近三十年來(lái)，鋁粉顏料及其涂料的發(fā)展十分迅速，鋁粉顏料的品種大幅度增長(zhǎng)。1957年，日本采用濕法球磨生產(chǎn)鋁粉，年產(chǎn)僅40t ，到了1978年達(dá)到6000t，20年內(nèi)增加150倍。鋁粉顏料的應(yīng)用領(lǐng)域也日益擴(kuò)大。廣泛應(yīng)用于金屬閃光面漆、油墨、涂料等行業(yè)。金屬閃光面漆具有光澤高，彩色色調(diào)好，反射系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，并且具有正視明亮，側(cè)視變暗的 “隨角異色”效應(yīng)，也叫雙色效應(yīng)( two-tone effect)或閃光效應(yīng)( metallic effect 或 flop effect)。為了更好的達(dá)到這種效應(yīng)，在制備過(guò)程中助磨劑或表面活性劑、表面修飾劑起了非常大的作用。然而，鋁銀漿的主要技術(shù)都掌握在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，如德國(guó)愛(ài)卡公司，日本細(xì)川公司等。他們的助劑技術(shù)保密工作做的很到位，因此國(guó)內(nèi)的研究者對(duì)主要的技術(shù)還處于探索階段。我們通過(guò)對(duì)一些助劑進(jìn)行歸類總結(jié)，分別從不同的方面進(jìn)行了探討研究。

1、鋁銀漿的制備方法

我們采用球磨濕法制備鋁銀漿

2、助劑的分類

凡是在鋁銀漿制備過(guò)程中能顯著提高粉碎效率或降低能耗的化學(xué)物質(zhì)都稱為助磨劑，可以是固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)。研究表明，凡是能降低固體表面能、彈性變形能及被物料漿料粘度的化學(xué)物質(zhì)都可以作為 助磨劑使用。鋁粉的表面修飾劑主要有偶聯(lián)劑、聚合物和表面活性劑三大類。

2.1偶聯(lián)劑

偶聯(lián)劑是兩性結(jié)構(gòu)物質(zhì)，分子的一部分基團(tuán)可與鋁銀漿鋁粉表面失去電子的部分反應(yīng)，形成強(qiáng)有力的化學(xué)鍵合，另一部分基團(tuán)與有機(jī)高分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或物理纏繞，從而將鋁粉與有機(jī)助劑基體兩種性質(zhì)不同的物質(zhì)結(jié)合在一起。這樣加入偶聯(lián)劑，提高了助磨劑或表面活性劑的包覆率。偶聯(lián)劑的使用方法依具體制備過(guò)程之不同而不同，主要有兩種使用方法，預(yù)處理和直接加入法。預(yù)處理法就是先用偶聯(lián)劑對(duì)鋁銀漿鋁粉粉體進(jìn)行表面處理，制成活性較高的鋁銀漿，然后再加入其他的表面活性劑與 鋁銀漿鋁粉混合，最終制備得到達(dá)到要求的鋁銀漿。直接加入法就是將偶聯(lián)劑和表面活性劑一起加入鋁粉，球磨制得鋁銀漿。常用的偶聯(lián)劑主要有：有機(jī)硅、鈦酸脂、鋁酸脂和有機(jī)絡(luò)合物。

2.1.1　鈦酸脂偶聯(lián)劑的作用機(jī)理 

鈦酸脂偶聯(lián)劑是美國(guó) Kenrich 石油化學(xué)公司在20世紀(jì)70年代開發(fā)的新的一類偶聯(lián)劑。是鋁銀漿制備廣泛應(yīng)用的表面修飾劑。其基本結(jié)構(gòu)：( Ro) m -Ti-( OX-R′-Y)n式中，1≤m ≤4，m +n ≤6；R為短碳鏈烷烴基；R′為長(zhǎng)碳鏈烷烴基；X為 C 、N 、S、P等元素；Y為羥基、氨基、環(huán)氧基、雙鍵等基團(tuán)；( Ro) m —為偶聯(lián)無(wú)機(jī)相；-( OX-R′-Y) n為親有機(jī)相。( Ro)m與鋁銀漿鋁粉表面發(fā)生偶聯(lián)作用，通過(guò)烷氧基與鋁粉表面吸附的微量羥基或質(zhì)子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，偶聯(lián)到銀漿表 面形成單分子層。從加入偶聯(lián)劑(圖2)和不加偶聯(lián)劑的鋁粉表面形貌(圖3) ，可明顯看出加入鈦酸脂偶聯(lián)劑的鋁粉表面分散較均勻，說(shuō)明助劑包覆率大大提高。

