本发明属于材料改性，具体涉及一种耐腐蚀的改性水性铝银浆及其制备方法和应用。
背景技术：
1、铝银浆具有价格低廉、具有独特的金属光泽性、“随角异色”效应以及高遮盖性等优异性能，且其具有保护和装饰功能，因此广泛应用于汽车涂料、工业涂料、塑料材料和印刷油墨等领域中。随着人们对环境保护与健康的重视，水性铝银浆替代传统溶剂型铝银浆已成为行业发展趋势。与传统溶剂型铝银浆相比，水性铝银浆具有环保、挥发性有机物含量低、施工安全以及使用方便等诸多优势，但是铝的化学性质活泼，未经处理的铝粉很容易与酸碱反应放出氢气，存在较大安全隐患。因此，需要对铝粉表面进行处理，提高铝银浆的耐腐蚀性。
2、为了提高铝银浆的耐腐蚀性，需要对铝粉表面进行钝化或包覆处理。目前主要采用sio2包覆、有机膜包覆等措施来提高铝银浆的耐腐蚀性。其中，sio2-有机二元杂化薄膜具有毒性低、耐腐蚀性好、对铝粉的金属光泽影响小等特点被广泛应用。目前的sio2的包覆工艺通常使用四乙氧基硅烷(tetraethoxysline,teos)的水解，通过溶胶凝胶反应在铝片表面沉积sio2层，但是该体系严格控制水的用量，成本高昂且不利于大规模生产；同时，四乙氧基硅烷的水解过程不可控导致铝片表面sio2粒径分布不均匀，sio2层致密度低，其耐腐蚀性和白度较差。而有机膜的包覆通常使用小分子单体在铝片表面原位聚合，存在反应条件复杂，有机膜与无机膜直接连接不牢固等缺点。因此，需要提供一种何高效且低成本的二元杂化层包覆改性水性铝银浆。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的一些不足，本发明提供了一种耐腐蚀的改性水性铝银浆及其制备方法和应用；本发明对原始铝银浆改性后依次包覆有碱性硅溶胶胶囊膜和脂肪酸有机膜；所述碱性硅溶胶胶囊膜的致密程度高，与铝片表面连接牢；所述脂肪酸的羧基与碱性硅溶胶胶囊膜的羟基相互键合，形成表面致密的脂肪酸有机膜；所述改性水性铝银浆中脂肪酸的羧基与表面相互作用使得银浆料表面生成了长碳链构成的疏水层，使得铝银浆转变为飘浮型铝银浆，碱性硅溶胶构成的致密胶囊膜，提升了铝银浆的耐腐蚀性；所述改性水性铝银浆在碱性环境下拥有高耐腐蚀性，并且在用于水性涂料时具有漂浮性和高白度、亮度，能够广泛用于各种水性涂料体系。
2、为了实现上述技术目的，本发明采用以下技术效果：
3、本发明首先提供了一种耐腐蚀的改性水性铝银浆的制备方法，所述制备方法包括：
4、在将原始油性铝银浆原料分散在醇或醚类溶剂中形成分散液，通关硅烷偶联剂在铝粉表面水解以消除油性铝银浆表面的有机修饰物，并进行表面改性，得到铝片；以碱性硅溶胶为原料，在一定的碱度下制备sio2包覆的片状铝粉，然后在sio2包覆的片状铝粉表面包覆脂肪酸疏水有机单体，得到多层结构包覆的漂浮型片状铝粉，即所述耐腐蚀的改性水性铝银浆。
5、优选地，所述醇或醚类溶剂包括乙醇、异丙醇、乙二醇或乙二醇丁醚中的一种或多种；
6、所述硅烷偶联剂包括kh550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)、kh570(γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷)、甲基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷中的任一种；
7、所述脂肪酸疏水有机单体包括硬脂酸、软脂酸、油酸或亚油酸的一种或多种。
8、优选地，所述制备步骤包括：
9、(1)将原始铝银浆原料分散在醇或醚类溶剂中，向其中加入硅烷偶联剂和水，然后在一定温度下搅拌反应，反应结束后过滤，得到改性铝银浆；
10、(2)将改性铝银浆分散在醇或醚类溶剂中，然后向其中缓慢滴加碱性硅溶液和碱溶液，混合搅拌反应，反应结束后过滤、洗涤、得到sio2包覆的片状铝粉；
11、(3)将sio2包覆的片状铝粉分散在醇或醚类溶剂中，然后向其中滴加脂肪酸疏水有机单体的异丙醇溶液，剧烈搅拌反应，反应结束后过滤、洗涤，得到所述耐腐蚀的改性水性铝银浆。
12、优选地，步骤(1)中，原始铝银浆原料、硅烷偶联剂、水的质量比为50g：2.5～5g：5g；所述搅拌反应的条件为：在45～60℃下反应1～3h。
13、优选地，步骤(2)中，所述改性铝银浆、碱性硅溶液、碱溶液的质量比为50g：5～15g：1～3g；
14、所述碱性硅溶液的质量浓度为15～30％；
15、优选地，所述碱溶液包括氨水、乙二胺或三乙胺中的任一种。
16、优选地，步骤(2)中，所述混合搅拌反应的条件为：在45～60℃下搅拌混合反应4～6h。
