CN103341632A - 一种干法制备片状锌粉的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种干法制备片状锌粉的工艺，属于金属粉体材料的加工技术领域。将锌粉和球磨介质加入密闭的滚筒球磨机中，在滚筒球磨机中加入复合助剂，并向滚筒球磨机筒体内部通入惰性气体和空气体积比为70～95：30～5的混合气体，保持滚筒球磨机内部的温度为30～80℃，然后在转速为30～100r/min的条件下球磨5～20h，得到平均粒度为5～25μm、松装密度为0.7～1.2g/L、通过45μm筛下的过筛率≥98wt%的超细片状锌粉。该方法流程短、操作简便、产品粒度分布均匀、收得率高、投资少。
Description
技术领域
本发明涉及一种干法制备片状锌粉的工艺，属于金属粉体材料的加工技术领域。
背景技术
超细片状锌粉主要应用于无铬锌基涂料、交美特、达克罗涂覆技术以及锌烙黄涂液的开发与生产，且广泛应用于有机和水性涂料，在轿车、雷达、军舰、坦克、汽车配件、铁塔等表面处理粉末喷涂也均用到超细片状锌粉。
公开号为CN101391305A的“一种超细片状锌粉和锌浆的制造方法”，该专利采用湿法工艺将原料锌粉与溶剂、表面包覆剂按比例投入到球磨机中球磨30~100min，接着在分散设备中分散2~3h，过后进行固液分离，在80~120℃下干燥5~8h，得到超细片状锌粉。公开号为CN1513628A的“鳞片状锌粉生产方法”，该专利将原料锌粉、钢球、球磨助剂、液体润滑剂、和200#溶剂油按比例加入球磨机，球磨5~8h后旋流分级，在液体表面改性剂中至少处理30min，过滤后于60℃干燥烘干，再次进行干法球磨表面改性2~10h。上述专利方法均采用了湿法球磨工艺，过程须经固液分离、干燥烘干工序，工艺复杂、效率低，且烘干过程中易造成锌粉氧化和团聚，干燥后的锌粉中会残留部分媒介，影响产品的性能和质量，另外设备投资大。
公开号为CN90110391.8的“鳞片状合金粉末的制造方法”，该专利公开了用于印制、喷涂的鳞片状合金粉末的制造方法，该工艺通过控温控氧干法球磨，在150~250℃的状态下通入纯氧以控制氧化度，从而提高鳞片状合金粉末的金属光泽和延展性，其技术特征通入热空气循环式干法球磨，经着色处理和上膜包覆而成。该工艺主要针对铜以及铜锌合金粉体的制备，通入的高温气体不适合片状锌粉的制备。公开号为CN1513629A的“一种鳞片状金属粉末的制造方法” 为发明人蔡晓兰本人的专利，该专利采用干法制备片状锌粉，球磨转速为300～1300 r/min，由于球磨机转速太高，球磨过程中会形成焊合，需要分散工艺，粉体焊合较多，粒度不够均匀，松装密度高达1～1.2 g/ml（过高），设备要求高和成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提出一种干法制备片状锌粉的工艺，该工艺通过控制球磨转速和球磨时间，通入氮气和空气的混合气体，加入一定的助磨剂，从而提高片状锌粉的延展性和粒度的均匀性。该方法流程短、操作简便、产品粒度分布均匀、收得率高、投资少。
本发明的技术方案包括以下步骤：将锌粉和球磨介质加入密闭的滚筒球磨机中，在滚筒球磨机中加入复合助剂，并向滚筒球磨机筒体内部通入惰性气体和空气体积比为70～95：30～5的混合气体，保持滚筒球磨机内部的温度为30～80℃，然后在转速为30～100 r/min的条件下球磨5～20h，得到平均粒度为5～25μm、松装密度为0.7～1.2g/L、通过45μm筛下的过筛率≥98wt%的超细片状锌粉。
所述锌粉中金属锌的含量为97～99wt%，锌粉的粒度为100～500目。
所述锌粉和球磨介质的体积比为5～20：1，球磨介质为直径5～50mm的轴承钢球。
所述复合助剂为硬脂酸、硬脂酸锌、聚乙烯醇或棕榈酸中的一种或几种任意比例混合物，加入量为锌粉质量的1～5wt%。
所述滚筒球磨机的筒体内壁均匀分布有5～30个加强筋，如图1所示，加强筋为在滚筒球磨机内壁设置的圆柱状突起，球磨机筒体旋转时，加强筋带动磨球一起旋转，且由加强筋带至一定高度后落下，这样，可以充分利用筒体内部空间，由磨球充分混合粉碎物料。
所述滚筒球磨机内部各处的温度保持均匀。
所述滚筒球磨机筒体内通入的惰性气体为氮气或氩气，并且连续不间断的通入球磨筒体，气体在系统内循环使用。
