近三十年來，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。1957年，日本采用濕法球磨生產(chǎn)鋁粉，年產(chǎn)僅40t ，到了1978年達到6000t，20年內增加150倍。鋁粉顏料的應用領域也日益擴大。廣泛應用于金屬閃光面漆、油墨、涂料等行業(yè)。金屬閃光面漆具有光澤高，彩色色調好，反射系數(shù)高等優(yōu)點，并且具有正視明亮，側視變暗的 “隨角異色”效應，也叫雙色效應( two-tone effect)或閃光效應( metallic effect 或 flop effect)。為了更好的達到這種效應，在制備過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，鋁銀漿的主要技術都掌握在國外發(fā)達國家，如德國愛卡公司，日本細川公司等。他們的助劑技術保密工作做的很到位，因此國內的研究者對主要的技術還處于探索階段。我們通過對一些助劑進行歸類總結，分別從不同的方面進行了探討研究。

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程中能顯著提高粉碎效率或降低能耗的化學物質都稱為助磨劑，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物質都可以作為 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)劑是兩性結構物質，分子的一部分基團可與鋁銀漿鋁粉表面失去電子的部分反應，形成強有力的化學鍵合，另一部分基團與有機高分子發(fā)生化學反應或物理纏繞，從而將鋁粉與有機助劑基體兩種性質不同的物質結合在一起。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程之不同而不同，主要有兩種使用方法，預處理和直接加入法。預處理法就是先用偶聯(lián)劑對鋁銀漿鋁粉粉體進行表面處理，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：有機硅、鈦酸脂、鋁酸脂和有機絡合物。

2.1.1　鈦酸脂偶聯(lián)劑的作用機理 

鈦酸脂偶聯(lián)劑是美國 Kenrich 石油化學公司在20世紀70年代開發(fā)的新的一類偶聯(lián)劑。是鋁銀漿制備廣泛應用的表面修飾劑。其基本結構：( 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；( Ro) m —為偶聯(lián)無機相；-( OX-R′-Y) n為親有機相。( Ro)m與鋁銀漿鋁粉表面發(fā)生偶聯(lián)作用，通過烷氧基與鋁粉表面吸附的微量羥基或質子發(fā)生化學反應，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，一些國外進口的助劑中，其成分大多也是醇類和脂類的化合物。作用機理大抵也是官能團一端與鋁粉表面發(fā)生物理化學反應形成強健，親油基一端可以預防銀漿鋁粉的二次聚合。此外一些高分子絡合物、鰲合物與金屬離子有很強的螯合，絡合和分散的能力，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，其高分子長鏈在粉體中間充分伸展，形成幾個nm到幾十個nm的吸附層，產(chǎn)生的空間位阻 效應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，基本達到進口鋁粉的參數(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)我們的實驗經(jīng)驗這樣的聚合物修飾劑需要和其它的表面活性劑一起使用，能夠達到更好的效果。單獨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，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，以及其他陰陽離子表面活性劑等。鋁銀漿制備過程中高級脂肪酸使用最多，其分子一端為C16C18的烷基，性質和聚合物的結構相近，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。

3、助劑的吸附機理
鋁銀漿鋁粉表面的修飾是千差萬別的，不同的助劑有著不同的特點和效應。但銀漿鋁粉表面和助劑之間的作用本質，不外乎化學吸附和物理吸附兩大類。因此我們分別從化學吸附和物理吸附兩個方面討論。

3.1化學吸附機理 

助劑與鋁銀漿鋁粉表面的晶格原子發(fā)生化學反應，參與反應的質點間進行電子轉移或電子公有，在銀漿表面形成離子鍵、共價鍵或配位鍵等強健鍵合的吸附。化學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行，且不隨 溶液中吸附離子濃度的降低而脫附。發(fā)生化學吸附的表面修飾劑不能輕易沿鋁粉表面移動。化學吸附可在銀漿表面產(chǎn)生單分子層表面化合物，在條件適 當時，吸附離子液可深入晶格內部，生成新的化合物的多層覆膜。

表面化合物不構成單獨的相，不破壞晶格，也不能脫離鋁銀漿鋁粉表面而存在。對于單分子層吸附，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為對應于吸附濃度c處的吸附量。對于不均勻表面，化學吸附量Γ與吸附離子濃度c之間的關系可用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的離子，均可與鋁銀漿鋁粉表面發(fā)生靜電物理吸附，無方向性和飽和性，可形成多層吸附。分子吸附主要靠分子作用而實現(xiàn)的吸附，吸附質為分子，如烷烴分子，偶極分子以及某些非離子型分子。分子吸附又包括強分子吸附和弱分子吸附。
4、結 語

綜上所述，鋁銀漿鋁粉表面的吸附是一個包括了物理和化學的過程，不同的粉體應使用不同的助劑。球磨鋁銀漿是一個能量積累的過程，隨著球磨時間的延長，產(chǎn)生的鋁粉表面或裂紋上的能量也會逐漸增大，加上不飽和價鍵和帶點基團的形成，這些都會導致粉體的二次團聚。而加入助磨劑后，助磨劑會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聚。鋁銀漿制備的過程中，硬脂酸、聚乙烯醇、油酸、鈦酸脂以及其鹽類、脂類等助劑相對比較適用。