2.2聚合物

聚合物是一種新的鋁粉表面修飾劑，分子量在1500～5000左右的聚合物有聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯等，以及它們的一些醇類，脂類化合物。鋁粉常用的有聚乙烯醇，S-2 等，一些國(guó)外進(jìn)口的助劑中，其成分大多也是醇類和脂類的化合物。作用機(jī)理大抵也是官能團(tuán)一端與鋁粉表面發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)形成強(qiáng)健，親油基一端可以預(yù)防銀漿鋁粉的二次聚合。此外一些高分子絡(luò)合物、鰲合物與金屬離子有很強(qiáng)的螯合，絡(luò)合和分散的能力，加快了銀漿鋁粉的分散。其次螯合物一般有很大的分子量，吸附在固體顆粒的表面，其高分子長(zhǎng)鏈在粉體中間充分伸展，形成幾個(gè)nm到幾十個(gè)nm的吸附層，產(chǎn)生的空間位阻 效應(yīng)能有效阻止顆粒間相互聚集。如使用聚乙烯醇是一種很好的表面修飾劑，采用聚乙烯醇磨制的鋁銀漿，干燥后松裝密度明顯降低，基本達(dá)到進(jìn)口鋁粉的參數(shù)要求，而且鋁粉表面光澤度很好。但是這樣磨制的鋁粉粒徑偏大，粒度分布較寬，根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)這樣的聚合物修飾劑需要和其它的表面活性劑一起使用，能夠達(dá)到更好的效果。單獨(dú)加入聚乙烯醇磨制后的鋁粉粒度特征參數(shù)D50：14.40μm，粒度適中偏大一點(diǎn)，分布較寬，粒度分布不夠均勻，大顆粒比較多。

2.3表面活性劑

表面活性劑包括脂肪酸，樹脂酸及其鹽類，氨基酸，以及其他陰陽(yáng)離子表面活性劑等。鋁銀漿制備過(guò)程中高級(jí)脂肪酸使用最多，其分子一端為C16C18的烷基，性質(zhì)和聚合物的結(jié)構(gòu)相近，彼此兼容性 好，分子另一端為羧基及其鹽類可與銀漿鋁粉表面發(fā)生作用。常用的高級(jí)脂肪酸有油酸及其鈉鹽，硬脂酸及其鈉鹽、氨鹽、鈣鹽、鋁鹽。硬脂酸是一種使用最多，最廣泛的表面活性劑，具有促使鋁銀漿鋁粉 分散優(yōu)良，粒度均勻，鋁粉表面光亮等優(yōu)點(diǎn)。

3、助劑的吸附機(jī)理
鋁銀漿鋁粉表面的修飾是千差萬(wàn)別的，不同的助劑有著不同的特點(diǎn)和效應(yīng)。但銀漿鋁粉表面和助劑之間的作用本質(zhì)，不外乎化學(xué)吸附和物理吸附兩大類。因此我們分別從化學(xué)吸附和物理吸附兩個(gè)方面討論。

3.1化學(xué)吸附機(jī)理 

助劑與鋁銀漿鋁粉表面的晶格原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，參與反應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)間進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移或電子公有，在銀漿表面形成離子鍵、共價(jià)鍵或配位鍵等強(qiáng)健鍵合的吸附?；瘜W(xué)吸附具有極大的選擇性及不可逆性， 它可以在吸附離子濃度極低的情況下進(jìn)行，且不隨 溶液中吸附離子濃度的降低而脫附。發(fā)生化學(xué)吸附的表面修飾劑不能輕易沿鋁粉表面移動(dòng)?；瘜W(xué)吸附可在銀漿表面產(chǎn)生單分子層表面化合物，在條件適 當(dāng)時(shí)，吸附離子液可深入晶格內(nèi)部，生成新的化合物的多層覆膜。

表面化合物不構(gòu)成單獨(dú)的相，不破壞晶格，也不能脫離鋁銀漿鋁粉表面而存在。對(duì)于單分子層吸附，適用于Langmuir等溫吸附 Γ=Γ m bc/( 1+bc)式中， Γm為飽和吸附量；b為常數(shù)；Γ為對(duì)應(yīng)于吸附濃度c處的吸附量。對(duì)于不均勻表面，化學(xué)吸附量Γ與吸附離子濃度c之間的關(guān)系可用Freundlich吸附方程式：Γ=Ac1/n3.2物理吸附物理吸附主要包括靜電吸附和分子吸附。原則上只要與粉體表面電位異號(hào)的離子，均可與鋁銀漿鋁粉表面發(fā)生靜電物理吸附，無(wú)方向性和飽和性，可形成多層吸附。分子吸附主要靠分子作用而實(shí)現(xiàn)的吸附，吸附質(zhì)為分子，如烷烴分子，偶極分子以及某些非離子型分子。分子吸附又包括強(qiáng)分子吸附和弱分子吸附。
4、結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，鋁銀漿鋁粉表面的吸附是一個(gè)包括了物理和化學(xué)的過(guò)程，不同的粉體應(yīng)使用不同的助劑。球磨鋁銀漿是一個(gè)能量積累的過(guò)程，隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)生的鋁粉表面或裂紋上的能量也會(huì)逐漸增大，加上不飽和價(jià)鍵和帶點(diǎn)基團(tuán)的形成，這些都會(huì)導(dǎo)致粉體的二次團(tuán)聚。而加入助磨劑后，助磨劑會(huì)吸附于粉體的活性表面，平衡了電位，屏蔽附聚力，從而阻止了銀漿鋁粉的再團(tuán)聚。鋁銀漿制備的過(guò)程中，硬脂酸、聚乙烯醇、油酸、鈦酸脂以及其鹽類、脂類等助劑相對(duì)比較適用。