CN1201889C - 鳞片状锌粉生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种鳞片状锌粉生产方法，由选料、搅拌球磨、旋流器分级和两次表面改性五个生产工序组成，本发明方法采用独特的旋流器组合分级工序，采用两道工序进行表面处理，即表面涂覆抗氧化膜和涂覆有机定向漂浮膜，提高锌粉的抗氧化能力、漂浮性和分散性，能够得到片状化程度高、粉体粒度范围精确、涂覆性能优良的鳞片状锌粉；本发明还具有工艺过程简单，操作方便，设备投资省，占地少，见效快等优点。
Description
技术领域：本发明涉及金属腐蚀与防护、粉体材料技术领域，具体是一种鳞片状锌粉的生产方法。
背景技术：腐蚀遍及国民经济和国防建设的各个领域，涉及到方方面面，由腐蚀所造成的经济损失是巨大的，约占国民经济生产总值的2-4％。腐蚀每时每刻都在吞噬金属，由腐蚀所吞噬的钢材约占总产量的10％。腐蚀危害正常生产，环境保护和人民的身体健康。因此，防止金属腐蚀不仅是经济问题，而且关系到环境保护，节约资源和能源的重大战略问题。
为解决上述问题，人们在生产实践和科学实验中开发了许多有效的防护措施。其中金属表面防护是较为经济和方便的一种，因而得到广泛的应用。但是沿用上百年的镀锌、热浸锌、镀铬、镀镉和锌基合金镀层的传统工艺技术，由于处理过程中公害严重，且镀铬和镀镉还有毒，危害人民身心健康。虽然企业采取了积极的治理措施，但无法从根本上解决废水、废气和废渣的排放问题。当今世界，追求有利于保护环境的生产方式，正成为一种科学理念下的时代潮流。21世纪全球的主题是环境保护。因此，那些污染环境的电镀品种将逐渐被清洁的新技术所取代，这是必然的发展趋势。
高耐蚀锌基涂层技术的出现，从根本上解决传统电镀环境污染问题，开创了一种全新的绿色涂覆技术，被誉为国际表面处理行业具有划时代意义的新技术。其优良的性能使其在汽车工业、建筑、电力、化工、海洋工程、电器、公路、铁路、桥梁、造船、军事工业等领域得到了广泛的应用。该技术可代替电镀锌、电镀镉、热浸锌、热喷锌、机械镀锌、锌基合金镀层、氧化、磷化处理等多种表面防护技术，适用多种基体材料，如钢铁及有色金属，包括铝、镁及镁合金、镍、锌及其合金等。
高耐蚀锌基涂层技术的原理在于：由片状锌粉、铝粉、铬酸盐、还原剂、添加剂和去离子水组成的涂液，涂覆于工件表面，在热固化时，涂液中的六价铬被还原剂所还原，生成水不溶性非晶态铬氧化物(nCrO3·mCr2O3)，它把数十层重叠的片状锌、铝相互粘结，形成锌铝涂层。
鳞片状锌粉是高耐蚀锌基合金涂层的重要原料，其质量的好坏直接影响到涂层的质量。在现有的锌粉生产工艺中，均是关于球状锌粉的，而有关鳞片状锌粉的专利还未见公开报道。
发明内容：本发明的目的在于提出一种鳞片状锌粉生产方法，该方法操作简便、产品粒度分布均匀、漂浮性好。
本发明的生产工序由选料、搅拌球磨、旋流器分级和两次表面改性等五个部分组成。
原料选择粒度在160～325目之间，且金属锌含量大于99％的不规则球状金属粉；按球料比为15～40∶1的比例向球磨机内加入钢球和原料金属粉，采用单一球径钢球，钢球直径为φ4～8毫米。按原料重量的5～15％加入球磨助剂、按原料重量的4～12ml/Kg加入液体润滑剂，用200#溶剂油作研磨介质湿磨，球磨时转速为100～500转/分，球磨5～8小时；旋流器对球磨机放出的料浆进行两次分级，第一次除去小于8微米的粉体，第二次除去大于12微米的粉体，保证得到8～12微米粒度分布率大于80％的粉；对粉体进行两次表面改性处理，涂覆二层保护膜，第一次表面改性在表面涂覆抗氧化膜，粉体在抗氧化剂溶液中停留的时间不少于30分钟，经改性后的粉过滤，于温度60℃烘干，第二次表面改性在表面涂覆定向漂浮膜，按球料比为1～10∶1的比例加入质量较轻的玻璃球，玻璃球球径在φ2～6毫米之间，按改性粉总质量的0.5～1.5％加入表面改性剂作研磨介质对粉体进行干法球磨，球磨时转速为20～50转/分，时间2～10小时。
所述球磨助剂为金属皂类，如硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸铝中的一种或几种；液体润滑剂为丙三醇，聚乙二醇，松油醇，三乙醇胺中的一种或几种。
所述的第一次表面改性时所用抗氧化剂溶液为200#溶剂油、乙醇、苯并三氮唑、有机磷化合物中的一种或几种。
所述的第二次表面改性所用表面改性剂是聚氧乙烯脂肪醇醚、聚乙烯吡咯烷酮、二氧化钛、氧化锌、氧化铝或二氧化硅中的一种或几种。
经过第二次表面改性后的合格产品用塑料袋真空包装入库。
本发明与公知技术相比具有的优点或积极效果：
1、本发明采用较高质量的金属粉作为原料，能够得到片状化程度高、涂覆性能优良的鳞片状锌粉；
2、本发明采用独特的旋流器组合分级工序，能够得到粒度范围精确的粉体，保证了后续锌基合金涂层用和富锌涂料用鳞片状锌粉的质量；
3、本发明采用两道工序进行表面处理，提高锌粉的抗氧化能力、漂浮性和分散性；
4、本发明工艺过程简单，操作方便，设备投资省，占地少，见效快。
附图说明：图1是本发明的生产工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图进一步详述。
实施例：本发明由选料、搅拌球磨、旋流器分级、第一次和第二次表面改性五步生产工序。采用的主要设备有：搅拌球磨机、旋流器分级机、过滤设备、鼓风干燥箱、滚筒球磨机。
