CN102216005B

CN102216005B - 锌片的制造装置

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Publication number: CN102216005B
Application number: CN2009801461375A
Authority: CN
Inventors: 李熙同; 韩奎成; 郑宪锡; 康东镇; 申河湜; 安遇映; 金丙起; 黄炳雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Li Xitong; Zheng Xianxi
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: CN102216005A; WO2010058914A2; WO2010058914A3; KR100901018B1; JP2012509395A

Abstract

本发明涉及一种锌片的制造装置，其中，将用于供给球形锌粉混合原料的储料槽与球磨研磨机通过流入通道和流出通道连接，使流入到储料槽的混合原料循环，从而使球形锌粉片状化。特别是，本发明使用具有内筒的复合球磨研磨机，所述内筒是由圆盘重叠而成的多层结构，使得锌片的片状化程度优异，使孔隙率最小化，从而增强阻断腐蚀因子的效果，且通过随比表面积的增加而增强的防腐蚀性能，实现防腐蚀颜料的高性能化。另外通过连续式制造工序缩短制造时间，提高生产量，并且由于高收率而适于商业应用。

Description

锌片的制造装置

技术领域

本发明涉及一种锌片的制造装置；更具体地，涉及一种如下的锌片的制造装置，该装置利用片状化专用复合球磨研磨机，将球形锌粉片状化，从而使锌片的片状化程度优异，使孔隙率最小化，从而增强阻断腐蚀因子的效果，且通过随比表面积的增加而增强防腐蚀性能，实现防腐蚀颜料的高性能化，并且由于高收率而适于商业应用。

背景技术

通常，涂料中含有锌粉，这种锌粉作为牺牲阳极比铁先被腐蚀，因此对作为保护对象的物体起到防腐蚀的作用。作为传统防腐蚀颜料的锌粉具有1-10μm的粒度分布，而且是没有光泽的球形灰色粉末。这种传统球形锌粉用于防腐蚀颜料时，由于形成大的孔隙率而存在降低防腐蚀性能的问题。

另外，金属片是将例如球形的金属粒子形成为薄而扁平的结构，且由于上述结构而显示出高光泽的视觉效果，还具有增大比表面积的效果，因此人们尝试了多种通过研磨法将球形颜料粒子进行片状化的方法。

为了解决锌粉的上述问题，人们尝试利用研磨法将球形锌粉片状化的多种方法，如图1所示，在球磨研磨机的内部放入锌粉，所述球磨研磨机的内部填充一定量的如氧化锆、氧化铝等耐磨性强的球3且具有圆筒形容器1的结构，按照箭头的方向使研磨机旋转而进行片状化时，虽然容易控制工序，但是由于锌的特性，即同时具有脆性和韧性，因此增加作业时间，且实际生产的产品中能够商业利用的锌片的收率很低。

另外，如图2所示，在碾磨机的内部放入球形锌粉，所述碾磨机的内部填充有一定量的如氧化锆、氧化铝等耐磨性强的球3且具有圆筒形容器1的结构，旋转搅拌翼，使球在容器内沿着圆周方向移动对原料粉末产生较大冲击，从而进行片状化时，能够缩短制造时间，与球磨研磨机相比动力大，但是产品的再现性上存在问题，且原料粒子在研磨过程中发生凝集而损失，因此增加了生产费用。

即，上述的方法是将球形锌粉和球在旋转体容器内沿着圆周方向移动，从而对原料粉末产生较大冲击而提高粉碎效率的方法，通过上述的传统方法将锌片状化存在着很多问题。

另外，PCT专利公开号WO2004/026508号公开了一种利用干法研磨法制造锌片的方法，但是该专利的方法在研磨过程中热量产生严重、原料消耗大、具有产生粉尘的危险，因此在国内环境使用存在困难。

发明内容

技术问题

本发明是为了解决上述问题而提出，本发明的目的在于提供一种锌片的制造装置，该锌片的制造装置利用能够提高锌片的生产收率及生产量的新型锌片制造用复合球磨研磨机，将球形锌粉、溶剂及润滑剂的混合原料高速搅拌而制造锌片，从而缩短制造时间、提高生产收率。

另外，本发明还提供一种锌片的制造装置，该锌片的制造装置使用球形锌粉粒子来制造锌片，增加了锌片的比表面积，从而使使用球形锌粉时发生的大的孔隙率最小化，增强了阻断腐蚀因子的效果及随着比表面积增加而增强防腐蚀性能，从而实现防腐蚀颜料的高性能化。

