專利名稱：油墨用鋁漿的制備方法及由其制得的鋁漿的制作方法
技術領域：
本發明涉及的制造油墨專用鋁漿技術領域，具體而言，涉及一種油墨用鋁漿的制備方法，以及一種按此方法制得的鋁漿。
背景技術：
油墨用鋁漿常以霧化球形鋁粉為原料經球磨將球形鋁粉制成片狀鋁粉而獲得，以提高所制得鋁漿的白度。現有技術中，為分散鋁粉以便研磨均勻常將鋁粉溶于有機溶劑中， 所選有機溶劑如果閃點太高不易揮發會影響油墨的成膜性能。然而鋁粉又難溶于閃點較低的有機溶劑，在其中分散性差，降低油墨印刷表面的平整性和細膩性。為提高鋁漿的白度和亮度現有技術中常用球磨獲得鋁片厚度較薄的鋁漿。為降低鋁片厚度，常用方法為延長球磨時間。這種方法雖然可在一定程度上降低鋁片的厚度，但仍然無法使鋁片厚度達到應用上的要求，而且這種方法還會使鋁片因受力不均而破碎。破碎后的鋁片由于面積過小，容于縫隙中，球磨介質無法對其施力，因而所得鋁漿中鋁片的厚度較厚而粒徑較小，使得鋁漿的白度和亮度較低。

發明內容
本發明旨在提供一種油墨用鋁漿的制備方法及其鋁漿，以解決現有技術所制得鋁漿白度低、印刷表面成膜性能差、平整性和細膩性差的問題。為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種油墨用鋁漿的制備方法， 方法包括以下步驟加入有機溶劑、潤滑劑和D5tl為3 11 μ m的鋁粉，進行第一階段球磨得到混合物；向混合物中加入氣相二氧化硅，進行第二階段球磨，出料；經篩分和過濾后稀釋，制得鋁漿；其中，第一階段和第二階段球磨中所用研磨介質為直徑2 3mm的瑪瑙球，鋁粉的加入量為15 25重量份，有機溶劑的加入量為25 35重量份，氣相二氧化硅的加入量為0. 05 0. 2重量份。進一步地，氣相二氧化硅在所述出料前1 2小時加入。進一步地，有機溶劑的閃點為15 30°C。進一步地，氣相二氧化硅加入量為0. 09 0. 12重量份。進一步地，潤滑劑加入量為0. 6 1. 2重量份。進一步地，潤滑劑由0. 2 0. 4重量份的油酸和0. 4 0. 8重量份的硬脂酸組成。進一步地，在球磨過程中控制球磨機外壁溫度低于50°C。根據本發明的另一個方面，提供了一種油墨用鋁漿，鋁漿由鋁粉和氣相二氧化硅按上述方法制得。本發明的技術效果在于發明提供的制造油墨用鋁漿方法，能有效提高所制得的鋁漿白度高，采用該鋁漿制得的油墨所印刷的表面光亮、細膩、平整、溶劑揮發快且徹底。除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本發明還有其它的目的、特征和優點。
3下面將對本發明作進一步詳細的說明。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考并結合實施例來詳細說明本發明。本發明中氣相二氧化硅既保護了研磨前期獲得的鋁片不至破裂，因此可以延長球磨的時間，以減小其厚度，還能提高所得鋁漿中鋁片的分散性。本發明提供的方法提高了所制得的鋁漿的白度，所制得油墨印刷表面光亮、細膩、平整。本發明提供的方法包括以下步驟(1)加入有機溶劑、潤滑劑和鋁粉，球磨；(2)加入氣相二氧化硅球磨，出料；(3)經篩分、過濾和稀釋后，制得鋁漿。本文中所指鋁粉為D5tl為3 11 μ m的霧化球形鋁粉。在將球形鋁粉研磨成片狀鋁粉的過程中，鋁粉溫度升高，單個鋁粉顆粒的比表面積大，而且鋁元素的化學性質活潑， 此時裸露的表面，極易與空氣中的氧氣反應再次生成白度較低的氧化鋁。因而需將鋁粉溶于有機溶劑使得鋁粉與空氣完全隔絕，避免氧化鋁的生成。此方法的球磨過程為30 40 小時。由于摩擦，球磨機體表溫度也隨之升高，為防止氧化鋁的生成，優選地，球磨時還需控制球磨機體表的溫度，使之低于50°C，還能防止溶劑大量揮發影響工作環境。