中國(guó)鋁粉工業(yè)自20世紀(jì)50年代起步,已有五十年的歷史。霧化鋁粉的亞音速空氣霧化法均有采用,壓水霧化法也開(kāi)始進(jìn)入生產(chǎn)序列,產(chǎn)品既有非規(guī)則形狀的,也有正球形的。在球磨法制造鋁粉及鋁粉漿方面,干法工藝和濕法工藝都有廠家采用。生產(chǎn)的產(chǎn)品有漂浮型鋁粉及鋁粉漿、非漂浮型鋁粉及鋁粉漿。適合于水性涂料的水分散鋁漿早已面世,以合金形式的鋁粉漿如鋅鋁漿也有生產(chǎn)。
霧化法生產(chǎn)鋁粉工藝可分為三種類型:空氣霧化法、惰性氣體霧化法和壓水霧化法。
空氣霧化法是通過(guò)噴嘴以壓縮空氣將熔化的鋁噴成霧狀,霧狀鋁冷凝成粉,然后將鋁粉篩分及分級(jí),形成霧化鋁粉產(chǎn)品。
空氣霧化法是發(fā)展起來(lái)的工藝方法,目前仍是霧化法生產(chǎn)鋁粉使用多的方法。
它的特點(diǎn)是生產(chǎn)能力大,成本低,設(shè)備簡(jiǎn)單,但是該方法生產(chǎn)安全性差,在生產(chǎn)過(guò)程中鋁粉懸浮在空氣氣流中,運(yùn)動(dòng)形成塵霧并伴生靜電,當(dāng)鋁塵霧達(dá)到相當(dāng)濃度時(shí)遇到火花可能引起爆燃。
制備好的鋁粉典型的是球形鋁粉需要有專業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備,煉爐、天然氣、霧化、分級(jí)等設(shè)備,不是一般的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)執(zhí)照能辦下來(lái)的,確實(shí)需要危化品方面的執(zhí)照。比如章丘金屬顏料的鋁粉制備的就不錯(cuò)。
早期的生產(chǎn)方式是搗沖法,把鋁碎屑放在搗沖機(jī)的凹槽內(nèi),搗杵在機(jī)械帶動(dòng)下連續(xù)沖打凹槽內(nèi)的鋁屑,具有延展性的鋁在沖擊下逐漸變成薄片并且破碎,在鋁變得非常微薄細(xì)小后進(jìn)行篩選,取出合乎要求的鋁粉作為產(chǎn)品。搗沖法的生產(chǎn)效率很低,產(chǎn)品質(zhì)量不易掌握,而且生產(chǎn)過(guò)程中粉塵很多,非常容易起火和爆炸。
鋁為銀灰色的金屬,相對(duì)密度2.55,純度99.5%的鋁熔點(diǎn)為685度,沸點(diǎn)2065度,熔化吸熱323kJ/g,鋁有還原性,極易氧化,在氧化過(guò)程中放熱。急劇氧化時(shí)每克放熱15.5kJg,鋁是延展性金屬,易加工。金屬鋁表面的氧化膜透明、且有很好的化學(xué)穩(wěn)定性。
顏料用的鋁粉是指粒子呈鱗片狀,表面包覆處理劑且宜于做顏料的鋁粉。鋁粉漿是顏料鋁粉與溶劑的混合物,它的用途和特性與鋁粉大致相同,由于它使用起來(lái)簡(jiǎn)便,故產(chǎn)量和用量更大。顏料用鋁粉與其他顏料相比,更具有其特性,在以下幾方面:
1、鱗片狀遮蓋的特性
鋁粉粒子呈鱗片狀,其片徑與厚度的比例大約為(40:1)-(100:1),鋁粉分散到載體后具有與底材平行的特點(diǎn),眾多的鋁粉互相連接,大小粒子相互填補(bǔ)形成連續(xù)的金屬膜,遮蓋了底材,又反射涂膜外的光線,這就是鋁粉特有的遮蓋力。鋁粉遮蓋力的大小取決于表面積的大少,也就是徑厚比。鋁在研磨過(guò)程中被延展,徑厚比不斷增加,遮蓋力也隨之加大。
2、鋁粉的屏蔽特性
分散在載體內(nèi)的鋁粉發(fā)生漂浮運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)的結(jié)果總是使自身與被載體涂裝的底材平行,形成連續(xù)的鋁粉層,而且這種鋁粉層在載體膜內(nèi)多層平行排列。各層鋁粉之間的孔隙互相錯(cuò)開(kāi),切斷了載體膜的毛細(xì)微孔,外界的水分、氣體無(wú)法透過(guò)毛細(xì)孔到達(dá)底材,這種特點(diǎn)就是鋁粉良好的物理屏蔽性。
3、鋁粉的光學(xué)特性
鋁粉由色淺、金屬光澤高的鋁制成,它的表面光潔,能反射可見(jiàn)光、紫外光和紅外光的60%-90%,用含有鋁粉的涂料涂裝物體,其表面銀白光亮,這就是鋁粉反射光線的特征。
4、鋁粉的“雙色效應(yīng)”特性
鋁粉由于具有金屬光澤和平行于被涂物的特性,在含有透明顏料的載體中,鋁粉的光澤度和顏色深淺隨入射光的入射角度和視角的變化發(fā)生光和色的變化,這種特性稱為“雙色效應(yīng)”。鋁粉在涂膜內(nèi)以不同層次排列,當(dāng)入射光照射到各層鋁鱗片時(shí),因穿過(guò)不同厚度的涂膜受到不同的削弱,反射出的光線顯然亮度也不同。當(dāng)光線射入含透明顏料和鋁粉的膜層內(nèi)時(shí),入射光透過(guò)顏料粒子成為有色光,再經(jīng)過(guò)不同層次的鋁粉反射出來(lái),就會(huì)發(fā)生色調(diào)和金屬光的變化,入射光和視角自垂直逐漸發(fā)生角位移動(dòng),光線則透過(guò)不同粒子數(shù)量的顏料和不同粒徑的鋁粉,反射出的光線的色調(diào)和金屬光也發(fā)生無(wú)窮的變化。鋁粉的這種特性,已廣泛地應(yīng)用于涂料內(nèi),作錘紋漆或金屬漆。
5、鋁粉的漂浮特性
顏料用鋁粉及鋁粉漿的一大種類是漂浮型的,它的特點(diǎn)是鱗片狀浮于涂膜表層。