1、涂料用铝银浆的工艺特性介绍及分类应用 铝银浆生产制造属于典型的易入门难做精的行业,几台球磨,分离,捏合及压滤设备就可上马,这也是国内大小厂家不少的原因。但有关铝银浆生产制造的文章和书几乎是空白。由于铝银浆行业近年来的迅速发展,已成为了中国最具特色的功能性颜料。也正是由于中国铝银浆行业的发展在迫使全球铝银浆售价不断下滑。 铝银浆是一种经特殊工艺处理的具有十分独特效果的浆状金属颜料,其主要成分为经特殊工艺处理的铝片和石油溶剂。用于制造铝银浆的铝的纯度范围通常是 99.3-99.9%,由于铝片形状有雪花状、鱼鳞状和银元状。其制成的铝银浆特点是铝片表面光滑平整、粒度分布集中、形状规则、具有优异的光反射
2、能力和金属光泽,与透明彩色颜料混合使用,漆膜具有明显的“随角异色效应” ,装饰效果非常华丽美观。主要用于汽车涂料、弱电塑料涂料、金属工业涂料、船舶涂料、耐热涂料、屋顶用涂料等。 铝银浆的分类 一般铝银浆可分为漂浮型及非浮型两大类。两者生产工艺基本相同,只是漂浮型使用硬脂酸或饱和脂肪酸作为研磨助剂,而非浮型使用油酸或不饱和脂肪酸作为研磨助剂。 漂浮型 在浮型铝银浆中,铝片在漆膜表面附近定向排列形成一层不透明的银色膜,这种不透明的性质是使浮型铝颜料成为重要的功能性原材料的主要因素。浮型铝银浆一般主要用在对防护要求较高的屋顶涂装、维护保养、防腐涂料、反光涂料、仿镀效果涂料以及商用涂料。浮型铝银浆的外
3、观可根据颗粒的粗细有所不同,可以从粗糙、白色的外观到灰暗、高度反射或像镜面一样的效果。即能产生从平光、银白、高光(镀铬感)等效果。粗粒级的浮型铝银浆遮盖力最低,结构较粗糙,但是能获得最白、最亮的涂层。相反,细粒级的浮型铝银浆具有最大的遮盖力,最光滑的结构和高反射力的涂层。 非浮型 非浮型铝银浆是在整个漆膜里均匀平行的分布,所形成的涂膜外观不同于浮型铝银浆,由于它能与多种颜料混合适用于多种系统,故对工业涂装具有独特的金属感或多色效果,且具有不同程度的闪光和色彩。然而,任何颜料或染料在与非浮型铝银浆一起使用时,必须是透明的,这样才能达到一种逼真的金属效果。非浮型铝银浆种类繁多,着色力从低到高,粒径
4、从粗到细,外观从白、闪亮到较灰、较细腻,还有耐酸系列产品,减少工业烟雾、酸雨等其它不良环境对涂料的影响。 在非浮型大类中,又可根据所采用的铝片形状及加工工艺细分为五种: 耐高温型中细闪银系列:系银元型或类银元型铝浆,适用于需要高温固化的涂料体系。该系列产品有极强的闪光效果和随角异色效果,遮盖力适中,分散性优良。产品尤其适用于汽车原厂漆(OEM) 、卷材涂料和氟碳涂料。 仿电镀系列产品:是类银元状的细级别产品,其主要特点是具有良好的金属感和遮盖能力,白度较高,适用于塑料产品的涂装。 闪银系列:本系列产品分为两类:一类是粗闪银,另一类是中细闪银。 粗闪银系传统产品,具有高的金属感,遮盖力相对较差,
5、具有价格优势,主要用于塑料漆等使用。 中细闪银是类银元状产品,粒度分布较为集中,金属感和白度较为均衡,其中位径范围为 14-20m。使用于塑料漆、汽车修补漆等。 细白银系列:细白银的典型特点是金属感较高,定位排布能力较好。中位径范围为 6-15m。适用于塑料漆和油墨体系。 漂浮型仿电镀产品:银元状产品,适用于电镀效果的烤漆,如电动车、自行车等。 而铝银浆型号则是在浮型及非浮型基础上再根据粒径的大小分类。 铝银浆基本生产工艺 铝银浆生产工艺一般为湿法工艺,系在溶剂油保护条件下,将喷雾铝粉研展成合适大小和径厚比的片状结构,然后进行分级,固液分离,表面处理,从而制成不同规格型号的金属颜料产品。 生产