本文中的氣相二氧化硅是指粒徑為納米級，蓬松的二氧化硅粉末，該粉末比表面積為200m2/g并具有親水性。由于納米級二氧化硅粒徑小、比表面積大、表面吸附能力強、 表面能大，因而在油墨制造過程中常被用為分散劑。納米二氧化硅所具有的親水性使得它的一端也能親近作為無機物的鋁粉，從而附著包裹在鋁片的表面，使得鋁片間不會緊粘在一起，提高了鋁漿中鋁片的分散性，提高印刷表面的平整細膩度。附著在鋁片表面的二氧化硅將鋁片分隔開后，各個鋁片以單獨的個體分散在有機溶劑中，防止鋁片粘結而產生的相互間堆積壓力將鋁片壓碎。保護了鋁片的完整性，提高所制得鋁漿中鋁片的面積降低了片狀鋁粉的厚度，從而提高了鋁漿的白度。為方便描述，現將球磨過程以加入氣相二氧化硅為分界點，人為地分為第一階段球磨和第二階段球磨。通過前期的球磨，球形鋁粉顆粒雖已具有了片狀結構，但此片狀結構的厚度較厚，鋁漿的白度還達不到要求，如果只是一味地延長球磨時間，不但不能將片狀鋁粉顆粒的厚度降低，而且已形成的片狀鋁粉顆粒還會由于過度研磨而破碎成面積更小的片狀鋁粉。另外，前期所選球磨介質主要針對球形鋁粉發揮作用，而破碎后的片狀鋁粉粒徑過小，球磨介質已無法與片狀顆粒表面接觸以進一步降低顆粒厚度。因而如果不添加氣相二氧化硅，所制得鋁漿的白度也無法進一步地提高。優選地，在球磨出料前1 2小時內加入氣相二氧化硅，即第二階段球磨的時間可以控制在1-2小時內。此時加入氣相二氧化硅后，氣相二氧化硅包覆至已形成的片狀鋁粉表面，由于所用氣相二氧化硅為納米級，具有親水性，因而能介入有機溶劑、潤滑劑和鋁粉之間，直接與片狀鋁粉接觸。而如果氣相二氧化硅過早添加，則氣相二氧化硅首先包覆在鋁粉表面，經過球磨后，氣相二氧化硅的球形逐漸被消磨，而當鋁片成形后，被消磨的氣相二氧化硅對鋁片包覆能力下降，因而在出料前ι 池加入氣相二氧化硅效果最優。被氣相二氧化硅包覆的鋁粉顆粒粒徑增大，形成近球形，之后繼續球磨，球磨介質的研磨力作用在此近球形顆粒上，通過表面的二氧化硅顆粒對鋁粉顆粒進一步研磨。由于鋁粉已為片狀，片狀鋁粉的兩端表面的面積較大，其上附著的二氧化硅顆粒數量較多，而其兩側面積較小，附著的二氧化硅顆粒數量較少，球磨時，片狀鋁粉兩側受力較小被研磨掉的較少，兩端面受力較大，因而能在保證鋁粉面積不變的情況下，降低鋁粉厚度。球磨后期加入的氣相二氧化硅通過之后1 2小時的球磨能充分混入鋁漿中，發揮分散作用。使鋁漿中的鋁粉分散均勻，使所制得油墨印刷表面光亮平整細膩。在本發明提供的一個具體實施方式
中，鋁粉加入量為15 25重量份，有機溶劑加入量為25 35重量份，潤滑劑加入量為0. 6 1. 2重量份，氣相二氧化硅加入量為0. 05 0. 2重量份。優選的，氣相二氧化硅加入量為0. 09 0. 12重量份。此時氣相二氧化硅對鋁漿的分散、保護效果最優。特別需要說明的是，本發明提供的鋁漿中，所添加氣相二氧化硅的量根據所加有機溶劑確定，而所加有機溶劑的量又依據鋁粉的添加量確定。只需滿足本文中提到的有機溶劑、氣相二氧化硅和鋁粉的重量份所反映出的重量份比例關系，即可實現本發明的目的。 如鋁粉有機溶劑氣相二氧化硅重量比為15 25 25 35 0. 05 0. 2。按此比例混合能保證氣相二氧化硅對鋁粉包覆完全。在此比例范圍內加入有機溶劑能防止過多的有機溶劑稀釋氣相二氧化硅，而影響其對鋁粉包覆和研磨；過少時有機溶劑無法充分溶解鋁粉，造成結塊，研磨不充分。則只要所添加三者的重量份滿足該比例均能實現本發明的目的。具體所添加的各物質的重量份數不限于本文所列。