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金属颜料的特性和制备介绍

作者:admin日期:2020-08-25阅读
在颜料中,金属颜料是一个特殊品种,由片状金属或片状合金粉末构成,金属颜料主要是指由金属或合金组成,厚度小于l微米,径厚比在50-200之间的片状金属粉末。金属颜料作为装饰性颜料,可使被涂装的物品绚丽多彩,具有明亮的金属光泽和金属闪光效果。金属颜料中用量大的是铝粉(包括铝粉浆)、铜锌合金粉和锌粉。
 
1金属颜料粉末的分类
常用的金属颜料粉末与合金粉有:铝粉(俗称铝银粉)、锌粉、铜锌粉(俗称金粉)、铅粉、银粉、不锈钢粉等⋯,其用途各异。金属色中使用的铝粉,俗称银粉,是由铝熔化后喷成细雾,再经研磨而成的细小鳞片状。
呈鳞片状的铝粉或铝粉浆,因其颜色光泽如银,俗称铝银粉和铝银浆。分浮型和非浮型两类。其良好的叶展性在涂膜中可形成连续不断的铝膜,可掩盖针孔,减少性。铝粉能够反射可见、光红外线和紫外光,反射紫外线60%以上。用在面漆中可提高耐候性。制成醇酸耐热漆可以耐200℃左右的高温,并且常在硅涂料中使用,耐高温达600℃。片状铝粉具有遮盖能力、漂浮能力等。片状铝粉还具有特殊的“双色效应”,目前己被广泛应用于装饰性涂料,如金属闪光漆、锤纹漆等。
锌粉是由金属锌制造的,球状和鳞片状两种,防腐性能优异,多用于钢件的防腐涂层。片状锌粉采用球形粉加保护介质进行球(研)磨。锌粉颜料都是利用球磨法生产的,产品由微细铝鳞片、表面处理剂组成。锌粉浆由片状锌粉加上溶剂组成。制造锌粉的原料是金属锌锭,纯度为99.5%。锌在大气中具有相当高的耐蚀性,但在酸性环境中(酸式盐、酸式碱)不耐腐蚀,当锌同正电性较强的金属接触时,金属锌先被腐蚀,生产氧化物,所以金属锌可以用作保护层。锌与酸性食物接触能够生成锌盐,该种锌盐有毒,故锌粉不能用于食品设备的涂装。粒状锌粉的制造方法有蒸馏法和雾化法,蒸馏法制造的锌粉颗粒细,活性较高。雾化法生产的锌粉颗粒粗,粒度分布广,但是生产效率高、能耗且成本廉。经过加强雾化工艺手段和分级技术,也能够制造成较细的符合要求的锌粉。鳞片状锌粉日前用球磨法制备,国外涂料工业己经广泛使用鳞片状锌粉浆,鳞片状结构的锌粉具有较大的遮盖力,配置涂料时锌粉用料明显少于球状锌粉。

铅是灰色的金属,有较好的耐蚀性,在大气、海水和淡水中性能稳定,对硫酸、硝酸、氢氟酸有较好的抗蚀性。铅粉的制造采用雾化法,铅融化为溶液,采用压缩空气使之通过喷嘴喷成雾状,冷凝后成为不规则的粒状铅粉,细度在200目以下,活性金属含量小于97%.铅粉用于粉末冶金无油润滑剂的组分,与成膜物质混合可用于防腐蚀涂层。
钛粉在常温下对酸、碱物质都有很好的耐腐蚀性,钛对氧的亲和力很强,在其表而生成致密的氧化膜,具有良好的化学稳定性。钛粉一般采用氢化研磨法制造。钛粉的防腐、化学稳定性优良以及的特点使之在化学工业、食品工业等方面的涂装中有广泛的使用范围。
银浆料是微电子工业中一种重要的材料,它是由银粉,树脂,溶剂以一定的比例调制而成。其中银粉是组成导电银浆的关键材料。银粉有树枝状、球状、片状等结构,以片状结构的银粉制备的温银浆涂层电性能优异、用量省、成本且有银白色的光泽因而在电子工业中被广泛应用。片状银粉是独石电容器、碳膜电位器、电容器、薄膜开关、半导体芯片粘结、导电版等电子元件的主要电材料。
不锈钢粉一般采用气流粉碎法。不锈钢粉粒子用高压气流带入粉碎室,在高速旋转中,摩擦和冲击粉碎为细粉,不锈钢粉用于防腐涂料。

