铝/铁氧化物水性颜料的制备条件对颜色、耐腐蚀及隐身性能的影响

摘要

片状铝粉是一种重要的金属颜料，表面光泽度高，反射能力强而广泛应用于涂料和油墨等领域。铝粉的发射率低，可以作为红外隐身颜料，但铝粉对可见光的高反射限制了其在可见光波段的隐身。另外，近年来随着环保意识的增强，水性颜料的制备成为研究热点，SiO2包覆法制得的水性铝粉颜料得到广泛应用，但其仍为银白色，色彩单一且所得涂层的反射率高，不能满足可见光范围的红外隐身要求。本课题以H2 O2为锚固剂， FeCl3·6H2O和FeSO4·7H2O为前驱体，通过耐腐蚀性测试、光学显微镜、扫描电子显微镜、多角度分光光度、X射线衍射、红外光谱和热重分析等，探讨了液相化学沉积法制备氧化铁包覆水性铝颜料过程中的反应条件对性能的影响规律。
　　本研究主要内容包括：⑴在弱酸性条件下H2O2氧化金属铝，在其表面可形成水铝石结构的羟基铝作为锚固点，随着包覆介质pH的升高，铝粉表面的水铝石含量减少，勃姆石型羟基铝增多。⑵在FeSO4·7H2O包覆体系中，低pH条件下铝粉表面形成的水铝石诱导绿绣形成针铁矿型氧化铁的包覆层，随着包覆pH的升高，氧化铁易自聚，包覆性能变差。在包覆p H为5.0，温度为45℃和溶剂醇水比为2:1的条件下，溶液的过饱和度适中，氧化铁晶种的供给速率均匀，在铝粉表面形成片状的针铁矿型包覆层，涂层的反射率高，不适宜制备隐身颜料。⑶在FeCl3·6H2O体系中，pH升高时铝粉表面被氧化形成的勃姆石增多，勃姆石与水铁矿形成耐腐蚀性较好的包覆层。当包覆pH为6.5时，包覆样品的耐腐蚀性能最佳，在铝粉表面形成无定型的水铁矿包覆层，呈卡其色，能够遮盖铝粉的金属光泽，适合制备隐身颜料，虽然氧化铁易自聚，包覆效率低，但包覆层的竞争力强，耐腐蚀性高于FeSO4·7H2O包覆的样品。本课题探讨包覆条件对Fe3+和Fe2+盐在铝粉表面的锚固效率并研究包覆机理，为制备彩色的红外隐身颜料奠定理论基础。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 铝粉颜料

1.2 铁氧化物种类及基本特征

1.3 研究内容

第2章 实验部分

2.1 实验药品

2.2 耐腐蚀性测试

2.3 光学显微镜分析

2.4 多角度分光光度测试

2.5 物相及形貌表征

第3章 FeSO4为铁源制备彩色铝粉

3.1 样品的制备

3.2 铝粉表面预处理条件探讨

3.3 pH对包覆效果的影响

3.4 温度对包覆效果的影响

3.5 溶剂对锚固效率的影响

3.6 光学性能

3.7 热重分析

3.8 铁氧化物在铝粉表面的生长机理

3.9 结论

第4章 FeCl3为铁源制备彩色铝粉

4.1 样品的制备

4.2 pH对包覆效果的影响

4.3 光学性能

4.4 铁氧化物在铝粉表面的生长机理

4.5 铁源的影响

4.6 结论

第5章 FeSO4为铁源在Al/SiO2表面包覆制备彩色铝粉

5.1 样品的制备

5.2 温度对包覆效果的影响

5.3 铁氧化物在SiO2层表面的生长机理

5.4 结论

第6章结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果