鋁銀漿及其在涂料中的應(yīng)用（下）
三、特種鋁銀漿
特種鋁銀漿包括如樹脂包覆鋁銀漿、水性鋁銀漿等。
樹脂包覆鋁銀漿是一種特殊鋁銀漿，質(zhì)量固體含量通常為50-60%，由微細(xì)鋁片作為核心、外部包覆一層樹脂材料制成，包覆樹脂通常選擇耐候性優(yōu)異的丙烯酸樹脂等。這種包覆結(jié)構(gòu)能為鋁片提供惰性保護(hù)，在一定程度上防止鋁片氧化腐蝕，并具有超強(qiáng)耐酸堿腐蝕性、優(yōu)異的耐候性、優(yōu)異的電氣絕緣性。一般其樹脂含量為漿體重量的7%、厚度為0.5μm，也可以根據(jù)用戶需要調(diào)整，用于高級工業(yè)裝飾，如手機(jī)/家電等外殼漆、UV底漆、建筑外墻涂料、卷材涂料、輪轂涂料以及絕緣涂料等。
樹脂包覆鋁銀漿還具有優(yōu)異的金屬光澤效果，因?yàn)闃渲矊涌梢蕴岣咪X片的折射率，使涂料色彩更為明亮。樹脂包覆鋁銀漿具有較好的分散性和防沉性，能在涂層中均勻分布，因而更能呈現(xiàn)均勻的金屬色澤。
水性鋁銀漿通常生產(chǎn)工藝是通過使用霧化鋁粉、表面處理劑和溶劑，在濕法球磨后再由二氧化硅包覆或緩蝕劑鈍化等處理方式，在鋁片表面形成一層10-100納米的致密惰性保護(hù)層，其組成中一般含有水和/或水溶性溶劑。
水性鋁銀漿的品種與溶劑型鋁銀漿一樣，也有水性仿電鍍銀、水性閃銀、水性細(xì)白銀之分，當(dāng)然也有水性漂浮銀漿、水性非浮銀漿之分。
鈍化型水性鋁銀漿為首代產(chǎn)品，其主要是通過添加鈍化劑對溶劑型鋁銀漿進(jìn)行鈍化處理，包覆一層磷酸酯類鈍化膜。其價(jià)格低廉，但耐酸堿穩(wěn)定性差，僅適用于現(xiàn)調(diào)現(xiàn)用。
配制好成品的水性銀漆的罐內(nèi)儲(chǔ)存期長短不一，與使用的水性樹脂的酸值等不同而異，因此需預(yù)先測評相應(yīng)產(chǎn)品的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。一般將水性銀漆漆放置在50℃的恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，如果能穩(wěn)定7天無明顯漲氣、膠化、結(jié)皮等不良現(xiàn)象，涂層對應(yīng)標(biāo)樣無明顯消光，則可在常溫下儲(chǔ)存3個(gè)月到6個(gè)月。
中國發(fā)明專利CN101235226A公開了一種二氧化硅包覆型水性鋁銀漿的制備方法，其方法的主要特征為二氧化硅膠粒自組裝，先用鋁鹽對鋁粉表面進(jìn)行電位調(diào)控，使鋁粉表面帶正電，再通過滴加硅醇鹽經(jīng)水解反應(yīng)生成帶負(fù)電的SiO2膠體，均勻致密地吸附于經(jīng)過鋁鹽調(diào)控的帶正電的鋁粉表面，實(shí)現(xiàn)SiO2膠體在鋁粉表面的自組裝，使鋁粉表面包覆一層均勻致密且透明的二氧化硅薄膜，從而得到二氧化硅包覆型水性鋁銀漿。該種水性鋁銀漿具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：在醇溶劑、水溶劑中具有良好的分散性；具有優(yōu)異的耐酸耐堿的性能；包覆前后鋁粉的粒徑變化小于1微米、金屬感下降小于5％。制備出的二氧化硅包覆型水性鋁銀漿產(chǎn)品，可作為一種環(huán)保型金屬顏料廣泛應(yīng)用于環(huán)保型水性涂料及水性油墨。
上述專利實(shí)施例：在玻璃反應(yīng)器中加入40g油性鋁銀漿濾餅(D50＝10.5μm)，加入80g二乙二醇丁醚，攪拌均勻；加入20g水與100g乙醇的混合溶液，攪拌均勻；加入0.13g的三氯化鋁，攪拌30分鐘后升溫至60℃，并恒溫在60±2℃；取50g預(yù)先配制的25％正硅酸乙酯的乙醇溶液，通過滴加方式加入反應(yīng)器，滴加時(shí)間為4小時(shí)，在滴加的同時(shí)，用4％的氨水乙醇溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)溶液的pH值，使pH維持在8.2±0.1，滴加完成后，再繼續(xù)反應(yīng)3小時(shí)，然后冷卻、過濾后，得到二氧化硅包覆型水性鋁銀漿樣品。