1.1.2金属颜料的特性
1.1.2.1光学和颜色特性
由于粉末状的金属颜料以金属或合金组成,故有明亮的金属光泽和颜色。例如铝银粉,色相银白,用于配置涂料时能起到屏蔽作用和反射一部分光波,可引起色调和金属光泽的变化。近年来将铝银粉的新品种——闪光铝粉与透明颜料配合使用,涂装面不有金属亮点,而且五彩缤纷,装饰效果非常好:又如铜锌合金粉,它的色相从淡金直至到赤金,使被涂装的物品绚丽多彩:再如鳞片状锌粉略呈淡色的金属光,能使涂装物与周围环境混为一体,具有伪装效果。片状金属颜料的另一大特点是具有随角异色,随角异色是指随着观察者观察角度的不同,颜料呈现出由明亮到暗淡不同的变化。当目光几乎平行于涂层时,所看到的闪色为掠视色,这时候金属颜料色相较为暗淡,略显灰色:当目光与涂层法线方向成一定角度时,所看到的闪色为闪视色。当目光垂直于涂层时,所看到的闪光为正视色。金属颜料色相较为明亮,耀眼。
 
1.1.2.2防腐和保温特性
大多数金属颜料都是鳞片状粉末,它调入成膜物后,像落叶扑地一样与被涂物平行,互相连结,互相掩饰,多层排列,形成屏障,金属鳞片了成膜物的微细iL,阻止外界有害气体或液体在涂抹中的,保护了涂膜及被涂装物品,这是它物理屏蔽的防腐能力,而锌粉除了有屏蔽能力之外,还有阴保护作用,大量的锌粉在涂膜内相互连成导电层,当涂层遇到电化学腐蚀时,由于锌比铁具有负的电电位差,先被腐蚀,从而保护了钢铁底材。不锈钢粉具有良好的化学稳定性,能化学腐蚀。色泽,高光泽的的金属颜料还有保温能力,这类金属几乎不吸收光线,能反射可见光、紫外光,对于热辐射也是如此,因此,可用于需要保温、光和热辐射的物品上,如储存油品、气体的罐、塔上。金属颜料能反射目光中紫外线的60%以上,故能涂膜因紫外光照射老化,有利于延长涂膜的寿命。

 
1.1.3金属颜料的制备
大多的金属颜料粉末是通过物理方法进行生产的14】,即从固态液态或气态金属转化为粉末,使之加工为特定的金属粉末:①由金属的气相状态转化为粉末,如升华法制取锌粉、铝银粉;②由金属的液相状态转化为粉末,如雾化法制取铝银粉、铜金粉:③由金相的固相状态转化为粉末,如球磨法制造铝银粉、铜金粉、锌粉。常见的金属颜料的加工方式15】见表1。
金属粉末的制取方法
各种颜料的备万法和生产工艺彼此类似,大多先逋过喷雾制取球彤或荚球形金属/合金粉末,然后通过球磨等物理手段将球形颗粒加工成鳞片状粉末。其产工艺主要包括以下七个步骤金属颜料多属微细粉末。旱鳞片状,但也有球形、水滴形、树枝形的,与其制造方法有关。普通金属粉末须经过表面处理才具有颜料特性,如分散性、遮盖力等。不同的表面处理可使金属亲油或亲水,以适应不同涂料的要求。
金属颜料的制造方法要根据被加工的金属的物理特性,如熔点、气化温度、硬度和延展性,还要根据产品粉末的构造特征,如颗粒度、形状等,从经济合理的角度出发,选取加工成本和耗能的方法。加工方法的选择还要注重它的性,多数金属粉体有良好的还原性,急剧氧化会放出大量的热并产生高温,容易发生爆炸危险。金属粉末,尤其是重金属粉末对人的健康有危害,所以,在选择加工方式上保证是一条重要原则。