優選的，本發明中所用有機溶劑的閃點為15 30°C，在此范圍內，有機溶劑較易揮發，殘留在油墨中的量較少，而且即使有殘留，油墨涂刷后也可在室溫下快速揮發完畢， 使得油墨所成膜光滑，無味，附著力強，同時，在此閃點范圍內的有機溶劑也較安全。進一步地，有機溶劑可為二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、乙苯等，優選為二甲苯。二甲苯閃點低至27. 2°C 46°C，使得它在常溫下就可揮發完全，使得所制得油墨的印刷表面干燥較快。減少殘留的有機溶劑對油墨成膜性能的不良影響。當鋁的表面氧化膜被研磨去掉后，有機溶劑能迅速將初露出的鋁表面覆蓋，防止空氣與具有高度化學活性的鋁表面接觸發生反應。二甲苯的溶解鋁粉能力強，使用安全。潤滑劑可為制備鋁漿中常用的如油酸、硬脂酸、亞油酸等，其中潤滑劑加入量為 0. 6 1. 2重量份。優選的，潤滑劑由0. 2 0. 4重量份油酸和0. 4 0. 8重量份硬脂酸組成。所加入潤滑劑和有機溶劑一起將鋁粉顆粒包裹住，其中用作潤滑劑的油酸和硬脂酸可以減少球磨介質與鋁粉顆粒間的摩擦，在球磨中起潤滑球磨介質和單個鋁粉顆粒的作用，避免球磨介質對單個鋁粉顆粒所產生的力直接作用于顆粒上，使得顆粒受力不均而破碎，并將鋁片表面磨得又光滑又平整。本發明中油酸和硬脂酸的加入量相對二甲苯為低，因而不會對最終制得油墨的干燥速度產生不良影響。球磨所用研磨介質為直徑2 3mm的瑪瑙球。球磨時，摩擦力通過球磨介質的自重產生，所用瑪瑙球質輕而外表堅實，這樣球磨時研磨介質對鋁粉單個顆粒施加的力較小， 在此條件下進行球磨既不能將球形顆粒研磨成片狀結構又能將顆粒表面的氧化鋁層去掉， 露出鋁本身的銀白色，從而增加了鋁漿的白度。所用瑪瑙球粒徑如果不在這個范圍內則無法保證能研磨到粒徑僅為1 3um的鋁粉顆粒。
進一步地，本發明提供方法中，通過添加有機溶劑調整所制得鋁漿的固含量，以便根據需要對所得鋁漿進行捏合造型時，鋁漿具有可塑性。本發明的另一方面還提供了一種油墨用鋁漿，按上述方法制得。進一步地，按質量分數計由58 % 62 %的鋁粉、觀％ 32 %的有機溶劑、4 % 6%的氣相二氧化硅和1. 5% 4%的潤滑劑組成。采用上述方法，按照上述方法的比例加入各物質，能確保所制得鋁漿的各物質組份為前述。實施例以下實施例中，所用各物料均為市售和所用儀器均為市售。以下實施例中所用鋁粉為霧化球形鋁粉，D5tl (鋁粉中50%的顆粒粒徑)為1 3um通過粒度測定儀測定鋁漿的粒徑分布。用電子顯微鏡測定鋁漿中鋁片的厚度。以下實施例中將所制得鋁顏料按常規方法制成油墨，并在拉板紙上涂刷所得油墨并進行對比。拉板紙為表面設置石蠟層的紙。將涂刷后的拉板分別置于顯微鏡下，觀察鋁顏料中鋁片的形貌。采用市售五角度色差儀在15°、45°下測定鋁顏料拉板的L值。L值用于對比待測表面的色差。L45。反映油墨的白度，L15。反映油墨的亮度。測試時，將標準樣板的L45。值設為100，L15.值設為200，L值越大，說明鋁顏料的白度和亮度越好。干燥油墨測試在烤箱中進行，從涂刷后的拉板放入烤箱至拉板表面膜全干時至， 記錄此段時間為干燥時間。實施例1(1)取霧化球形鋁粉20重量份，二甲苯30重量份，油酸0. 3重量份，硬脂酸0. 5重量份，加入裝有直徑為3mm的瑪瑙球的臥式球磨機中，在35轉/分鐘下，球磨35小時，并控制球磨機外壁的溫度低于50°C，進行第一階段球磨。(2)加入氣相二氧化硅0. 1重量份，進行Ih的第二階段球磨，之后經出料、篩分、壓濾后得到固含量為72%的鋁漿。(3)加入4. 8重量份的二甲苯混勻鋁漿的固含量降為62%，捏合得到鋁漿1。實施例2(1)取霧化球形鋁粉25重量份，二甲苯36重量份，油酸0. 3重量份，硬脂酸0. 