技术方案

为了达到上述目的，本发明提供一种用于制备锌片的锌片的制造装置，所述锌片的制造装置10具有储料槽12、循环泵14及复合球磨研磨机20，所述复合球磨研磨机20通过流入通道13和流出通道15与储料槽12相连，使流入到储料槽12的混合原料循环，从而进行将球形锌粉片状化的工序；所述复合球磨研磨机20具有外筒30和转子50，所述外筒30形成有容纳由储料槽12供给的混合原料的内部空间31，所述转子50位于所述外筒30的内部空间31且由外部马达来驱动，所述内部空间31中填充有耐磨性强的球，所述球用于将球形锌粉片状化。

有益效果

利用如上所述的根据本发明的锌片的制造装置-片状化专用复合球磨研磨机，开发出将球形锌粉片状化的方法，由于锌片的片状化程度优异而使孔隙率最小化，增强阻断腐蚀因子的效果及随着比表面积的增加而增强防腐蚀性能，从而实现防腐蚀颜料的高性能化，还通过连续制造工序缩短了制造时间，提高了生产量及生产收率，因此适用于商业应用。

附图说明

图1(a)和图1(b)是现有技术的球磨研磨机的示意图；

图2是现有技术的碾磨机的示意图；

图3是根据本发明的优选实施方式的锌片的制造装置的示意图；

图4是为详细说明图3中的复合球磨研磨机的简要截面图；

图5是为详细说明图4中的内筒的示意图；

图6是根据本发明实施例1、2的方法制造的锌片随时间变化的收率变化图表；

图7是对应于实施例1、2的对比例1-3的方法制造的锌片随时间变化的收率的变化图表；

图8及图9是根据本发明实施例1、2的方法制造的锌片的SEM照片。

具体实施方式

以下根据本发明的优选实施方式详细说明本发明。以下说明中仅对理解本发明制造方法必需的部分进行说明，其它部分为了对本发明的宗旨不产生歧义而进行了省略。

首先，以图3为重点对本发明的锌片的制造装置的技术思想进行详细说明如下。

图3是根据本发明的优选实施例的锌片制造装置的示意图；图4是为详细说明图3中复合球磨研磨机的简要截面图；图5是为详细说明图4中内筒的示意图。

如图3和图4所示，根据本发明优选实施方式的锌片制造装置10具有储料槽12、循环泵14和复合球磨研磨机20，所述复合球磨研磨机20通过流入通道13和流出通道15与储料槽12相连，使流入到储料槽12的混合原料循环，从而进行将球形锌粉片状化的工序。

此时，为了制造锌片将球形锌粉、溶剂以及润滑剂的原料从外部供给到储料槽12，利用搅拌机制备出混合原料，所述混合原料通过循环泵14经流入通道13供给到储料槽12。如上所述的储料槽12的周围设置有冷却套(未视图)，还设置有搅拌装置，从而进行搅拌并维持温度。

另外，如图4所示，复合球磨研磨机20与现有技术的球磨研磨机相似，包括外筒30和转子50，所述外筒30形成有容纳由储料槽12供给的混合原料的内部空间31，所述转子50位于外筒30的内部空间31且由外部马达来驱动。另外，所述复合球磨研磨机20内填充有耐磨性强的球，所述球用于将球形锌粉片状化。

如上所述的根据本发明的锌片的制造装置10的流出通道15设置有冷却器16，所述冷却器16用于防止从复合球磨研磨机20循环到储料槽12的混合原料的温度上升。

另外，填充到复合球磨研磨机20的球是耐磨性强的氧化锆、氧化铝材质，其形状是球形或棒状，球的大小为0.1-5.0mm，球的填充率优选以要填充的内部空间(由内筒的内径形成的内部空间，参照图4)的体积为准为20-80体积％。

所述球的填充率小于20体积％时，由于球的填充量不足而导致无法进行片状化；填充率大于80体积％时，可能由于堵塞而导致停止运行。

如上所述的根据本发明的锌片的制造装置10通过特别设计的复合球磨研磨机20而进行将球形锌粉片状化的工序，与现有技术的球磨研磨机相同为了制造锌片而使用球，与碾磨机相同能够提高旋转速度，从而使锌片的片状化程度好，使孔隙率最小化，增强了阻断腐蚀因子的效果及随着比表面积的增加而增强防腐蚀性能，从而实现了防腐蚀颜料的高性能化。