二氧化硅無機(jī)包覆水性鋁銀漿又分單層包覆和雙層包覆（SiO2層+鐵系絡(luò)合染料層，得到有色鋁顏料），此外還可以進(jìn)行有機(jī)包覆，如含氟有機(jī)物包覆等。
更前緣的研究，有單層無機(jī)/有機(jī)復(fù)合包覆，以及雙層無機(jī)/有機(jī)復(fù)合包覆。
四、溶劑型鋁銀漿的應(yīng)用
以溶劑型非浮型鋁銀漿應(yīng)用為例，較常應(yīng)用于溶劑型醇酸漆、硝基漆、丙烯酸漆、聚氨酯漆、氟碳漆等產(chǎn)品體系中，配制成相應(yīng)的仿電鍍銀漆、細(xì)白銀漆、細(xì)閃銀漆、中閃銀漆、粗閃銀漆；如與各種實(shí)色色漿搭配調(diào)制，則可得到各種實(shí)色的細(xì)閃光漆、中閃光漆、粗閃光漆；如與各種透明色漿（如油溶性色精、半透明安巴色漿、半透明納米色漿）搭配調(diào)制，則可得到各種顏色的半透明細(xì)閃銀漆、半透明中閃銀漆、半透明粗閃銀漆等，因光線在該半透明色漆漆膜的反射、折射作用，漆膜面色和底色呈現(xiàn)不同顏色，且隨觀察角度不同，顏色也逐漸變化，呈現(xiàn)出美麗的隨角異色效應(yīng)。
溶劑型非浮型鋁銀漿中的鋁片的徑/厚比雖然較大，但鋁的比重為2.55、較高，在油漆體系中有下沉傾向，因此需要選用一定量的無機(jī)顏料分散劑以及合適的防沉劑控制其沉降，以便滿足一定的罐內(nèi)儲(chǔ)存期，典型配伍舉例如下：
溶劑型丙烯酸銀漆典型配方【適用于金屬表面裝飾或防護(hù)涂層（如集裝箱、工業(yè)設(shè)備等）】
| 組分 | 質(zhì)量百分比 | 作用說明 |
| 丙烯酸樹脂 | 40-65% | 成膜基料，提供附著力、耐候性和光澤（如Tg為40-50℃的熱塑性丙烯酸樹脂） |
| 鋁銀漿 | 5-10% | 金屬顏料，提供銀色光澤和屏蔽防腐效果（需選用非浮型鋁粉） |
| 混合溶劑 | 20-35% | 調(diào)節(jié)粘度及施工性（常用二甲苯、醋酸丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯等混合溶劑） |
| 分散劑 | 0.3-1% | 促進(jìn)鋁粉均勻分散，防止團(tuán)聚（如BYK-161、Tego Dispers 650） |
| 流平劑 | 0.1-0.5% | 改善漆膜流平性，減少橘皮（如BYK-306、Tego Flow 300） |
| 防沉劑 | 0.5-2% | 防止鋁粉沉降（如氣相二氧化硅、有機(jī)膨潤土、聚酰胺蠟漿） |
| 消泡劑 | 0.1-0.3% | 抑制消除生產(chǎn)及施工中氣泡（如BYK-052、Tego Airex 900） |
| 附著力促進(jìn)劑 | 1-3% | 增強(qiáng)對金屬基材的附著力（如磷酸酯類或硅烷偶聯(lián)劑） |
| 增塑劑 | 3-6% | 提高漆膜柔韌性（如中鏈氯化石蠟等） |
溶劑型非浮型鋁銀漿漆可采用極性、非極性有機(jī)溶劑或多種復(fù)合為溶劑體系，選用烷烴、芳烴、酯類、酮類、醇類等溶劑均可。因其鋁片徑/厚比較高，高速分散易被打破或折彎，影響遮蓋力、閃爍性、隨角異色效應(yīng)，故通常采用預(yù)分散工藝，俗稱“開稀”或“開銀”：即以一種或多種溶劑預(yù)先與鋁銀漿手動(dòng)攪拌或慢速攪拌至均勻，再加入到調(diào)漆過程中，如以二甲苯與鋁銀漿重量比1:1慢速攪勻后，再在調(diào)漆的慢速攪拌階段加入使用。調(diào)薄的鋁銀漿有利于在調(diào)漆階段慢速攪拌時(shí)分散均勻和不破壞鋁片形狀。