本发明与公知技术相比具备的优点或积极效果：本技术采用改进型的滚筒球磨机和干法工艺制备超细片状锌粉，混合采用混合气体连续不间断的通入球磨仓体内和改进的冷凝器，省略了湿法工艺中的固液分离和真空干燥工序，缩短了工艺和提高了生产效率，球磨仓体内的气体成分和压力保持不变，并可以保持球磨仓体和粉体温度恒定，产品质量稳定可靠。采用的复合球磨助剂有利于粉体的表面改性和表面包覆，改善了粉体的分散性、降低了松装密度。得到的片状锌粉粒度均匀、松装密度低（符合国家标准规定的松装密度）、片状化高和分散性好的超细片状锌粉。
附图说明
图1为本发明的滚筒球磨机内部圆柱状突起的分布示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施方式一：本实施例的干法制备片状锌粉的工艺的具体步骤包括如下：将粒度为100～400目、锌的含量为97wt%的锌粉和球磨介质加入滚筒球磨机（滚筒球磨机的筒体内壁均匀分布有25个加强筋）中，在滚筒球磨机中加入复合助剂（硬脂酸、苯黄酸钠的任意比例混合物，加入量为锌粉质量的5wt%），并向滚筒球磨机筒体内部通入惰性气体和空气体积比为70： 5的混合气体，保持滚筒球磨机内部的温度为80℃，筒体内部各处温度保持混匀，然后在转速为60 r/min的条件下球磨7h，得到平均粒度为11.50μm、松装密度为0.80g/L、通过45μm筛下的过筛率99wt%的超细片状锌粉。
实施方式二：本实施例的干法制备片状锌粉的工艺的具体步骤包括如下：将粒度为300～500目、锌的含量为99wt%的锌粉和球磨介质加入滚筒球磨机（滚筒球磨机的筒体内壁均匀分布有30个加强筋）中，在滚筒球磨机中加入复合助剂（硬脂酸、硬脂酸锌、或棕榈酸中的任意比例混合物，加入量为锌粉质量的1wt%），并向滚筒球磨机筒体内部通入惰性气体和空气体积比为95： 5的混合气体，保持滚筒球磨机内部的温度为30℃，筒体内部各处温度保持混匀，然后在转速为100 r/min的条件下球磨5h，得到平均粒度为15.5μm、松装密度为1.05g/L、通过45μm筛下的过筛率98wt%的超细片状锌粉。
实施方式三：本实施例的干法制备片状锌粉的工艺的具体步骤包括如下：将粒度为200～500目、锌的含量为98wt%的锌粉和球磨介质加入滚筒球磨机（滚筒球磨机的筒体内壁均匀分布有15个加强筋）中，在滚筒球磨机中加入复合助剂（硬脂酸锌、苯黄酸钠或棕榈酸中的任意比例混合物，加入量为锌粉质量的3wt%），并向滚筒球磨机筒体内部通入惰性气体和空气体积比为80：20的混合气体，保持滚筒球磨机内部的温度为60℃，筒体内部各处温度保持混匀，然后在转速为30 r/min的条件下球磨20h，得到平均粒度为25μm、松装密度为0.7g/L、通过45μm筛下的过筛率98.5wt%的超细片状锌粉。
实施方式四：本实施例的干法制备片状锌粉的工艺的具体步骤包括如下：将粒度为100～500目、锌的含量为97.8wt%的锌粉和球磨介质加入滚筒球磨机（滚筒球磨机的筒体内壁均匀分布有5个加强筋）中，在滚筒球磨机中加入复合助剂（硬脂酸，加入量为锌粉质量的2wt%），并向滚筒球磨机筒体内部通入惰性气体和空气体积比为70：30的混合气体，保持滚筒球磨机内部的温度为40℃，筒体内部各处温度保持混匀，然后在转速为40 r/min的条件下球磨12h，得到平均粒度为5μm、松装密度为1.2g/L、通过45μm筛下的过筛率98.9wt%的超细片状锌粉。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种干法制备片状锌粉的工艺，其特征在于具体步骤包括如下：将锌粉和球磨介质加入滚筒球磨机中，在滚筒球磨机中加入复合助剂，并向滚筒球磨机筒体内部通入惰性气体和空气体积比为70～95：30～5的混合气体，保持滚筒球磨机内部的温度为30～80℃，然后在转速为30～100 r/min的条件下球磨5～20h，得到片状锌粉。
2.根据权利要求1所述的干法制备片状锌粉的工艺，其特征在于：所述锌粉中金属锌的含量为97～99wt%，锌粉的粒度为100～500目。
3.根据权利要求1所述的干法制备片状锌粉的工艺，其特征在于：所述锌粉和球磨介质的体积比为5～20：1，球磨介质为直径5～50mm的轴承钢球。
4.根据权利要求1所述的干法制备片状锌粉的工艺，其特征在于：所述复合助剂为硬脂酸、硬脂酸锌、苯黄酸钠或棕榈酸中的一种或几种任意比例混合物，加入量为锌粉质量的1～5wt%。
5.根据权利要求1所述的干法制备片状锌粉的工艺，其特征在于：所述滚筒球磨机的筒体内壁均匀分布有5～30个圆柱状突起。
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