CN109867994A

CN109867994A - 一种穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料及其制备方法

Info

Publication number: CN109867994A
Application number: CN201910074255.5A
Authority: CN
Inventors: 焦志伟; 张涛; 邱森
Original assignee: North China University of Technology
Current assignee: North China University of Technology
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2019-06-11

Abstract

本发明公开了一种穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料及其制备方法，属于金属粉体材料制备及表面改性处理技术，首先将球形金属粉、助剂、溶剂和研磨介质按一定配比加入到球磨机中，在30～100转/分球磨转速下球磨4～15小时后，加入800～8000目的石墨粉，调解转速至10～50转/分继续研磨1～8小时，将球料分离，再进行料液分离，将物料烘干得到具有在空气和水性体系中高度稳定性的导电片状金属粉体材料。本发明制备的石墨穿插的油脂包覆片状金属粉体材料具有稳定性好、导电性好、成本低廉、易于实现工业化制备的特点。

Description

一种穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种金属粉体材料制备及表面改性处理技术，尤其涉及一种穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料及其制备方法。

背景技术

片状金属颜料是一种非常重要的颜料品种，它是由高纯度的球形金属粉体原料经过球磨压延工艺制备而成的一种二维片状金属粉体材料。相对于球形粉体材料，片状金属粉体材料具有以下特点：1、遮盖力大，对基体保护能力好；2、高反光性和高金属光泽；3、松装密度小，抗沉降性好。

在传统的制备方法中，片状金属颜料制备过程中一般要加入硬脂酸、油酸等油脂类表面活性剂作为助剂，以防止片状金属粉在空气中或涂液中发生反应，因此油脂包覆的致密度和结合力是影响片状金属粉体材料质量好坏的关键性指标。如专利号为201410331454.7的专利利用螯合剂作为过渡层，将片状金属和油脂通过化学键作用实现多层复合包覆，可有效提高片状金属粉体材料的包覆稳定性；申请号为201810382873.1的专利公开了一种石墨烯包覆的片状金属粉体材料及其制备方法，该方法将石墨烯用作鳞片状金属粉体材料的表面包覆剂，解决了石墨烯在涂料中的分散难题和包覆剂的导电问题，但石墨烯制备成本较高，且制备过程中易产生化学污染。申请号为201510228687.9的专利公开了一种鳞片状锌粉的制备方法，该方法制备的鳞片状锌粉表面包覆了硬脂酸/盐和表面活性剂，表面包覆层为不具备导电能力的油脂层，在后期使用过程中不破坏表面层的情况下，难以实现电化学防护作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料，所述的穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料为：

在片层状的金属粉体材料表面包覆了一层油脂保护层，油脂中间穿插填充了石墨微片的复合包层结构，所述的复合包层结构是指：在平行于金属粉体材料片层方向上，石墨和油脂是交叉布置的复合结构。

上述的穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料的制备方法，包括步骤：

A、将球形金属粉、助剂、溶剂和研磨介质加入到球磨机中，在30～100转/分球磨转速下球磨4～15小时后，加入800～8000目的石墨粉，调解转速至10～50转/分继续研磨1～8小时；

B、将球料分离，再进行料液分离，将物料烘干得到导电片状金属粉体材料。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料及其制备方法，利用油脂作为活性金属粉的表面包覆层，中间穿插石墨微片作为导电介质，可以在不破坏表面防护层的前提下实现涂层的电化学防护作用，成本低廉，具有极大的商业价值和应用前景。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料及其制备方法，其较佳的具体实施方式是：

所述的穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料为：

所述的油脂包括软脂酸、软脂酸锌、油酸、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、月桂酸中的一种或多种。

所述的油脂还包括硅油、聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚醚改性的聚二甲基硅氧烷、聚酯改性的聚二甲基硅氧烷、芳烷改性的聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。

所述的金属粉包括锌粉、铝粉、锌锡合金粉、锌铝合金粉、铜锌合金粉。

所述步骤A中，所述的助剂占所述的金属粉质量的0.1～5wt.％，所述的溶剂同金属粉的质量比为：0.7～1.5:1，所述的研磨介质同金属粉的质量比为：6～15:1，所述的石墨粉占所述的金属粉质量的0.1～4wt.％。

本发明的石墨穿插的油脂包覆片状金属粉体材料，解决了该类材料用作防腐涂层时的金属片之间的电子导通问题，有利于更好的发挥片状金属涂层的电化学防护效果，具有稳定性好、导电性好、成本低廉、易于实现工业化制备的特点。

本发明可得到具有在空气和水性体系中高度稳定的导电片状金属粉体材料。所述的复合包层结构是指在在平行于金属片层方向上，石墨和油脂是交叉复合结构，而非多层包覆结构。

在实施步骤中，通过第一步的球磨包覆，可获得研磨成片的具有油脂包覆的片状金属浆料。此时片状金属表面完全由油脂包覆，加入石墨粉后，在研磨介质的剪切摩擦和油脂性表面活性剂的作用下石墨粉会进一步剥离分散，形成具有几个片层厚的微小石墨粉，最终穿插在油脂中的石墨粉的片层数取决于第二步研磨的时间和转速，由于石墨粉穿插于油脂层中，起到连接金属基底和表面的电荷导通作用，因此能提高片状金属粉表面油脂隔离下的导电作用。另一方面，由于微小石墨粉相对于整个油脂包覆层添加量较小，不会改变片状金属粉的表面特性，因此所制备的片状金属材料仍然为油脂包覆特性，能保持片状金属粉的稳定并大幅度调高涂层的腐蚀防护性能。

具体实施例：

实施例1：

本实施例提供一种穿插石墨的油脂包覆的片状锌粉及其制备方法，该方法具体包括：

将10kg球形锌粉、0.42kg硬脂酸、30L溶剂油和150kg的研磨球加入到球磨机中，在65转/分球磨转速下球磨8小时后，加入50g的8000目的石墨粉，调转速至50转/分继续研磨2小时。将球料分离，分离后的料浆转移到离心机中进行料液分离，将物料烘干得到具有在空气和水性体系中高度稳定性的导电片状锌粉。

实施例2：

本实施例提供一种穿插石墨的油脂包覆的片状铝粉及其制备方法，该方法具体包括：

将10kg球形铝粉、0.8kg硬脂酸、40L溶剂油和150kg的研磨球加入到球磨机中，在65转/分球磨转速下球磨8小时后，加入50g的8000目的石墨粉，调转速至50转/分继续研磨2小时。将球料分离，分离后的料浆转移到离心机中进行料液分离，将物料烘干得到具有在空气和水性体系中高度稳定性的导电片状铝粉颜料。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料，其特征在于，所述的穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料为：

2.根据权利要求1所述的穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料的制备方法，其特征在于，所述的油脂包括软脂酸、软脂酸锌、油酸、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、月桂酸中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料的制备方法，其特征在于，所述的油脂还包括硅油、聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷、聚醚改性的聚二甲基硅氧烷、聚酯改性的聚二甲基硅氧烷、芳烷改性的聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料的制备方法，其特征在于，所述的金属粉包括锌粉、铝粉、锌锡合金粉、锌铝合金粉、铜锌合金粉。

5.一种权利要求1至4任一项所述的穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

6.根据权利要求5所述的穿插石墨的油脂包覆的片状金属粉体材料的制备方法，其特征在于，所述步骤A中，所述的助剂占所述的金属粉质量的0.1～5wt.％，所述的溶剂同金属粉的质量比为：0.7～1.5:1，所述的研磨介质同金属粉的质量比为：6～15:1，所述的石墨粉占所述的金属粉质量的0.1～4wt.％。