如图4和图5所示，根据本发明的一种优选实施方式的锌片的制造装置10的复合球磨研磨机20在外筒30内围绕转子50周围而设置，从而位于外筒30的内部空间31中，所述外筒30具有与流入通道13(参照图3)连接的入口32和与流出通道15(参照图3)连接的出口34，所述锌片的制造装置10还包括内筒40，所述内筒40的内部填充有球。此时，内筒40由多个圆盘41构成，所述圆盘41的外径小于外筒30的内径，内径大于位于内部空间31的转子50的外径。另外，所述圆盘41与流入通道13平行地以一定间隔设置，通过结合在外筒30的支撑杆60支撑，具有多层重叠的多层结构，在多个所述圆盘41之间沿着圆周方向设置间隔维持区62，从而使流入到内筒40中进行片状化工序的混合原料流出到流出通道15。

根据本发明，优选所述混合原料中溶剂为30-90重量％，球形锌粉为10-70重量％，且相对于所述球形锌粉100重量份，润滑剂为0.01-10.0重量份。

本发明的溶剂是为了在片状化作业时，赋予球形锌粉流动性，使混合原料从流入通道顺利地供给到复合球磨研磨机的内部，且在复合球磨研磨机中进行球形锌粉的片状化作业时，提高流动性的同时使溶剂易挥发。溶剂的混合量小于30重量％时，球形锌粉的混合量相对于溶剂的混合量增加，而降低球形锌粉的流动性，因此降低片状化可操作性；溶剂的混合量大于90重量％时，由于混合过多的溶剂而挥发过量溶剂需要延长作业时间，从而降低片状化的可操作性。

本发明中溶剂可选自由甲醇、乙醇、异丙醇的醇类；二甲苯、苯、甲苯、溶剂油(Kocosol)的芳香烃类；以及丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮和环己酮的酮类组成的组中的一种或多种混合使用。

另外，本发明中使用的球形锌粉的粒度范围优选为1-50μm；更优选，1-10μm。球形锌粉的粒度范围超过上述范围时，由于球形锌粉的粒度过小或过大而降低片状化的可操作性。

另外，本发明的润滑剂是用于研磨作业时防止锌粉的凝集，相对于球形锌粉100重量份，润滑剂的混合量小于0.01重量份时，可能由于润滑剂的不足而导致粉末的相互凝集；如果润滑剂的混合量超过10.0重量份时，可能会降低最终产品的纯度且延长作业时间。

本发明中可使用的润滑剂可以是选自硬脂酸盐类或挥发油类(BTEX，石油溶剂油、矿物油等)、聚乙烯蜡(四氯乙烯)、氟蜡(聚四氟乙烯)和硅蜡中的一中或多种。

而且，所述混合原料的投入量相对于由复合球磨研磨机内筒40的内径形成的内部空间(由内筒的内径形成的内部空间，参照图4)的体积，优选10-60体积％。混合物投入量小于10体积％时，可能由于研磨面积的缩小而降低片状化作业的可操作性；超过60％时，可能由于产生摩擦热而导致锌粉的凝集。

另外，虽然在上面已经进行了描述，相对于复合球磨研磨机内筒40的内径形成的内部空间的体积，氧化锆或氧化铝材料的大小为0.1-5.0mm的陶瓷球的填充量优选为20-80体积％。

在本发明中，所述圆盘41为10-100个圆盘多层重叠的多层结构，但圆盘41的数目并不限于上述范围，可根据内筒40的大小来适当地调节其数目。

由如上所述的多层结构的圆盘41形成的内筒40能够提高混合原料和球(未视图)与转子50之间的摩擦力，防止锌在外筒30的内壁凝集而附着，使其向外部循环排除。即，通过转子50的旋转发生混合原料和球的摩擦而进行片状化，此时，在发生摩擦热和粒子之间凝集之前，物料通过内筒40的缝隙(设置在圆盘41之间的间隔维持区62之间形成的缝隙)排出。这种过程反复数次，从而进行片状化，通过测定粒度分布而达到目标粒度时，停止工序，回收片状化的锌。

此时，外筒30与转子50的旋转轴形成水平，从而使旋转与旋转轴连接的转子50时发生的振动最小化，并维持外筒30内的内压和使混合原料流入的入口32的外压维持一定水平，从而防止外筒30和旋转轴的破损。这种外筒30的内部空间31设置有前述的内筒40，锌片向出口34分离。另外，通过内筒40向出口34流出的混合原料(锌片的制造工序进行中的混合原料)通过流出通道15移送到储料槽12时，通过设置在流出通道15上的冷却器16冷却。这种循环过程在测定混合原料的粒度分布为10-50μm时停止。完全实现片状化所需的作业时间根据原料量和旋转速度而变化。

