要求。
本文在介绍片状铝粉的包覆法改性中，提到的一些方法如NiO、Ni、Co、Cu、Fe等包覆片状铝粉，也能制得彩色铝粉。

[ Last edited by ygxghsy on 2010-5-26 at 15:07 ]

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2楼2010-05-26 15:01:37

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