Способ получения алюминиевой пасты для красок

 

Использование: в области порошковой металлургии алюминия. Сущность изобретения: размолу в жидкой среде, например, уайт-спирите, подвергают сферический алюминиевый порошок крупностью основной фракции менее 20 мкм и удельной поверхностью 0,3-0,5 м²/г, а измельчение ведут до достижения площади покрытия на воде не менее 1,2 м²/г. При этом используют порошок с содержанием в его массе фракции 0-5 мкм менее 10%. 1 табл.

Изобретение относится к производству красок на основе пастообразующих металлических пигментов, а именно производству металлических пигментов на основе алюминия для получения высококачественных красок и автоэмалей.

Известны пигменты на основе металлических чешуйчатых частиц, в частности алюминиевых пудр и паст [1] Указанные пигменты представляют собой чешуйчатые частицы алюминия, покрытые с поверхности тонким слоем стеарина или других органических веществ (жирных кислот), содержание которых обычно не превышает 5% Алюминиевые пигменты (пудру, пасту) по- лучают методом сухого или мокрого помола порошков алюминия или отходов измельченной алюминиевой фольги. Более высокое качество пигмента достигается при мокром помоле алюминиевых частиц (в среде уайт-спирита, ксилола и др.) с получением пигмента в виде пасты [2] Паста содержит от 40 до 85% чешуйчатых частиц алюминия, 1-5% поверхностно-активных веществ (ПАВ), обычно из числа жирных кислот, остальное жидкая фаза (уайт-спирит, ксилол, толуол и др.). Пигмент в виде паст обладает более высокими укрывистостью, блеском, другими улучшенными потребительскими свойствами.

Недостатками известных пастообразных пигментов на основе алюминия являются недостаточные блеск, яркость, колоритность пигмента вследствие его засоренности высокодисперсными частицами алюминия и неровностями периферийных очертаний частиц.

Известны алюминиевые пасты, выпускаемые многими зарубежными фирмами, в частности "Алкоа" (США), "Эккарт-Верке" (Германия), "Тойо-алюминиум" (Япония) и др. [3] Все выпускаемые пасты содержат от 50 до 85% алюминиевых частиц чешуйчатой формы, до 3-4% жировых добавок, остальное жидкая фаза уайт-спирит, ксилол, толуол и т.д.). Все известные способы получения паст заключаются в мокром размоле алюминия в виде измельченных отходов Al фольги или порошков неопределенной формы. Высокое качество пигмента в этих способах достигается главным образом за счет повышения чистоты исходного алюминия, осуществления операций классификации паст по крупности частиц, за счет совершенствования технологии и др. Все эти пути повышения качества Al паст сложны, трудоемки и экономически мало эффективны. Известны алюминиевые пасты, выпускаемые Богословским алюминиевым заводом [4, 5] и способ их получения.

Пасты БАЗа, выпускаемые в России, характеризуются содержанием алюминиевых частиц 60-70% до 3% стеарина, остальное уайт-спирит. Эти пасты изготавливают мокрым размолом измельченных отходов Al фольги, пудры (полученной сухим помолом) или порошка неопределенной формы крупностью мельче 315 мкм, в котором содержание фракций менее 40 мкм обычно не превышает 15-25% Пасты БАЗа не достигают уровня высококачественных паст, выпускаемых зарубежными фирмами, и не пригодны для производства высококачественных красок и автоэмалей. Известна алюминиевая паста [6] с округлой формой чешуйчатых частиц, гладкой поверхностью и ровными очертаниями, которая обладает высоким блеском. Способ получения мокрый размол порошков алюминия сферической формы крупностью менее 44 мкм до толщины частиц ≈1 мкм.

Недостатками этого способа является нерегламентированность исходного порошка для получаемой алюминиевой пасты, применяемой в производстве автоэмалей, для которых требуется паста с частицами, обеспечивающими высокое качество автоэмалей.

Это качество достигается использованием в качестве исходного сырья сферического алюминиевого порошка с удельной поверхностью в интервале 0,3-0,5 м²/г.

Паста и способ ее приготовления на БАЗе приняты нами за прототип. Недостатки пасты БАЗа указаны выше. Она не обладает высоким блеском, яркостью, неоднородностью, засорена ультрадисперсными частицами. Причина относительно низкого качества пасты объясняется нерегулярностью (несферичностью) размалываемых частиц алюминия, которые не обеспечивают при деформации округлых форм частиц в пасте.

Нами предложен способ получения алюминиевой пасты для производства высококачественных красок и автоэмалей с высокими потребительскими свойствами (блеск, чистота, яркость, колоритность и т.п.), содержащей чешуйчатые частицы алюминия округлой формы (по периметру). Предлагаемый способ включает размол сферического алюминиевого порошка в жидкой среде и отличается тем, что размолу подвергают порошок крупностью основной фракции менее 20 мкм с удельной поверхностью в интервале 0,3-0,5 м²/.

Дендритные, каплеобразные, хлопьевидные и прочей неправильной формы исходные алюминиевых порошки дают пасты с большим диапазоном частиц по окружности. Кромки этих частиц обычно изрезаны, угловатые, легко ломающиеся и засоряющие пигмент. Для получения алюминиевой пасты по заявляемому способу мокрому размолу необходимо подвергать порошок сферической формы с крупностью основной фракции мельче 20 мкм, причем наилучшие результаты получены при использовании сферического порошка крупностью ≈ 20 и 5-20 мкм с удельной поверхностью в пределах 0,3-0,5 м²/г. При использовании порошков с удельной поверхностью менее 0,3 м²/г и более 0,5 м²/г качество пудры ухудшается, снижается их блеск и яркость. При использовании порошка крупностью более 20 мкм с удельной поверхностью менее 0,3 м²/г из-за несферичности части такого порошка частицы алюминия в пасте имеют довольно значительное отклонение от округлости очертаний формы, чем, как указывалось выше нарушается однородность пигмента и его качество. При использовании порошка крупностью менее 5 мкм с удельной поверхностью более 0,5 м²/г блеск и яркость пигмента резко ухудшаются вследствие наличия большого количества ультратонких частиц (особенно менее 1-3 мкм), засоряющих пигмент.

Сравнительный анализ способов (аналога, прототипа и предлагаемого) приведены в таблице.

По сравнению с прототипом (6) и аналогами (1,2,4) предлагаемый способ обеспечивает высокое качество алюминиевой пасты, пригодной для изготовления автоэмалей при одновременном повышении укрывистости (пропорционально росту ППВ).

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВОЙ ПАСТЫ ДЛЯ КРАСОК, включающий размол сферического алюминиевого прошка в жидкой среде, отличающийся тем, что размолу подвергают порошок крупностью основной фракции менее 20 мкм с удельной поверхностью в интервале 0,3 - 0,5 м²/г и измельчение ведут до достижения площади покрытия на воде более 1,2 м²/г.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размолу подвергают порошок с содержанием фракции мельче 5 мкм менее 10%.

РИСУНКИ

Рисунок 1