以下，利用本发明的锌片的制造装置-片状化专用复合球磨研磨机将球形锌粉片状化的方法如下。

本发明提供一种利用锌片的制造装置-片状化专用复合球磨研磨机，将30-90重量％溶剂、10-70重量％球形锌粉以及相对于所述球形锌粉100重量份为0.01-10.0重量份的润滑剂在储料槽12中进行混合，将混合原料通过流入通道13流入到复合球磨研磨机20容器内，然后以100-8000rpm的速度将转子50旋转10-360分钟，制造具有10-50μm粒度分布的锌片的锌片制造方法。

另外，为了提高片状化可操作性，所述混合原料流入到复合球磨研磨机20之后通过流出通道15向储料槽12循环，使混合原料的循环率为5-30体积％，从而进行片状化工序。所述混合原料的循环率超过上述范围时，可能会降低片状化的可操作性。

根据本发明的方法制造的锌片具有10-50μm的直径和0.1-2μm的厚度，从而适用于商业目的；优选，锌片粒子的直径和厚度的比为10∶1-100∶1，更有选，15∶1-30∶1；能够将收率提高到60-95％。

以下通过实施例详细说明本发明，但是本发明并不限于以下的实施例。

实施例1

利用本发明的锌片的制造装置-片状化专用复合球磨研磨机，在复合球磨研磨机容器中加入60重量％的乙醇、40重量％的粒度范围为4-6μm的球形锌粉以及相对于100重量份的球形锌粉为2重量份的添加剂-硬脂酸润滑剂而混合，将混合原料以球磨研磨机内部空间(根据本发明一优选实施方式的内筒的内径所形成的内部空间，参照图4)的20体积％投入。此时，将氧化锆材质的大小为0.5-0.8mm的球以容器内部空间(根据本发明一优选实施方式的内筒40(参照图4)的内径形成的内部空间)的70体积％填充。以1300rpm的旋转速度运行的结果，在30分钟内以60％以上的收率获得了直径为10-50μm和厚度为0.1-2μm的锌片。(参照图6的C-1)

实施例2

利用本发明的锌片的制造装置-片状化专用复合球磨研磨机，在复合球磨研磨机容器中加入70重量％的乙醇、30重量％的粒度范围为4-6μm的球形锌粉以及相对于100重量份的球形锌粉为2重量份的添加剂-硬脂酸润滑剂而混合，将混合原料以球磨研磨机内部空间(根据本发明一优选实施方式的内筒的内径所形成的内部空间，参照图4)25体积％投入。此时，将氧化锆材质的大小为0.8-1.0mm的球以容器内部空间(根据本发明一优选实施方式的内筒40(参照图4)的内径形成的内部空间)的70体积％填充。以1500rpm的旋转速度运行的结果，在30分钟内以70％以上的收率获得了直径为10-50μm和厚度为0.1-2μm的锌片。(参照图6的C-7)

对比例1

利用碾磨机，在复合球磨研磨机的容器内将粒度范围为4-6μm的球形锌粉以容器内部空间的30体积％投入后，再将氧化锆材质的大小为1.0-1.5mm的球以容器内部空间的50体积％填充，并在干法工序条件下，以2000rpm的旋转速度运行。结果，分别在30分钟、60分钟、120分钟后以21％、22％、33％的收率获得了具有10-50μm直径和0.1-2μm厚度，且粒子直径和厚度比为10∶1-50∶1的锌片。但在120分钟后，由于发生粒子的凝集而粒度发生大幅增加，因而无法获得更高的收率。(参照图7的A-1)

对比例2

利用碾磨机，在复合球磨研磨机的容器内将60重量％的乙醇、粒度范围为4-6μm的40重量％的球形锌粉以容器内部空间的30体积％投入后，再将氧化锆材质的大小为1.0-1.5mm的球以容器内部空间的50体积％填充，并在湿法工序条件下，以2000rpm的旋转速度运行。结果，分别在30分钟、60分钟、120分钟后以18％、21％、20％的收率获得了具有10-50μm直径和0.1-2μm厚度，且粒子直径和厚度比为10∶1-50∶1的锌片。但在48小时后也无法获得更高的收率。(参照图7的A-2)