6、工艺大体可分为四个工序: 球磨制片工序 按照各个产品的工艺规程,将规定品种和数量的铝粉、溶剂、研磨助剂投入已装入规定尺寸及数量的球磨机中,在一定的温度条件下,按规定的转速研磨一定时间,利用球磨机转动式钢球与磨机之间、钢球相互之间产生的冲击力和剪切力,将球型铝粉延展成片状结构。并根据不同产品的要求,进一步研磨,使之变成具有一定表面状态、形状、粒径大小及径厚比例的铝片。 然后用大量的溶剂油将其从球磨机中取出。在研磨工程中,一种脂肪酸被另一种替代将使铝银浆有完全不同的特性和外观。因为每一类铝片的外观与其它类型都不同,所以影响产品应用配方和最终用途的技术参数也会根据所需的效果而改变。 分级工序 已研磨
7、好的铝片,细流通过不同数目的筛网,将其分成不同粒径分布的铝片。粒径过大的铝片投料重新研磨,粒径中等的铝片加工为一种产品品种。粒径小的铝片为一品种,分别进行处理。 固液分离工序 利用聚丙烯箱式或板框式压缩机将已分收的铝片压缩或固体份 80%左右的滤饼,除去不利于涂料体系的溶剂及助剂。溶剂经过再次压滤澄清后,返回进行研磨或出机用,滤饼进行表面处理。部分闪光产品使用离心分离机将筛上物离心分离,达到滤饼固体分为 80%以上。 捏合工序: 在捏合机中,对滤饼进行必要的表面处理,加入一定量的高沸点芳烃溶剂油调整产品固体含量;根据不同产品,加入规定品种和用量的分散剂保证产品具有良好的分散性能 ;加入不同的定
8、位排布助剂,保证产品在漆膜中具有良好的定位排布状态。通过表面处理,使产品具有规定技术性能和应用性能的产品。 浮型与非浮型铝银浆对溶剂的选择是不同的:非浮型铝银浆可广泛采用极性和非极性溶剂;而浮型铝银浆则只可用极性溶剂,而最好是高表面张力(至少 27 达因/厘米)的脂肪族或芳香族烃类溶剂。包括酮类和醇类的极性溶剂都会影响和消除铝片上的脂肪酸润滑剂,导致浮型铝银浆漂浮性下降。 中国铝银浆的发展历史 铝银浆主要生产国家有美国、德国、日本、英国和中国等,铝银浆行业在中国的开始是在 1995 年,那时最早进入市场的铝银浆企业是德国 ECKART 公司,接着 TOYO 和SILBERLINE 也相继进入中
9、国市场,以它们为代表的德系 , 美系和日系铝银浆存在着不同:一些铝银浆产品特点适用于中涂汽车涂料,而另一些产品细腻,适合于塑胶涂料。 目前国内铝银浆市场中高档需求量为 1.5 万吨,其中从国外进口约 2500 吨。中低档铝银浆市场基本为国内厂家占领,尤其是低档铝银浆市场。在高档铝银浆市场中,中国企业与国外公司差距不小。随着市场的发展,国内铝银浆产品品质及稳定性不断提高,使一些过去较知名的厂家如 ECKART、SCHLENK、SILBERLINE、TOYO 等在中国市场的销售量逐步下降。他们的主流产品在中国市场的售价也被迫逐年调低。 中国铝银浆生产行业是从 90 年代初起步的,生产历史与国外企业
10、相比还比较短。起步比较早的企业有章丘金属颜料有限公司(以下简称章丘) 、济南雅思达化工技术发展有限公司(以下简称雅思达) 、丹阳市光阳铝银粉厂(以下简称光阳) 、深圳市族兴实业有限公司(以下简称族兴)等。 他们均以仿制爱卡铝银浆起步,之后由于族兴的仿制技术率先取得突破,故此从族兴流出了一些技术工人,很多铝银浆厂家都是利用族兴的技术建立起来的,比如上海山井铝业发展有限公司(以下简称山井) 、东亮铝业有限公司(以下简称东亮)等。经过几年的发展,各企业逐渐发展壮大,形成了目前各有自己特色产品的局面了。目前,章丘的生产能力比较大,年产量可达 8000 吨左右(包含浮型产品的生产能力) ;族兴的年生产能
11、力可以达到 3000 吨;雅思达和东亮的年生产能力各约 2000 吨,其它厂家的生产能力比较小。 下面就从各企业的产品性能、稳定性、销售、以及生产和研发能力等方面来全面分析国内主要铝银浆生产厂家的状况。 国内主要铝银浆生产厂家产品的性能特点: 国内主要铝银浆产品总体性能 章丘在国内铝银浆生产厂家中的产品系列是最齐全的,其产品覆盖浮型及非浮型,从普通铝银浆系列、仿电镀铝银浆系列到、塑胶专用铝颜料、水性铝银浆系列(马上正式投产) 、电镀银铝银浆系列(马上正式投产)等,高、中、低档产品应有尽有(仅树脂包覆型铝银浆系列没做) 。其产品以低端居多,近来中高端产品有所增加。产品金属感很好,耐化学性能和耐机
