一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉及其制备方法与流程

1.本发明涉及粉体表面处理、精细无机化工技术领域，尤其涉及一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉及其制备方法。


背景技术：

2.现有用于铝颜料生产的铝粉基本上都是以雾化法(氮气或空气)通过铝锭熔融、雾化、分级而成，平均粒径一般为1-50微米。
3.这类铝粉属于危险化学品，其储存、运输和使用的条件要求十分苛刻，具体表现：
4.储存时为使其与空气隔离，需密封良好，存放温度要求保持在15-40℃，不能直接暴露于阳光、雨水或者过高的温度等环境之中；
5.其次这类铝粉必须按危险化学品运输；
6.再者这类铝粉在使用过程中还容易造成扬尘危害，甚至有爆炸可能。
7.由于这类铝粉的上述问题，使得在其运输(必须按危险货物运输)、贮存(易吸潮结块)、使用(易产生扬尘危害)等过程中存在安全隐患，并且这些问题也导致储存和运输的成本十分巨大；在现如今的铝粉市场中，为解决上述问题，急需开发一种不扬尘、不吸潮、非易燃易爆的安全型产品解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种不扬尘、不吸潮、非易燃易爆的安全型包覆铝粉，具体技术方案如下：
9.一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，以质量百分比计，包括以下组分：铝粉94-96份；偶联剂0.5-1份；脂肪酸3-6份；抗氧化剂0.5份-0.8份。
10.优选的，所述脂肪酸为碳十二至碳十八饱和脂肪酸以及碳十二至碳十八不饱和脂肪酸中的一种或几种。
11.优选的，所述脂肪酸为月桂酸、油酸、硬脂酸以及异硬脂酸中至少一种。
12.优选的，所述铝粉为氮气雾化铝粉或空气雾化铝粉。
13.优选的，所述铝粉平均粒径为1-50微米。
14.优选的，所述偶联剂为铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂以及磷酸酯偶联剂中的一种或几种。
15.优选的，所述抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂，包括但不限于rianox-1135r。
16.一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉制备方法，用于生产所述的安全型包覆铝粉，具体包括以下步骤：
17.第一步：在捏合机中加入铝粉和偶联剂，关闭机盖，充入氮气，进行捏合搅拌并开启加热；捏合20-40分钟；
18.第二步：在第一步基础上加入脂肪酸和抗氧化剂，继续捏合并保持加热；捏合20-40分钟后停止加热；
19.第三步：继续捏合至常温，得到包覆铝粉。
20.优选的，所述第一步中：捏合时温度为45-65℃。
21.优选的，所述第二步中：捏合时温度为45-65℃。
22.应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
23.(1)本发明采用0.5-1份的偶联剂、3-6份的脂肪酸和0.5-0.8份的抗氧化剂对铝颜料制造用铝粉进行处理得到包覆铝粉，该包覆铝粉具有安全、不扬尘、不吸潮、非易燃易爆等特性，克服了现有技术中铝颜料制造过程存在铝粉易燃易爆、易扬尘、易吸潮等技术难点，为铝颜料的制造带来重大影响。本发明的安全型包覆铝粉通过偶联剂、脂肪酸和抗氧化剂的结合实现铝粉的包覆，各物质相互之间存在协同作用的效果，具体是：采用偶联剂活化铝粉表面，偶联剂的亲无机端与亲有机端能分别与铝粉粉体表面和脂肪酸发生形成缠结结构或化学反应，增强了铝粉粉体与有机物的界面相容性；采用脂肪酸作为铝粉包覆剂，通过与铝粉粉体表面的偶联剂发生反应，使得铝粉粉体表面形成致密的脂肪酸包覆层；采用受阻酚类抗氧化剂用于阻断脂肪酸包覆层氧化降解过程中的自由基链式历程，使得包覆层不会发生具有破坏作用的链式反应，保护铝粉粉体表面的脂肪酸包覆层不受破坏。
24.(2)本发明的脂肪酸为碳十二至碳十八饱和脂肪酸以及碳十二至碳十八不饱和脂肪酸中的一种或几种，优选月桂酸、油酸、硬脂酸以及异硬脂酸中的至少一种。脂肪酸通过偶联剂在铝粉粉体表面形成致密的脂肪酸包覆层，在抗氧化剂的存在条件下，使得脂肪酸包覆层不容易氧化或腐败，使得得到的包覆铝粉具有不扬尘，不吸潮，非易燃易爆的特征，并且能够作为非危险化学品，按普货运输、贮存和使用。
25.(3)本发明采用0.5-1份的偶联剂、3-6份的脂肪酸和0.5-0.8份的抗氧化剂对铝粉进行处理得到的安全型包覆铝粉可以直接作为铝颜料制造的原料，其原因在于上述配方和用量和以非包覆铝粉为原料制造铝颜料过程中所需添加的配方和用量一致。
26.(4)本发明中，在具体制备包覆铝粉过程中第一阶段的和第二阶段的反应温度区间为45-65℃，捏合以及加热时长为20-40分钟，制备条件比较缓和，容易实现粉体致密包覆，制备时长较短，制备步骤简单易操作。
具体实施方式
27.以下结合发明内容对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
28.实施例1：
29.本实施例制备一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，该安全型包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、磷酸酯5kg、月桂酸30kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg。
30.具体制备步骤如下：
31.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、磷酸酯5kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌30分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在50℃，得到第一混合物；
32.开盖，在上述第一混合物中再加入月桂酸30kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg，继续捏合30分钟，并保持温度在50℃；
33.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
34.实施例2：
35.本实施例制备一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，该安全型包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)950kg、钛酸酯6kg、油酸36kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)6kg。
36.具体制备步骤如下：
37.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(平均粒径25微米)950kg、钛酸酯6kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌30分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在45℃，得到第一混合物；
38.开盖，在上述第一混合物中再加入油酸36kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)6kg，继续捏合30分钟，并保持温度在45℃；
39.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
40.实施例3：
41.本实施例制备一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，该安全型包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)940kg、铝酸酯10kg、硬脂酸60kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)8kg。
42.具体制备步骤如下：
43.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(平均粒径25微米)940kg、铝酸酯10kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌30分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在65℃，得到第一混合物；
44.开盖，在上述第一混合物中再加入硬脂酸60kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)8kg，继续捏合30分钟，并保持温度在65℃；