一、选料工序采用粒度在200目，且金属锌含量大于99％的球状金属粉作为原料。
二、搅拌球磨采用湿法球磨。分以下几步完成：(1)在球磨机内加入钢球、研磨介质、原料金属粉、球磨助剂和液体润滑剂；(2)打开球磨机外套循环水；(3)在选定的转速下开球磨机；(4)球磨过程；(5)完毕后关机，关球磨机外套循环水，从球磨机下端放出料浆。
搅拌球磨中使用的研磨介质为200#溶剂油，球磨助剂为硬脂酸锌，按原料重量的5～15％加入，液体润滑剂为丙三醇，加入钢球为单一直径，钢球直径介于4～8毫米之间，钢球加入量根据球磨机的容量来确定。可按下述的比例确定：如球磨机容量为5升，加入直径4毫米的钢球15～20公斤，原料金属粉0.1～1公斤，200#溶剂油2～4公斤，硬脂酸锌8～20克，丙三醇12～20毫升。开机球磨，转速为100～500转/分，球磨5～8小时。出料时，先从球磨机下端放出料浆，用200#溶剂油清洗干净钢球和球磨机内壁附着的粉。搅拌球磨得到的粉进入旋流器分级工序。
三、旋流器分级分以下几步完成：(1)将从球磨机下端放出的料浆送入1#储液桶，并混合均匀；(2)将混合均匀的料浆泵送入1#旋流器中，粒度范围在1～8微米的细粉从溢流口分离，放入细粉池，底流口分离出大于8微米的粉，进入2#储液桶；(3)将2#储液桶内料浆混合均匀；(4)将2#储液桶中料浆泵入2#旋流器中，粒度范围在8～12微米的粉从溢流口分离进入成品池，底流口分离出大于12微米的粉，进入粗粉池。粗粉经沉淀后返回搅拌球磨工序重新处理。
旋流器分级过程是本发明工艺中的特殊组合，采用两台旋流器分级，1#旋流器除去小于8微米的细粉，2#旋流器除去大于12微米的粗粉，通过两级分级，保证成品的粒度分布范围稳定，8～12微米的片状金属粉的粒度分布率大于80％。
四、第一次表面改性(表面涂覆抗氧化膜)工序，分以下几步完成：(1)配制抗氧化剂溶液；(2)将成品池中上清液抽去，将抗氧化剂溶液注入成品池，混合均匀，保证粉在抗氧化剂溶液中的停留时间不少于30分钟；(3)表面改性后的粉用工业滤布过滤，送入鼓风干燥箱烘干，烘干温度60℃。
五、第二次表面改性，即涂覆有机定向漂浮膜，分以下几步完成：(1)将第一次表面改性后的粉送入滚筒式球磨机；(2)加入玻璃球介质和表面改性剂球磨。
第二次表面改性球磨方式采用干法球磨，加入质量较轻的玻璃球为研磨介质，球径范围是φ2～6毫米之间，表面改性剂是聚氧乙烯脂肪醇醚和二氧化硅的混合物，加入量为改性粉总质量的0.5～1.5％。球磨时转速为20～50转/分，时间2～10小时。如加入直径2毫米的玻璃球2公斤，加入待处理粉体1公斤，表面改性剂10克，球磨转速20转/分，时间5小时。经过质量检验，合格产品用塑料袋真空包装入库。
Claims (8)
1.一种鳞片状锌粉生产方法，由选料、球磨、分级、表面改性处理工序组成，其特征在于：
a、采用粒度为160～325目的锌粉为原料，按球料比为15～40∶1的比例向球磨机内加入钢球和原料金属粉，按原料重量的5～15％加入球磨助剂、按原料重量的4～12ml/Kg加入液体润滑剂，用200#溶剂油作研磨介质湿磨，球磨时转速为100～500转/分，球磨5～8小时；
b、旋流器对球磨机放出的料浆进行两次分级，第一次除去小于8微米的粉体，第二次除去大于12微米的粉体，保证得到8～12微米粒度分布率大于80％的粉；
c、对粉体进行两次表面改性处理，涂覆二层保护膜，第一次表面改性在表面涂覆抗氧化膜，粉体在抗氧化剂溶液中停留的时间不少于30分钟，改性后的粉过滤，于温度60℃烘干，第二次表面改性在表面涂覆定向漂浮膜，按球料比为1～10∶1的比例加入质量较轻的玻璃球、按改性粉总质量的0.5～1.5％加入表面改性剂作研磨介质对粉体进行干法球磨，球磨时转速为20～50转/分，时间2～10小时。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：球磨助剂为金属皂类。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：球磨助剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸铝中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：液体润滑剂为丙三醇，聚乙二醇，松油醇，三乙醇胺中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：球磨机采用单一球径钢球，钢球直径为φ4～8毫米。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：第一次表面改性时所用抗氧化剂溶液为200#溶剂油、乙醇、苯并三氮唑、有机磷化合物中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：第二次表面改性所用表面改性剂是聚氧乙烯脂肪醇醚、聚乙烯吡咯烷酮、二氧化钛、氧化锌、氧化铝或二氧化硅中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：第二次表面改性时加入的玻璃球球径在φ2～6毫米之间。
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