12、械性能都很不错,尤其是耐高温性,特别适用于金属烤漆,如氟碳漆等。 雅思达的非浮型产品系列比较齐全。闪银产品类涂膜外观效果不错,产品粒径在12-30u 的粗闪银是雅思达的销售人员自我评价最好的产品。此外,雅思达的产品粒径分布也比较均匀,批次稳定性较好,这也是其产品的一大优点。雅思达不少产品在塑胶漆,汽车原厂漆领域反应良好;他们也开发了氟碳漆用的中高档铝银浆。 东亮某些非浮型产品,尤其是仿电镀银(产品粒径在 10-30u)产品甚至可以跟国际知名厂家的产品媲美,其生产工艺也有其独到之处。 族兴在国内铝银浆生产厂家中产品系列较齐全,其产品从普通铝银浆系列、仿电镀铝银浆系列到包覆型铝银浆系列、塑胶专用铝
13、颜料、水性铝银浆系列(马上正式投产) 、电镀银铝银浆系列(马上正式投产)等,高、中、低档产品应有尽有。 上述四大厂在细白银类方面不十分突出。旭阳铝颜料有限公司在铝银浆中掺入一些物料,其生产的细白银类反而在白度,细度及遮盖力方面做得比较出色。 总体上,国内铝银浆厂家在技术上不断进步,除了少数产品外,绝大部分铝银浆品种在国内均能商业化生产。 铝银浆产品的稳定性 铝银浆产品的稳定性是衡量产品品质好坏的又一个相当重要的指标,保证铝颜料的稳定性尤其是贮存稳定性方面一直都是金属颜料厂家最头痛的问题之一。总体而言,国产铝银浆产品的稳定性(贮存稳定性方面)整体水准仍然不及国际知名企业的产品,但在迅速靠近。 雅
14、思达因为企业创办初始在体制管理等方面就做得比较规范,所以其产品在品质控制等方面也做得比较好,产品的稳定性在国内评价是不错的。 其实有很多方法可以用来提高并保持产品的稳定性: 严格控制生产工艺流程。 相对固定采购渠道,通过一次性大批量采购原材料,减小因原材料的不同对产品稳定性造成的影响。 采用一个批次生产大量产品的做法(一个批次产量可以多达一吨多) ,并提高成品库存量来确保给用户提供产品的稳定性。 采用稳定性更好的溶剂。 在正式出厂前将成品进行特殊处理,以加强其稳定性。 品质管理和控制 笔者接触的多数铝银浆企业均通过了 ISO9001 认证。但笔者只在雅思达看到了最规范,完善的管理及品质控制体系
15、:从物料进厂检测一直到成品出厂,有多道品质检验把关。 国内主要铝银浆生产厂家研发能力方面 衡量研发能力主要看企业对老产品的持续开发能力和新产品开发的能力。因为企业的研发情况是严格保密的,我们仅从产品的稳定性、研发客户要求的替代产品等方面来分析:目前,各企业仍以仿制国际知名企业如 SILBERLINE,ECKART 和 TOYO 产品为主,再根据各客户的具体要求进行一定程度改性。在新产品的研发方面,小公司的力度及跨度大,而大公司的新旧产品的区别反而不是很明显,从而导致产品的数量庞杂而不精。 国内仅雅思达,族兴与章丘的技术是建立在自主研发的基础上的,有自己专业的研发团队,其它厂家基本都是定位在通过
16、挖人来改进技术的。 笔者在众多中国铝银浆厂中看到具备完善铝银浆生产制造的现状是这样的:拥有检测实验室的是雅思达和族兴,章丘则正在兴建一个大型铝银浆研发中心。 当然,国内企业也有无可比拟的优势:由于不少涂料被用于消费领域,如手机漆,不同客户对涂料制造商所提供的涂料在颜色方面要求各不相同 :同样是银色,某些客户要求幼些,白些,而另一些强调亮一些。往往标准产品无法使用,国内企业可以在很短时间内“微调” 。 而对国外企业来讲,这几乎是不可能完成的任务,尤其在短时期内。即使他们愿为你“订制” ,也要求客户有量的承诺,并且所需时间不短。这是国际大公司在中国“不断丢业务”的原因之一。这一点是国内企业,尤其是小企业赖以生存的法宝。而国内大型铝银浆企业在“度身订做” ,新产品研发及“贴近客户”方面有待改进。