隨著生產(chǎn)建設(shè)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)及文化的進(jìn)步，人們對商品美化的要求也相應(yīng)提高。彩色鋁粉以其色彩鮮艷，抗腐蝕性強(qiáng)，絕緣性高，不易褪色，具有強(qiáng)的金屬光澤，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，在氣體，涂料，印刷印染等工業(yè)生產(chǎn)和美工裝飾等各個(gè)部門得到了廣泛的應(yīng)用，并為拓寬金屬顏料的色彩范圍開辟了廣闊的途徑。

　　為了裝飾目的，彩色鋁粉已經(jīng)被應(yīng)用。有關(guān)鋁粉的著色研究，國外從三十年代就已經(jīng)開始［1］，并取得一些成功的經(jīng)驗(yàn)。近年來國內(nèi)也有文獻(xiàn)報(bào)道［2］，可采用陽極氧化法制備粒度為320目的彩色鋁粉，但尚處于試驗(yàn)階段。進(jìn)入21世紀(jì)，人們的環(huán)保意識不斷增強(qiáng)，水性涂料呈現(xiàn)了良好的發(fā)展前景，鋁粉顏料在水性體系中的成功應(yīng)用，大大提高了涂料的耐候性，利用溶膠——凝膠法在片狀鋁粉粒子的表面包覆上一層惰性的二氧化硅膜，通過液相沉積法在SiO/Al復(fù)合粒子表面沉積一層氧化鐵膜，成功地研制成了彩色鋁粉，促進(jìn)了水性環(huán)保型涂料的發(fā)展。

　　下面我就其著色的三種方法作一綜述。

　　1、陽極氧化法制備彩色鋁粉

　　鋁粉的陽極氧化是通過電解液的陽極反應(yīng)而生成氧化鋁膜的電化學(xué)過程。這個(gè)氧化膜吸附有機(jī)染料、無機(jī)顏料的顏色而著色。將鋁粉置于硫酸電解液中，并不斷地加以攪拌，使鋁粉呈漂浮和半漂浮狀態(tài)［5］，邊流動邊隨時(shí)接觸陽極，并保持不接觸陽極狀態(tài)，從而在鋁粉表面生成易于著色的氧化鋁膜。陽極反應(yīng)是陽極析出的初生態(tài)氧與鋁粉表面的鋁原子化合成氧化鋁的反應(yīng)，其中部分氧化鋁即刻與水化合成水合氧化鋁，這就是氧化鋁膜的形成過程。同時(shí)氧化鋁膜可被硫酸電解液溶解，所以陽極氧化過程同時(shí)存在成膜反應(yīng)和溶膜反應(yīng)，因此必須控制適宜的條件，才能形成一定厚度的氧化鋁膜。陰極反應(yīng)中產(chǎn)生氫氣，故使形成的氧化鋁膜具有多孔疏松的特點(diǎn)，有利于吸附能力的增強(qiáng)。

　　鋁粉著色是一個(gè)物理化學(xué)過程，將經(jīng)陽極氧化處理過的鋁粉置于有機(jī)染色液中浸泡，使鋁粉表面氧化膜吸附有機(jī)染料分子，同時(shí)氧化鋁膜中的氧化鋁分子可與有機(jī)染料分子以共價(jià)鍵、配位鍵或氫鍵等形式結(jié)合生成配合物，從而使氧化膜著色。

　　陽極氧化在鋁粉粒子表面形成氧化鋁膜的過程中，影響成膜的因素較多，同時(shí)不同的著色液導(dǎo)致不同的著色效果，因此應(yīng)該考慮電解液濃度、反應(yīng)時(shí)間、溫度、著色液等因素的影響。研究結(jié)果表明：（1）硫酸電解液的濃度對氧化膜的生成具有明顯的影響。硫酸濃度過低，電解液的導(dǎo)電性不強(qiáng)，氧化鋁的成膜速度慢，硫酸濃度過高，生成的氧化膜又溶解，最佳的實(shí)驗(yàn)條件：硫酸電解液的濃度應(yīng)為5—10%。（2）陽極電流密度與氧化鋁膜生成速度成正比，由于鋁粉在某一瞬間接觸陽極，因此陽極電流密度越大，越有利于鋁粉在陽極放電，陽極電流密度越大，生成的氧化鋁膜越疏松，有利于著色。實(shí)驗(yàn)表明，在7%硫酸電解液中進(jìn)行陽極氧化，一般控制電流密度為5安/分米2以上，電壓不應(yīng)小于40伏。（3）在陽極氧化過程中，只有經(jīng)過一定的時(shí)間后，才能使鋁粉與陽極充分接觸，實(shí)驗(yàn)表明，氧化時(shí)間以60—90分鐘為宜，同時(shí)氧化時(shí)溫度也要保持在25—35°C為宜。（4）在氧化鋁膜上著色，其著色的難易程度與氧化膜的厚度及著色液的濃度有關(guān)，氧化膜越厚，越易著色；著色液的濃度越大，越易著色，且顏色越深［4］。因此在著色過程中，一般采用較濃的著色液。實(shí)驗(yàn)表明：根據(jù)所需顏色的深淺，對著色液濃度加以調(diào)整。同時(shí)著色液溫度為50—60°C，著色時(shí)間為20—40分鐘，pH為4.5—6.0為宜。