17、优选地，步骤(3)中，所述sio2包覆的片状铝粉、脂肪酸疏水有机单体的质量比为50g：2～5g；
18、所述剧烈搅拌反应的条件为：在40～70℃下剧烈搅拌反应1～3h。
19、本发明还提供了上述方法制备的高耐腐蚀的改性水性铝银浆，所述改性水性铝银浆表面依次包覆有碱性硅溶胶胶囊膜和脂肪酸有机膜；所述碱性硅溶胶胶囊膜的致密程度高，与铝片表面连接牢；所述脂肪酸的羧基与碱性硅溶胶胶囊膜的羟基相互键合，形成表面致密的脂肪酸有机膜。
20、本发明还提供了上述耐腐蚀的改性水性铝银浆在汽车涂料、工业涂料、塑料材料或印刷油墨中有广泛的应用。
21、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
22、本发明采用碱性硅溶胶溶液作为硅源，其能够简单高效的在铝片表面包覆致密的sio2层，避免传统的四乙氧基硅烷的水解过程不可控所导致的铝片表面sio2粒径分布不均匀、sio2层致密度低、耐腐蚀性和白度较差等问题，本发明所述方法制备的改性水性铝银浆具有更高的耐腐蚀性。本发明首次采用含有多羟基的碱性硅溶胶构成致密胶囊膜来包覆水性铝银浆，能够有效阻隔铝银浆与水接触而导致的表面腐蚀，进而提升了铝银浆的耐腐蚀性。
23、本发明采用在分散液体系中直接包覆疏水有机层的方法，避免了现有原位聚合形成的包覆层存在的反应机理复杂、有机层致密程度低、与铝片表面连接不牢固等问题；所述包覆方法具备操作简单、包覆效果好、产品白度、亮度水平高等优点。本发明采用的脂肪酸含有极性和非极性两种官能团，通过分子设计，羧基极性官能团与碱性硅溶胶表面羟基以化学键形式结合，形成了稳定的表面疏水膜结构。相比现有技术中官能团随机部分结合在铝片表面的包覆方式，本发明的包覆结构更加稳定，包覆效果更好。
24、本发明对原始铝银浆进行改性后依次包覆硅溶胶胶囊膜和硬脂酸有机膜，使其在碱性环境下拥有高耐腐蚀性、高白度、高亮度和高漂浮性。本发明所提供的漂浮型多层结构包覆型片状铝粉由于在铝片表面由构成了致密的硅溶胶胶囊膜，使其在ph＝11.4的环境中拥有高耐腐蚀性，相比现有技术，本发明所提供的漂浮型铝银浆具有高耐腐蚀性的同时，还具有高白度、高亮度。并且，本发明通过分子设计使得硬脂酸的羧基与碱性硅溶胶表面羟基键合，形成了稳定的表面疏水膜结构，使得铝银浆转变为漂浮型铝银浆，其水面遮盖力达到52200～127200cm2/g，能广泛应用于各种水性涂料体系。
1.一种耐腐蚀的改性水性铝银浆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀的改性水性铝银浆的制备方法，其特征在于，所述醇或醚类溶剂包括乙醇、异丙醇、乙二醇或乙二醇丁醚中的一种或多种；
3.根据权利要求1所述的耐腐蚀的改性水性铝银浆的制备方法，其特征在于，所述制备步骤包括：
4.根据权利要求3所述的耐腐蚀的改性水性铝银浆的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，原始铝银浆原料、硅烷偶联剂、水的质量比为50g：2.5～5g：5g；所述搅拌反应的条件为：在45～60℃下反应1～3h。
5.根据权利要求3所述的耐腐蚀的改性水性铝银浆的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述改性铝银浆、碱性硅溶液、碱溶液的质量比为50g：5～15g：1～3g；
6.根据权利要求3所述的耐腐蚀的改性水性铝银浆的制备方法，其特征在于，所述碱溶液包括氨水、乙二胺或三乙胺中的任一种。
7.根据权利要求3所述的耐腐蚀的改性水性铝银浆的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述混合搅拌反应的条件为：在45～60℃下搅拌混合反应4～6h。
8.根据权利要求3所述的耐腐蚀的改性水性铝银浆的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述sio2包覆的片状铝粉、脂肪酸疏水有机单体的质量比为50g：2～5g；
9.权利要求1～8任一项所述方法制备的耐腐蚀的改性水性铝银浆，其特征在于，所述改性水性铝银浆表面依次包覆有碱性硅溶胶胶囊膜和脂肪酸有机膜；所述碱性硅溶胶胶囊膜的致密程度高，与铝片表面连接牢；所述脂肪酸的羧基与碱性硅溶胶胶囊膜的羟基相互键合，形成表面致密的脂肪酸有机膜。
10.权利要求9所述的耐腐蚀的改性水性铝银浆在汽车涂料、工业涂料、塑料材料或印刷油墨中有广泛的应用。