45.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
46.实施例4：
47.本实施例制备一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，该安全型包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、磷酸酯5kg、油酸30kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg。
48.具体制备步骤如下：
49.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、磷酸酯5kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌30分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在50℃，得到第一混合物；
50.开盖，在上述第一混合物中再加入油酸30kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg，继续捏合30分钟，并保持温度在50℃；
51.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
52.实施例5：
53.本实施例制备一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，该安全型包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、钛酸酯5kg、硬脂酸30kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg。
54.具体制备步骤如下：
55.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、钛酸酯5kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌30分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在50℃，得到第一混合物；
56.开盖，在上述第一混合物中再加入硬脂酸30kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg，继续捏合30分钟，并保持温度在50℃；
57.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
58.实施例6：
59.本实施例制备一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，该安全型包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、钛酸酯5kg、异硬脂酸30kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg。
60.具体制备步骤如下：
61.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、钛酸酯5kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌30分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在50℃，得到第一混合物；
62.开盖，在上述第一混合物中再加入异硬脂酸30kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg，继续捏合30分钟，并保持温度在50℃；
63.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
64.实施例7：
65.本实施例制备一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，该安全型包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、钛酸酯5kg、月桂酸30kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg。
66.具体制备步骤如下：
67.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、钛酸酯5kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌30分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在50℃，得到第一混合物；
68.开盖，在上述第一混合物中再加入月桂酸30kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg，继续捏合30分钟，并保持温度在50℃；
69.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
70.实施例8：
71.本实施例制备一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，该安全型包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、铝酸酯5kg、月桂酸30kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg。
72.具体制备步骤如下：
73.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、铝酸酯5kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌30分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在50℃，得到第一混合物；
74.开盖，在上述第一混合物中再加入月桂酸30kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg，继续捏合30分钟，并保持温度在50℃；
75.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
76.实施例9：
77.本实施例制备一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，该安全型包覆铝粉组成成分包括：铝粉(空气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、磷酸酯5kg、月桂酸30kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg。
78.具体制备步骤如下：
79.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(空气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、磷酸酯5kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌30分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在50℃，得到第一混合物；
80.开盖，在上述第一混合物中再加入月桂酸30kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg，继续捏合30分钟，并保持温度在50℃；
81.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
82.实施例10：
83.本实施例制备一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，该安全型包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径1微米)960kg、磷酸酯5kg、月桂酸30kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg。
84.具体制备步骤如下：
85.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径1微米)960kg、磷酸酯5kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌30分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在50℃，得到第一混合物；