6重量份，加入裝有直徑為2mm的瑪瑙球的臥式球磨機中，在35轉/分鐘下球磨34小時，并控制球磨機外壁的溫度低于50°C，進行第一階段球磨。(2)加入氣相二氧化硅0. 19重量份，進行第Ih的第二階段球磨，之后經出料、篩分、壓濾后得到固含量為70%的鋁漿。(3)加入6重量份的二甲苯混勻鋁漿的固含量降為59%，捏合得到鋁漿2。實施例3(1)取霧化球形鋁粉15重量份，二甲苯25重量份，油酸0. 3重量份，硬脂酸0. 6重量份，加入裝有直徑為2mm的瑪瑙球的臥式球磨機中，在35轉/分鐘下球磨34小時，并控制球磨機外壁的溫度低于50°C，進行第一階段球磨。(2)加入氣相二氧化硅0. 07重量份后研磨2小時，之后經出料、篩分、壓濾后得到固含量為70%的鋁漿。
(3)加入6重量份的二甲苯混勻鋁漿的固含量降為59%，捏合得到鋁漿3。對比例本對比例中制備條件與實施例1相同，區別僅在于未添加氣相二氧化硅，球磨介質為直徑為2mm的瑪瑙球，得到鋁漿4。實施例1 3及對比例所得粗閃鋁顏料進行各項檢測結果列于表1中。表1實施例1 3及對比例檢測結果表
權利要求
1.一種油墨用鋁漿的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟加入有機溶劑、潤滑劑和D5tl為3 11 μ m的鋁粉，進行第一階段球磨得到混合物； 向所述混合物中加入氣相二氧化硅，進行第二階段球磨，出料； 經篩分和過濾后稀釋，制得鋁漿；其中，所述第一階段和第二階段球磨中所用研磨介質為直徑2 3mm的瑪瑙球，所述鋁粉的加入量為15 25重量份，所述有機溶劑的加入量為25 35重量份，所述氣相二氧化硅的加入量為0. 05 0. 2重量份。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第二階段球磨的時間為1 2小時。
3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑的閃點為15 30°C。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述氣相二氧化硅加入量為0.09 0. 12重量份。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述潤滑劑加入量為0.6 1. 2重量份。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述潤滑劑由0.2 0. 4重量份的油酸和0. 4 0. 8重量份的硬脂酸組成。
7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，在所述球磨過程中控制球磨機外壁溫度低于50°C。
8.一種油墨用鋁漿，其特征在于，按權利要求1 7中任一項所述制備方法制得。
全文摘要
本發明提供了一種油墨用鋁漿的制備方法及由其制得的鋁漿，其中該方法包括以下步驟加入有機溶劑、潤滑劑和鋁粉，進行第一階段球磨；加入氣相二氧化硅，進行第二階段球磨；經篩分和過濾后稀釋，制得鋁漿；其中，球磨中所用研磨介質為直徑2～3mm的瑪瑙球；鋁粉加入量為15～25重量份，有機溶劑加入量為25～35重量份，氣相二氧化硅加入量為0.05～0.2重量份。本發明提供的方法能有效提高所制得的鋁漿白度，采用該鋁漿制得的油墨所印刷的表面光亮、細膩、平整、溶劑揮發快且徹底。
文檔編號C09D17/00GK102329530SQ20111022750
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月9日 優先權日2011年8月9日
發明者付紅儒 申請人:長沙族興新材料股份有限公司