　　2.化學(xué)氧化法制備彩色鋁粉

　　化學(xué)氧化法是將鋁粉置于弱堿性氧液中，在其表面形成一定厚度的氧化膜。鋁粉氧化過程中，發(fā)生下列主要反應(yīng)：

　　2Al+（3+x）HO=AlO?xHO+3HO（1）

　　AlO?xHO=AlO?xHO+（x-1）HO（2）

　　AlO?HO=AlO+HO（3）

　　AlO?xHO+2OH=2（Al（OH））+（x-3）HO（4）

　　2AlO+4OH+6HO=4（Al（OH））（5）

　　鋁粉在弱堿性水溶液的作用下，表面被氧化，生成無定性水合氧化鋁，并逐漸轉(zhuǎn)化為AlO?HO和無水AlO，形成有效的著色層，在成膜的同時(shí)，還伴隨有溶膜反應(yīng)的發(fā)生。因此必須控制適宜的工藝條件，使成膜反應(yīng)速度大于溶膜反應(yīng)速度，才能得到符合著色要求的氧化膜。

　　將處理后的鋁粉置于直接耐曬翠藍(lán)GL水溶液（1.5g/L）中著色，這一著色過程主要是吸附染料的物理過程，同時(shí)也伴隨著一定的化學(xué)作用，染色后的鋁粉通過表面處理增加機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)還要進(jìn)行親油處理［3］，將染色后的鋁粉用乙醇、丁醇逐次脫水，然后用硬脂酸保護(hù)鋁粉表面，這樣可延長存儲期［7］。研究表明：氧化液的pH值對能否成膜及成膜厚度有重要的影響，若pH值較低，成膜反應(yīng)速度減慢，pH值偏高，會使鋁粉表面的氧化鋁薄膜加速溶解，同時(shí)會使鋁粉表面遭受強(qiáng)烈的腐蝕作用而失去光澤，實(shí)驗(yàn)表明，適宜的pH值范圍是8—12；著色液濃度的變化，對著色效果產(chǎn)生較大影響，著色液濃度越大，鋁粉表面顏色越深，但當(dāng)濃度接近某一數(shù)值并繼續(xù)增加時(shí)，鋁粉表面的顏色不再發(fā)生明顯的變化。

　　3.表面沉積法制備彩色鋁粉

　　利用溶膠—凝膠法在片狀鋁粉粒子表面包覆了一層惰性的二氧化硅膜，以制備水性涂料的鋁粉顏料。通過液相沉積法在經(jīng)二氧化硅包覆后的鋁粉粒子表面再包覆一層氧化鐵膜，使鋁粉著色，得到了環(huán)保型彩色鋁粉［8］。利用正硅酸乙酯水解縮聚成膜的溶膠——凝膠法在片狀鋁粉粒子表面包覆一層惰性的二氧化硅膜，使鋁粉表面由疏水性變?yōu)橛H水性，同時(shí)鋁粉表面不會與水發(fā)生反應(yīng)。

　　正硅酸乙酯的水解——縮聚反應(yīng)過程可以分成三步：第一步是正硅酸乙酯水解形成硅酸和相應(yīng)的醇；第二步是硅酸之間或正硅酸乙酯之間發(fā)生縮合反應(yīng)，形成膠體狀態(tài)的混合物；第三步是形成的低聚物繼續(xù)聚合形成硅三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

　　在催化劑作用下，正硅酸乙酯發(fā)生水解——縮聚反應(yīng)，生成水合氧化硅沉淀，沉積在片狀鋁粉粒子表面，脫水形成二氧化硅。

　　利用液相沉積法包覆氧化鐵膜，使氧化鐵水解生成氫氧化鐵沉淀，沉積在基體表面，再經(jīng)過焙燒得到氧化鐵膜，其反應(yīng)原理如下：

　　FeCl+3HO=Fe（OH）+3HCl

　　2Fe（OH）=FeO+3HO

　　其制備過程為：稱取一定量的片狀鋁粉分散在一定體積的異丙醇中，經(jīng)過超聲分散后倒入三口燒瓶中，置于40°C恒溫水浴槽中攪拌，量取一定量的正硅酸乙酯加入到燒瓶中，再分別量取相應(yīng)量的氨水和蒸餾水，混合均勻，裝入滴液漏斗中，與三口燒瓶相連，調(diào)節(jié)滴液漏斗的滴速大約為1滴/秒，持續(xù)攪拌，控制正硅酸乙酯的濃度為0.05mol/L—0.1mol/L，水硅比R為16，催化劑氨水的濃度為0.02mol/L—0.2mol/L，反應(yīng)結(jié)束后離心洗滌，干燥得到二氧化硅包覆的片狀鋁粉。

　　稱取一定量經(jīng)二氧化硅包覆改性過的片狀鋁粉粒子，分散在一定體積的蒸餾水中，經(jīng)過超聲分散后倒入三口燒瓶中，置于80°C恒溫水浴槽中攪拌，稱取一定量無水三氯化鐵，溶于蒸餾水中，裝入滴液漏斗中，與三口燒瓶相連；量取一定體積的氨水，倒入另一個(gè)滴液中，與三口燒瓶相連，調(diào)節(jié)兩個(gè)滴液漏斗的滴速大約為1滴/秒，持續(xù)攪拌，反應(yīng)結(jié)束后將樣品離心，洗滌兩次，放入烘箱中于100°C下烘干，再放入馬福爐于500°C下煅燒2h，即可得到彩色鋁粉。