溶劑型非浮型鋁銀漿漆的樹脂選擇，應(yīng)據(jù)所制醇酸鋁銀漆、硝基鋁銀漆、丙烯酸鋁銀漆、聚氨酯鋁銀漆、氟碳鋁銀漆等產(chǎn)品體系不同，分別優(yōu)選長油醇酸樹脂、短油醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、羥基樹脂、氟碳樹脂等，其酸值不應(yīng)高，建議控制在15mgKOH/g以下。若非浮型鋁銀漿油漆體系酸值偏高，易導(dǎo)致鋁銀漿失色發(fā)黑、析氫脹氣等問題。通過極端試驗(yàn)也可說明這一點(diǎn)，有報(bào)道在60ml硫酸溶液中（pH調(diào)至1.0），加入0.1g的非包覆非浮型鋁銀漿，靜置720小時(shí)后，測得氫氣析出量高達(dá)113ml。
因此，溶劑型非浮型鋁銀漿漆配方確定后，還應(yīng)驗(yàn)證該配方系統(tǒng)的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，通常采用的方法是：將樣品密封于容器中，置于恒溫鼓風(fēng)箱（通常為50°C，時(shí)間30天），觀察是否分層、結(jié)塊、沉降等外觀變化；使用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測量儲(chǔ)存前后的粘度變化；攪拌后檢查沉淀是否易重新分散均勻；對比儲(chǔ)存前后漆膜的金屬光澤（分光光度計(jì)測定L*值）、顏色均一性；儲(chǔ)存后測試噴涂效果，觀察是否出現(xiàn)顆粒、堵槍或金屬定向異常等等。
概括而言，鋁銀漿在涂料中的應(yīng)用主要有：
1、裝飾性涂料
汽車涂料：用于面漆（如金屬漆、珠光漆），通過調(diào)整鋁片排列實(shí)現(xiàn)隨角異色效果（如“變色龍”涂料）。
工業(yè)涂裝：家電、電子產(chǎn)品外殼的金屬質(zhì)感涂層（如手機(jī)中框、洗衣機(jī)面板）。
建筑涂料：仿金屬幕墻、裝飾板材的涂裝，提升視覺檔次。
2、防護(hù)性涂料
防腐涂料：鋁片層形成物理屏障，延緩基材腐蝕，常用于船舶、橋梁、儲(chǔ)罐。
高溫涂料：耐高溫鋁銀漿（經(jīng)硅烷處理）用于發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣管等高溫部件。
3、功能性涂料
導(dǎo)電涂料：用于電子設(shè)備外殼的抗靜電涂層或電磁屏蔽層。
隔熱涂料：鋁片反射紅外線，降低建筑能耗（如屋頂反射隔熱涂料）。
水性涂料：環(huán)保型鋁銀漿適配水性涂料體系，替代傳統(tǒng)溶劑型涂料體系，符合低VOC法規(guī)要求。
五、技術(shù)挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢
1、現(xiàn)存問題
分散穩(wěn)定性：鋁片易團(tuán)聚，需優(yōu)化分散劑和研磨工藝。
氧化風(fēng)險(xiǎn)：鋁活性高，長期暴露易失去光澤，需優(yōu)化表面包覆處理。
環(huán)保壓力：溶劑型體系面臨VOC排放限制，推動(dòng)水性/高固含鋁銀漿涂料配方開發(fā)。
2、未來趨勢
納米化技術(shù)：開發(fā)納米鋁銀漿，實(shí)現(xiàn)超薄涂層和高透光金屬效果。
復(fù)合多功能化：與石墨烯、云母等復(fù)合，賦予涂層導(dǎo)熱、自清潔等特性。
智能化應(yīng)用：結(jié)合光致變色材料，開發(fā)動(dòng)態(tài)變色涂層。
綠色工藝：發(fā)展生物基溶劑和可再生鋁源，降低環(huán)境足跡。
鋁銀漿憑借其獨(dú)特的光學(xué)與功能特性，在涂料工業(yè)中占據(jù)重要地位。隨著環(huán)保法規(guī)趨嚴(yán)及市場需求升級，其制備技術(shù)正向高性能、多功能、環(huán)境友好方向演進(jìn)，未來在汽車、建筑、電子、航天等領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。
