TWI665166B - Preparation method of high-efficiency composite active material zinc oxide powder - Google Patents

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Abstract

本發明一種高效複合活性材料氧化鋅粉末的製備方法，係一種提供橡塑膠成型硫化製作輔助用的高效複合活性氧化鋅材料粉末的製作方法，主要在通過以鹼液與鈣化合物的混合，配合鋅塩溶液添加，使其直接進行化學反應混合，藉以獲得預定PH值的沉澱液，經適當濾淨除水程序，得到粉末狀中間產物，將其適當烘乾，製成具奈米級高效複合活性之氧化鋅長晶材料，提供氧化鋅粉末產業的多元利用目的。

Description

一種高效複合活性材料氧化鋅粉末的製備方法
本發明係一種高效複合活性材料氧化鋅粉末的製備方法，係一種以含鈣化合物材料，將氧化鋅粉末通過混合及攪拌反應等製程，經適當濾淨除水、烘乾處理程序，使氧化鋅液得以在鈣化合物上形成奈米級的長晶附著，提供工業加工使用時，達到高效、迅速均勻混合使用的實用功效及目的。
一般橡塑膠產品產製定型時，通常仰賴氧化鋅粉末充為助劑，以達到硫化定型之輔助製作使用，而以一般使用的氧化鋅粉末之製作供給，最常見的是以金屬鋅錠做為基材，通過高達近1400℃高溫加熱融熔的製法加工，經過多重加工程序製作，方能提煉製出鋅粉末的添加材料，用以做為橡膠材料硫化定型時的輔助添加材料，然以類似的氧化鋅粉末加工，不僅成本高，且因為程序中的高溫加熱融熔製作及粉狀研磨等等加工製程，極為煩複費時，又各個製程均需藉助特殊使用設備，形成產製上成本及技術人力的依賴，使其產製成本相對極為高昂，連帶造成使用成本無法降低，尤其以傳統的研磨粉狀加工，其僅能達到一般的細顆目加工，相對材料使用數量及均勻添加混合的加工效果，一直無法有效的提升，面對各式材料加工細緻及迅速要求下，尤其 要保持產品品質提升之產製要件下，如何克服現行氧化鋅粉末產製效率及使用粉末顆粒細緻化，以方便均勻混合的使用需要，以現行氧化鋅粉末的製作方式，容有進一步研發改良的必要，此亦是本發明開發研究的主要緣由。
本發明人為專業橡膠材料供應及設計製造者，對於前述傳統硫化定型使用助劑之氧化鋅粉末，於產製使用製作設計上，不符實際多元使用需要的事實，特依多年於材料產製使用的經驗，開發出本發明的一種高效複合活性材料氧化鋅粉末的製備方法，以化學式的混合攪拌、附著形成中間材料，配合濾淨、烘乾程序，達到高效複合活性材料的產出，有效克服傳統氧化鋅粉末品質不穩定及產製技術層次高且冗長不便的不合實用性缺失。
本發明之主要創作目的在於：通過化學反應輔助，將鹼液與含鈣化合物混合，獲得鈣鹼混合物製作；再以氯化鋅溶液，與取出之鈣鹼混合物進行反應混合，獲得設定PH值的沉澱液，其反應式為ZnCl2+2NaOH→Zn(OH)2↓+2NaCl；通過濾淨除水後，再經烘乾處理，取得高效複合活性氧化鋅粉末，其後段反應式為Zn(OH)2+H 2 O ZnO，提供橡塑性材料硫化成型時，達到均勻的添加，有效達到成形後橡膠材料抗拉強度及延伸率提升，並且保持良好的硫變數據，符合實用安全添加使用之功效目的。
本發明的另一目的：在通過以化學式混合攪拌製作之氧化鋅材料粉末，經混合攪拌及濾淨，烘乾附著設計，達到奈 米級疊層式高效分子粉末成型，方便加工添加混合均勻且迅速，不僅使產品品質提升，更可大幅降低添加助劑、產製的工時及整體技術與成本，達到多元且符合經濟實惠的實用目的。
(10)‧‧‧原材料處理
(11)‧‧‧鋅化處理
(12)‧‧‧濾淨處理
(13)‧‧‧烘乾處理
(14)‧‧‧成品
第一圖：係本發明高效複合材料產製流程示意簡圖。
第二圖：係本發明氧化鋅包覆於碳酸鈣外觀參考照片。
第三圖：係本發明氧化鋅化粉末顆粒微米示意照片。
為方便 貴審查委員進一步瞭解本發明之氧化鋅材料粉末製作特徵及實用目的，謹配合下列實施例及製作簡圖，詳細說明如后：
本發明一種高效複合活性材料氧化鋅粉末的製備方法，主要提供與橡、塑性材料硫化成型使用添加材料，使橡膠硫化分佈更均勻，成型後的物性更符實用功效；為此所需的氧化鋅粉末材料將需達到更細緻且可迅速簡易取出，用以達到更符實用經濟安全實用的需要，其整個製程設計，請配合第一~三圖所示，以下配合由含鈣化合物製作之使用實施例，說明如下：整個氧化鋅粉末材料的製作與取得概分如下步驟，首先即是原材料處理(10)程序，以含鈣化合物為主要的原材料，做為本發明之混合取出的材料附著主體，其中所示的含鈣化合物，一般以碳酸鈣(純度98wt%)取用，將其置入到鹼液中，而鹼液一般通常以重量百分比濃度20wt%的氫氧化納(NaOH)溶液使用之，通過含鈣化合物與 鹼液的混合作用，獲得鈣鹼混合物溶液；再經一鋅化處理(11)程序，以純度99%的氯化鋅溶液中，使其加水稀釋調配成濃度為40wt%，按一般以具鋅塩的材料即可充用，取出定量的氯化鋅溶液，緩慢將氯化鋅溶液加入到原材料處理(10)後的鈣鹼混合物溶液中，將其攪拌均勻混合，其可以手動攪拌或機具輔助攪拌均勻，獲得PH值介於6.8至8.0的沉澱液，使兩種混合溶液進行化學反應混合，通過適當PH值的酸鹼控制，配合適當有效的攪拌混合操作，使其混合均勻並為適當的化學反應，反應式為ZnCl2+2NaOH→Zn(OH)2↓+2NaCl；將混合反應後的沉澱液，通過濾淨處理(12)，以濾布或濾紙的濾淨操作，使內含的水液流體濾乾，便可取得該混合化學反應的中間物料；而經過混合反應後的極細氧化鋅粉料，會沾附著於原來的鈣化合物體之表面上方呈疊層狀，再經過烘乾處理(13)，將化學反應後濾淨的中間產物，置入到烘乾機具內部，以150~250℃的高溫做烘乾處理，以約2小時的乾燥烘乾，便可獲得極細緻高效複合活性材料的氧化鋅粉末產品之成品(14)，如第二、三圖之檢視成品照片所示；而通過此一混合、沾附著處理，及濾淨、烘乾成形之粉末，於附著表層自然形成疊層花樣狀，其顆粒可達到奈米級的細小，可收到混合取用時達到省量，均勻且迅速混合使用的功效，並使整個氧化鋅材料加工使用達到兼具安全實用的目的。
以本發明所為氧化鋅粉末的成形製作，其以化學式的反應自然形成，整個加工時程大幅簡化縮短，更且無需特殊機 具操作依賴，便可簡易完成製作，尤其可大幅降低實際產製的技術，其僅需通過PH值的調整控制，便可使氧化鋅溶液與處理好的鈣鹼混合物攪拌混合出相對PH值的沉澱液料，經簡易的濾除所含水液流體，並將其直接置入烘乾機具內部做乾燥處理，即可完成高效複合的氧化鋅粉末材料製作，使整個產製速率大幅提升，有效縮短產製工時，更使整個產製技術大幅簡化降低，直接達到產製容易，符合經濟實用價值，為一全新高效複合氧化鋅粉末的產製方法的開發，從未見有類似的技術運用與使用，確為同業間全新且符合實用價值的高效材料使用及發明。
綜上所述，本發明一種高效複合活性材料氧化鋅粉末的製備方法，通過以鈣化合物與鹼液的混合物取出，與氧化鋅溶液攪拌混合反應取出設定PH值的沉澱液，經由濾淨及烘乾處理，達到高效複合的氧化鋅粉末的附著生成，提供經濟實惠又可連續簡易產製的橡膠硫化用助劑，具有經濟、量產使用之功效與目的，尤其高純度奈米化的粉末，更具產業利用價值，就其發明之實用功效與經濟價值特性，實已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。

