[发明专利]一种在碱性条件下铝粉阳极氧化抑制析氢的方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属粉的表面处理领域，具体为一种在碱性条件下铝粉阳极氧化抑制析氢的方法。

背景技术

铝粉是常见的金属颜料之一，具有特殊的二维结构与优良的物理化学性能，广泛应用于涂料、塑料和印刷油墨等行业。

随着国外限制向大气排放有毒物的规定日趋严格，人们在许多产品中试图用水代替有机溶剂和稀释剂，例如水性漆、水性油墨等，作为水性涂料用的铝颜料要求具有较好的耐水、耐酸碱性能，而片状铝粉具有很大的比表面积，很容易与水反应，在水性体系中它的金属光泽会遭到破坏，由此产生的氢气还会诱发燃烧或爆炸的危险。因此，铝粉颜料用于水性体系中必须保护其表面不与水反应，同时还应考虑不损害颜料性能，成本也应适宜。

铝粉的表面钝化是最早使用的化学保护法，该方法是钝化剂处理铝粉，使其表面形成一层钝化膜，最有效的钝化剂是铬酸盐。但由于六价的铬离子对环境的污染极其严重，并且还有致癌作用，因此在使用上受到了限制。人们正在寻求其它有效而对社会无害的方法来对铝粉进行表面处理，使其在涂料体系中有较好的稳定性。

目前，国内外对铝粉表面处理研究较多，其主要集中在铝粉的包覆处理上。包覆法是在铝粉表面包覆一层或多层有机/无机纳米粒子，隔绝铝颜料与腐蚀介质的接触，保护铝颜料不受腐蚀介质的腐蚀，同时保持了颜料的特有光泽。但是此方法工艺复杂，而且其对析氢的抑制效果不理想，目前无法满足实际的水性涂料的生产要求。

发明内容：

本发明的目的是提出一种在碱性条件下铝粉阳极氧化抑制析氢的方法，解决现有铝粉在水性涂料中稳定性差，容易发生析氢的实际问题，其制作工艺简单、且又能显著提高铝粉的抑制析氢性能，并且在水性涂料体系中分散性良好，适合大规模的生产。

本发明采取以下技术方案：

一种在碱性条件下铝粉阳极氧化抑制析氢的方法，包括如下步骤和工艺条件：

第一步，以质量份数计，将5～20份铝粉分散于50～150份脱酯溶液中，15～60℃下搅拌1～8分钟，之后用30～80℃的热水进行漂洗，烘干；

第二步，将第一步制取的铝粉放入电解液中，使铝粉呈漂浮状态，边流动边随时接触阳极，并保持不接触阴极状态(将阴极用小于铝粉粒径的漉网或滤纸包住)，接通直流电源，控制电压为20～80V，阳极电流密度为2-15安/分米²，温度30-50℃，经60～100min阳极氧化处理后，即可出槽；

本发明所配制的电解液为碱性电解液，碱性电解液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、磷酸三钠、硅酸钠、柠檬酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、乙二胺四乙酸(EDTA)中的一种或一种以上水溶液组成，所稀释的浓度范围为：

氢氧化钠：1～60g/L；氢氧化钾：5～50g/L；碳酸钠：3～15g/L；磷酸三钠：5～15g/L；硅酸钠：0.5～10g/L；柠檬酸钠：0.5～5g/L；十二烷基苯磺酸钠：1～6g/L；脂肪醇聚氧乙烯醚：1～5g/L；乙二胺四乙酸(EDTA)：0.05～0.5g/L；钼酸钠：0.1～5g/L；钼酸铵：2～55g/L。

第三步，将第二步所制的铝粉过滤，并用冷水反复洗涤，在30～80℃的烘箱中，烘干，制得阳极极化的铝粉。

本发明所选用的铝粉颜料均为片状铝粉颜料，片径一般为0.5～100μm，厚度一般为0.05～1μm。

本发明所选用的脱脂溶液为氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠、硅酸钠混合组成，各组分的含量如下：

氢氧化钠20-30g/L，碳酸钠15-20g/L，磷酸三钠10-15g/L，硅酸钠1-3g/L，其余为水。

本发明所选用的阳极材料为金属钛、DSA电极(钛基尺寸稳定电极)、铂、金、不锈钢其中的一种。

本发明所选用的阴极材料为金属钛、DSA电极(钛基尺寸稳定电极)、铂、金、不锈钢、石墨其中的一种。

本发明的优点：

1、本发明工艺简单，生产周期短，适合工业生产。

2、本发明采用的阳极氧化电解液为碱性，且对处理后的铝粉无腐蚀影响。

3、本发明处理后的铝粉，具有较好的耐析氢性能。

具体实施方式

以下实施例中的份数，均为质量份数。

实施例一：

第一步，以质量份数计，将5份铝粉分散于50份脱酯溶液中，20℃下搅拌2分钟，之后用35℃的热水进行漂洗，烘干；

本实施例中，所选用的铝粉颜料均为片状铝粉颜料，片径为0.5～3μm，厚度为0.05～1μm。