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有机释放膜上铝膜的溶解与粉碎 1 1,2, 1 2 2 徐娟 ，陈振兴 ，沐俊应 ，梁氏秋水 ，朱宏伟 1 中南大学化学化工学院，长沙（410083 ） 2 中山大学化学与化学工程学院，广州（510275 ） E-mail ：xj2005519@126.com 摘 要：镜面铝浆由于其优越的镜面效果得到广泛的应用。采用有别于传统球磨法的全新工 艺——有机释放膜过渡法制备了镜面铝浆。结果发现，通过丙酮溶解丙烯酸树脂基有机释放 膜，获得厚度十分均匀的铝膜或铝鳞片。超声振荡可加快薄膜溶解速度。通过超声振荡和强 力机械搅拌可粉碎铝膜。制得的镜面铝浆平均粒度（d50 ）为11.9µm，粒度分布宽度为1.22。 关键词：镜面铝浆，溶解，粉碎，平均粒径，粒度分布 中图分类号：TM914.4 1. 引言 镜面铝颜料具有高闪亮性、粒度分布窄、径厚比大、良好的金属光泽性和高遮盖率等优 点，可形成独特的类似于电镀和不锈钢的镜面效果，使其在超高亮度的喷涂和印刷油墨中有 广泛的应用。这种颜料采用有别于传统铝浆的特殊生产工艺—有机释放膜过渡法加工而成。 有机释放膜过渡法[1]是先利用 PVD （物理气相沉积）法制备纳米级铝薄膜，再把纳米级 铝薄膜收集起来，经粉碎得到纳米级片状铝粉。工艺流程为： 原料准备 形成有机释放膜 纳米铝膜的形成 洗脱 粉碎 收集 即先在要沉积铝膜的基片上涂一层合成树脂，形成有机释放膜，再用物理气相沉积法使 铝丝或铝块气化，沉积在合成树脂上形成铝膜，然后将铝膜放入有机溶剂中使树脂溶解，得 到表面光滑的铝膜，将膜粉碎，得到厚度为纳米级的铝粉[2-3] 。美国的Richard E 最早采用这 种方法制备了高亮度的铝颜料[4]，Joerg Seubert 和 Andrea Fetz 用此法制备出了 30-50nm 的片 [5] [6] 状铝粉 。用薄膜过渡法制备纳米片状铝粉具有以下优点 ：所用设备比较简单，易于操作； 制出的粉体纯度高，径厚比大，粒度分布比较窄，表面平整光滑，对光几乎成镜面反射。国 外于 2004 年实现了镜面铝颜料的产业化。我国镜面型铝颜料完全依靠进口，并且很少研究。 为制备高品质的镜面铝颜料，我们针对薄膜过渡工艺中有机释放膜上铝膜的溶解和粉碎进行 了研究。 2. 原理 2.1 铝膜的脱落 铝膜的脱落过程包括有机溶剂的扩散和有机释放膜的溶解两个过程。有机溶剂是通过铝 膜微孔逐渐扩散到有机释放膜表面的。单位时间、单位面积扩散传递的有机溶剂量（即扩散 通量）与浓度梯度和扩散系数有关。因此具有较小粘度、分子量和分子直径的有机溶剂，可 在极细的微孔中扩散，渗透能力极强，是十分理想的溶剂。此外，因为铝膜厚度为纳米级， 扩散距离小，有机溶剂的扩散速率较大。 有机释放膜的溶解与一般的溶解过程有所不同。开始溶解时，由铝膜微孔扩散过去的少 量有机溶剂与有机释放膜形成点接触，形成有机释放膜的局部溶解。随着有机释放膜溶解过 程的进行，溶解速率迅速增大，直至有机释放膜的全部溶解。适度加热、搅拌或超声振荡可 加快铝膜的脱落。 -1- 2.2 铝膜的粉碎 铝膜的粉碎与传统铝粉的粉碎完全不同。金属铝具有很好的延展性，容易被压制成片， 铝粉的磨制过程可大致分为三个阶段，即成饼阶段、薄化阶段和破碎阶段[7] 。但用薄膜过渡 法制备铝粉时，由于铝膜厚度为纳米级，在粉碎过程中铝粉厚度几乎不变，只发生二维空间 上的破碎，而不像体积粉碎那样发生三维破碎，从而省掉了成饼和薄化两阶段而直接进入破 碎阶段。基于此粉碎过程与通常的体积粉碎模型、表面粉碎模型和均一粉碎模型[8]完全不同， 我们把它称为平面粉碎模型。 铝膜内部存在着许多细微的裂纹，由于这些裂纹的存在使得裂纹周围产生应力集中，当 应力达到铝膜的抗拉强度时，裂纹将扩展，裂