Claims (6)

  1. 一種高效複合活性材料氧化鋅粉末的製備方法，包含有含鈣化合物及氯化鋅的溶液，經過混合、濾淨及烘乾等製程處理，其特徵在於：原材料處理，以含鈣化合物為原材料，做為混合取出的材料附著主體，將其置入到鹼液中混合作用，獲得鈣鹼混合物溶液；再經鋅化處理，將氯化鋅溶液緩慢加入到原材料處理後的鈣鹼混合物溶液中，攪拌混合均勻，取得PH值介於6.8至8.0的沉澱液，配合攪拌混合均勻反應操作；濾淨處理，使內含水液流體濾乾，取得混合化學反應的中間物料；再經過烘乾處理，將化學反應濾淨的中間物料，置入到烘乾機具內部，以150~250℃的高溫做烘乾處理，獲取細緻高效複合活性材料的氧化鋅粉末產品之成品。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的一種高效複合活性材料氧化鋅粉末的製備方法，其中含鈣化合物，以碳酸鈣(純度98wt%)取用。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的一種高效複合活性材料氧化鋅粉末的製備方法，其中鹼液以重量百分比濃度20wt%的氫氧化納(NaOH)溶液使用。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的一種高效複合活性材料氧化鋅粉末的製備方法，其中氯化鋅溶液為純度99%，使用時，加水稀釋調配成濃度為40wt%取用。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的一種高效複合活性材料氧化鋅粉末的製備方法，其中氯化鋅的取用，以一般鋅塩材料充用。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的一種高效複合活性材料氧化鋅粉末的製備方法，其中濾淨處理，以濾布或濾紙操作。
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