86.开盖，在上述第一混合物中再加入月桂酸30kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg，继续捏合30分钟，并保持温度在50℃；
87.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
88.实施例11：
89.本实施例制备一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，该安全型包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径50微米)960kg、磷酸酯5kg、月桂酸30kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg。
90.具体制备步骤如下：
91.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径50微米)960kg、磷酸酯5kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌30分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在50℃，得到第一混合物；
92.开盖，在上述第一混合物中再加入月桂酸30kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg，继续捏合30分钟，并保持温度在50℃；
93.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
94.实施例12：
95.本实施例制备一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，该安全型包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、磷酸酯5kg、月桂酸30kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg。
96.具体制备步骤如下：
97.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(氮气雾化铝
粉，平均粒径25微米)960kg、磷酸酯5kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌20分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在50℃，得到第一混合物；
98.开盖，在上述第一混合物中再加入月桂酸30kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg，继续捏合20分钟，并保持温度在50℃；
99.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
100.实施例13：
101.本实施例制备一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，该安全型包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、磷酸酯5kg、月桂酸30kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg。
102.具体制备步骤如下：
103.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、磷酸酯5kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌40分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在50℃，得到第一混合物；
104.开盖，在上述第一混合物中再加入月桂酸30kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg，继续捏合40分钟，并保持温度在50℃；
105.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
106.实施例14：
107.本实施例制备一种用于铝颜料生产的安全型包覆铝粉，该安全型包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、磷酸酯5kg、月桂酸30kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg。
108.具体制备步骤如下：
109.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)960kg、磷酸酯5kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌30分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在55℃，得到第一混合物；
110.开盖，在上述第一混合物中再加入月桂酸30kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg，继续捏合30分钟，并保持温度在55℃；
111.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
112.对比例1：
113.本实施例制备一种用于铝颜料生产的包覆铝粉，该包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)965kg、月桂酸30kg和抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg。
114.具体制备步骤如下：
115.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)965kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌30分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在50℃，得到第一混合物；
116.开盖，在上述第一混合物中再加入月桂酸30kg、抗氧化剂(此处为rianox-1135r)5kg，继续捏合30分钟，并保持温度在50℃；
117.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
118.对比例2：
119.本实施例制备一种用于铝颜料生产的包覆铝粉，该包覆铝粉组成成分包括：铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)965kg、磷酸酯5kg、月桂酸30kg。
120.具体制备步骤如下：
121.在容积为1000l的捏合机(z型搅拌桨，可加热，可充氮气)中加入铝粉(氮气雾化铝粉，平均粒径25微米)965kg、磷酸酯5kg，关闭机盖，充入氮气，捏合搅拌30分钟，并同时开启加热，将物料温度控制在50℃，得到第一混合物；
122.开盖，在上述第一混合物中再加入月桂酸30kg，继续捏合30分钟，并保持温度在50℃；
123.停止加热，开盖，继续捏合至常温，即可包装为成品。
124.实施例1-14、对比1-2所得产品以及普通铝粉的性能参数统计详见表1：
125.表1实施例1-14、对比例1-2以及普通铝粉的性能参数对比
[0126][0127][0128]
从表1可以看出，通过实施例和对比例比对可知：偶联剂、脂肪酸和抗氧化剂三者具有协同作用，在缺少其中的一种或者几种物质时，制备的包覆铝粉在扬尘、吸潮方面的性
能表现不佳。
[0129]
其机理在于：(1)在缺少偶联剂时，由于铝粉粉体表面不能与脂肪酸形成致密缠绕结构，在制备过程中，脂肪酸无法良好的对铝粉粉体进行致密包覆；(2)在缺少脂肪酸时，缺少包覆层的构成物质；(3)在缺少抗氧化剂时，偶联剂和脂肪酸仍然可以在铝粉粉体表面形成包覆层，但由于脂肪酸包覆层由于氧原子的袭击会产生活性自由基，该自由基又与氧反应生成新的自由基，周而复始从而使氧化反应按自由基链式历程进行，最终造成包覆层的破坏。
[0130]
因此由以上实施例与对比例可知，按照本说明书发明内容制得的安全型包覆铝粉，其组成成分中的偶联剂、脂肪酸和抗氧化剂三者具有协同作用，相对于现有用于制备铝颜料的普通铝粉在安全性能表现上具有突出的实质性特点和显著的进步。
[0131]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。