鋁銀漿及其在涂料中的應(yīng)用（上）
鋁銀漿是一種使用廣泛的具有銀灰色金屬光澤的金屬顏料，在涂料行業(yè)俗稱銀漿，實(shí)質(zhì)上是金屬鋁漿，并無銀的成分，僅具銀色金屬質(zhì)感而已。
1910年，美國人J.Hall發(fā)明了鋁銀漿：以石油溶劑代替干法鋁粉工藝用的惰性氣體，鋁粉與溶劑共混、在球磨機(jī)內(nèi)研磨成漿狀，成為漿狀鋁粉顏料。這種濕法工藝安全性大大提升，避免了干法工藝可能的爆炸風(fēng)險(xiǎn)，且這種漿狀產(chǎn)品使用方便，很快風(fēng)靡世界。
上述濕法鋁銀漿采取的濕式球磨方法，具體是采用球形或近球形噴霧金屬鋁粉，加入如芥酸、油酸等潤滑劑和其他助劑，以及礦物油、溶劑油、重芳烴、異丙醇等有機(jī)溶劑，球磨介質(zhì)為1-5mm鋼球，球磨時(shí)間約8～30小時(shí)；通過長時(shí)間不斷球磨，球形的金屬鋁粉被延展成片狀的金屬鋁粉，呈現(xiàn)出銀灰色的金屬光澤。球磨后的片狀鋁粉，經(jīng)過篩分工藝使產(chǎn)品的粒度更均勻，然后經(jīng)過固液分離（過濾）操作獲得濾餅。最后將濾餅與適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚韯┖陀袡C(jī)溶劑一起進(jìn)行捏合操作，即得到質(zhì)量固含量約為60～70％的鋁銀漿產(chǎn)品。
上述濕法球磨采用有機(jī)溶劑的目的是為提高鋁粉顆粒均勻性，同時(shí)防止鋁粉與空氣接觸以避免爆炸的危險(xiǎn)。潤滑劑的主要作用是防止球形鋁粉在球磨過程中，由于鋼球介質(zhì)的機(jī)械作用所可能出現(xiàn)的冷焊接現(xiàn)象。其他助劑有穩(wěn)定劑、分散劑、表面防護(hù)劑及防沉劑等，其目的是提高鋁粉的表面金屬光澤和滿足后續(xù)涂料等行業(yè)的要求。
由以上表述所得，鋁銀漿由鱗片狀鋁薄片、溶劑和助劑組成。鋁薄片一般厚度為0.1-2μm、直徑為0.5-200μm，其表面光潔平整，有雪花狀、魚鱗狀和銀元狀多種類型，形狀規(guī)則，粒徑分布集中，具有優(yōu)異的光反射能力和金屬光澤，用于涂料中對可見光、紅外光及紫外光都有很高的反射率，可達(dá)75-80%，具有一定的保溫隔熱效果；其單獨(dú)在涂料中使用，可呈現(xiàn)銀色金屬閃光效果，若與透明彩色顏料混合使用，光線對漆膜既可透射、折射，又可反射，呈現(xiàn)一定程度的縱深感的漆膜會出現(xiàn)隨角異色效應(yīng)，裝飾效果華麗美觀、別具特色。
一、按效用分類的鋁銀漿
按效用分類的鋁銀漿品種主要有仿電鍍銀、閃銀、細(xì)白銀等。
仿電鍍銀具有極佳的光亮度及遮蓋力，粒度和亮度介于細(xì)白銀和閃銀中間，能顯示絲綢般的金屬光澤和與鍍鉻極相似的金屬效果，用于高級塑料、汽車配件和工藝品涂裝等。
閃銀平均顆粒直徑最大，亮度最高，具有良好的分散性、穩(wěn)定性，極佳的白度、閃爍度和金屬效果，遮蓋力好；有細(xì)閃銀、中閃銀、粗閃銀之分，一般用于工業(yè)裝飾，如機(jī)器設(shè)備、辦公設(shè)備、玩具與工藝品等的裝飾用漆，也可以用于裝飾要求高的金屬效果汽車漆。
細(xì)白銀平均顆粒直徑最小，亮度較仿電鍍銀低，具有優(yōu)異的遮蓋力、白度和中等的閃亮特征，能提供良好的著色力和雅致的金屬效果，廣泛應(yīng)用于普通工業(yè)漆、卷材涂料、船舶涂料、防腐涂料、3C數(shù)碼涂料等。
添加有機(jī)溶劑、潤滑劑和其它有機(jī)助劑，所得到的產(chǎn)品為溶劑型鋁銀漿，亦稱油性鋁銀漿，在油性涂料和油性油墨領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著環(huán)保要求的日益重視，涂料油墨行業(yè)正在朝著水性的方向發(fā)展。