对比例3

在与对比例2相同的条件下，相对于100重量份的锌粉，添加2重量份的添加剂-硬脂酸润滑剂，制备锌片。结果分别在30分钟、60分钟、120分钟后以26％、30％、27％的收率获得了具有10-50μm直径和0.1-2μm厚度，且粒子直径和厚度比为10∶1-50∶1的锌片。但在48小时后收率下降到25％以下。(参照图7的A-3)

对上述实施例1、2以及对比例1、2、3的锌片的制造收率进行比较，利用本发明的锌片制造装置-片状化专用复合球磨研磨机制造锌片时，实施例1和2在1300-1500rpm运行时，30分钟以内能够得到70％以上的收率。与此相反，利用碾磨机制造锌片的对比例1(干法工序)、对比例2(湿法工序)、对比例3(湿法工序+添加剂2％)的工序经过30分钟、60分钟、120分钟之后也均没有获得超过30％的收率。

特别是，对比例1中初期副产物的量大，研磨120分钟以上时，发生原料的凝集，而在锌片的生产方面存在着问题。

因此，根据本发明的实施例1和实施例2的情况时，制造出的片状锌的片状化程度优异、收率高，从而是一种具有商业竞争力的批量生产工艺。

在本发明中，图6是根据本发明实施例1、2的方法制造的锌片随时间变化的收率变化图表；图7是对应于实施例1、2的对比例1-3的方法制造的锌片随时间变化的收率的变化图表。

另外，图8及图9是根据本发明实施例1和实施例2的方法制造的锌片的SEM照片扩大2000倍显示的照片；图8是实施例1的试料的照片，图9是实施例2的试料的照片。

如上所述，参照本发明的优选实施例进行了说明，但是应当理解的是本领域技术人员可在不脱离本发明的思想及领域的范围内可对本发明进行多种修改和变更。

实施方式

本发明的用于制造锌片的锌片的制造装置，所述锌片的制造装置10包括储料槽12、循环泵14和复合球磨研磨机20，所述复合球磨研磨机20通过流入通道13和流出通道15与储料槽12相连，使流入到储料槽12的混合原料循环，从而进行将球形锌粉片状化的工序；所述复合球磨研磨机20包括外筒30和转子50，所述外筒30形成有容纳由储料槽12供给的混合原料的内部空间31，所述转子50位于所述外筒30的内部空间31且由外部马达来驱动，所述内部空间31中填充有耐磨性强的球，所述球用于将球形锌粉片状化。

工业实用性

本发明涉及一种锌片的制造装置；更具体地，涉及一种锌片的制造装置，该装置利用片状化专用复合球磨研磨机，将球形锌粉片状化，从而使锌片的片状化程度优异，使孔隙率最小化，增强阻断腐蚀因子的效果，且通过随比表面积的增加而增强的防腐蚀性能，实现防腐蚀颜料的高性能化，另外通过连续式制造工序缩短制造时间，提高生产量，并且由于高收率而适于商业应用。

Claims

1.一种锌片的制造装置，该锌片的制造装置（10）包括储料槽（12）、循环泵（14）和复合球磨研磨机（20），所述复合球磨研磨机（20）通过流入通道（13）和流出通道（15）与储料槽（12）相连，使流入到储料槽（12）的混合原料循环，从而进行将球形锌粉片状化的工序，其特征在于，所述复合球磨研磨机（20）包括外筒（30）、内筒（40）和转子（50），所述外筒（30）形成有容纳由储料槽（12）供给的混合原料的内部空间（31），所述转子（50）位于所述外筒（30）的内部空间（31）内且由外部马达来驱动，所述内部空间（31）中填充有耐磨性强的球，所述球用于将球形锌粉片状化；所述内筒（40）的内部填充有球；所述内筒（40）由多个圆盘（41）构成，所述圆盘（41）的外径小于所述外筒（30）的内径，且所述圆盘（41）的内径大于位于所述内部空间（31）内的所述转子（50）的外径，所述圆盘（41）与所述流入通道（13）平行地以一定间隔设置，通过结合在所述外筒（30）的支撑杆（60）支撑，具有多层重叠的多层结构，在多个所述圆盘（41）之间沿着圆周方向设置间隔维持区（62），从而使流入到内筒（40）中进行片状化工序的混合原料排出到所述流出通道（15）。

2.根据权利要求1所述的锌片的制造装置，其中，所述流出通道（15）还包括冷却器（16），所述冷却器（16）用于防止从复合球磨研磨机（20）向储料槽（12）循环的混合原料的温度上升。