油性鋁銀漿因含有比較疏水的有機(jī)溶劑，其在水性涂料和水性油墨中不能得到良好的分散，從而制約了其應(yīng)用。另一方面，由于片狀鋁粉表面活性高，能與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，其析氫反應(yīng)式如下：
Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2 ↑
上述鋁粉的析氫反應(yīng)，會引起鋁粉表面金屬光澤降低、直接影響到鋁銀漿產(chǎn)品的使用性能。同時(shí)由于生成的氫氣具有爆炸的危險(xiǎn)，會導(dǎo)致水性涂料和油墨的生產(chǎn)、儲存及運(yùn)輸過程不安全。因此水性鋁銀漿應(yīng)運(yùn)而生。
水性鋁銀漿系鋁片經(jīng)有機(jī)或無機(jī)包覆處理，分散于水中時(shí)具有良好的耐水性，極低VOC釋放和優(yōu)異的耐候性。經(jīng)無機(jī)處理的產(chǎn)品具有更薄的包覆層，極大地展現(xiàn)了鋁顏料的金屬光澤，適用于水性涂料和水性油墨。
二、按分散性分類的鋁銀漿
鋁銀漿按在涂料中的分散特性，可分為漂浮型及和非浮型兩大類。
漂浮型鋁銀漿中鋁片表面吸附飽和脂肪酸（如硬脂酸），具有疏水性和親油性，隨著涂層中溶劑揮發(fā)，因其低表面張力而平行交錯(cuò)地漂浮于涂膜表面，具有極高的反光性及明亮的鍍鉻效果，但表層鋁片易氧化發(fā)黑、從漆膜表面脫落，造成重涂困難，常應(yīng)用于特殊防腐、槽罐防護(hù)等場景，不建議用于建筑外墻有耐堿要求的場合。
影響漂浮型鋁銀漿漂浮的主要因素有：表面處理用的飽和脂肪酸對鋁片的吸附能力；鋁片徑/厚比影響脂肪酸的吸附量；涂料中有機(jī)溶劑的極性及揮發(fā)性也影響較大，非極性與易揮發(fā)溶劑利于漂浮，如甲苯、二甲苯、烷烴溶劑等，不宜采用極性的醇類、酮類溶劑，因其會破壞鋁片表面的脂肪酸，使得鋁片漂浮性能降低。
非浮型鋁銀漿能被涂料完全潤濕，均勻地分布在整個(gè)漆膜中，并偏向下沉。其鋁片粒度及其粒度分布決定了其遮蓋力、著色力、顏色、閃爍性、隨角異色效應(yīng)等；如隨著粒徑逐漸變小，遮蓋力和著色力提高、光澤升高，顏色變白，隨角異色效應(yīng)減弱，閃爍性變?nèi)酢７歉⌒弯X銀漿漆膜均勻堅(jiān)實(shí)，并可重涂罩光，廣泛應(yīng)用于建筑外墻、汽車、軌道交通、家具、玩具、電子產(chǎn)品、管道、緊固件、卷材等領(lǐng)域。
非浮型鋁銀漿的制造工藝，通常有以下步驟：
例如，梁明慧等中國發(fā)明專利CN106497235A，提供了一種非浮型鋁銀漿的制備方法，包括采用內(nèi)襯氧化鋯球磨機(jī)，采用直徑0.5-1.0mm的氧化鋯球作為球磨機(jī)磨介，采用不銹鋼材質(zhì)的管道、料槽、篩分機(jī)、輸送泵和捏合機(jī)。將平均粒徑小于10μm的微細(xì)球形鋁粉按重量比為：微細(xì)球形鋁粉:有機(jī)溶劑（D70）:潤滑劑（異硬脂酸）＝ 100:300:4混合均勻，置于球磨機(jī)內(nèi)球磨30-40小時(shí)后出料，篩分，過500目篩的物料進(jìn)入壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，濾液回到球磨和篩分工序循環(huán)使用；濾餅進(jìn)入捏合工序進(jìn)行表面處理，包裝即成為非浮型鋁銀漿產(chǎn)品。
