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納米片狀鋅粉制備工藝研究 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2013-12-17 10:55:32 瀏覽次數: |
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(中國粉體技術網/劉莉)納米片狀鋅粉在厚度方向的尺寸為納米量級,具有較大的徑厚比和超細超薄的特點,主要用于配置各種水性無機鹽涂料、無機富鋅底漆和達克羅涂料,在金屬防腐領域能更密實地附著于金屬基體表面,從而得到優越的防銹防腐性能,具有球形鋅粉無法比擬的優勢。
國內一般采用濕法研磨和低溫壓制法制備片狀鋅粉。采用濕式球磨和輥軋法技術制備出了微細鋅片,在工藝條件一致的前提下,雖然軋制法歷時比球磨法長,但是軋制法得到的微細鋅片的形狀、圓度和粒徑分布更適合涂料的技術要求。
華東理工大學喬素梅等人針對鋅粉的結構及性能要求,通過實驗的方法來研究片狀鋅粉的制備工藝。本文采用濕法微軋法,以38μm球狀鋅粉為原料,分別選用2mm球徑的鋼球和氧化鋯球作為微軋介質,有機溶劑乙二醇和200號溶劑油為微軋溶劑,在常溫20℃和高溫100℃下做對比試驗。在填充率一定的條件下,確定線速度為1.04m/s,球料比為1.2∶1(L/kg),液料比為0.6∶1(L/kg),表面處理劑加入量為鋅粉質量的3%,分別以微軋介質、微軋溶劑、微軋溫度為自變量,15~25μm粒徑的片狀鋅粉產率為因變量對比分析其片狀化進程,以達到粉碎極限作為微軋粉碎終止的標志。將微軋后的鋅粉漿液在離心機上固液分離后進行干燥,可制得平均粒徑大約20μm的片狀鋅粉。
納米片狀鋅粉的制備工藝全流程如下圖所示。
納米片狀鋅粉的制備工藝流程
通過不同微軋介質、微軋溶劑、微軋溫度等主要的工藝條件,在相同情況下進行鋅粉片狀化效果的對比實驗來探討上述工藝條件對鋅粉片狀化的微軋機制;以鋅粉產品的粒度頻率分布、粒徑累計分布、光亮度、片狀化程度、掃描電子顯微鏡形貌圖(SEM)等作為鋅粉片狀化的考核指標,探討鋅粉在微軋過程中的粒徑變化趨勢及成片規律。結合微軋過程中物料的流動和受力情況,得出適合片狀鋅粉向超細超薄方向生產的工藝條件及其選擇原則。
結果表明,鋅粉的微軋過程中以微軋力為理論依據,是控制相關的工藝參數,進而實現不同的工藝過程的重要途徑,通過對鋅粉片狀化的工藝條件的調整,可以制備出平均粒徑大約20μm的片狀鋅粉,其粒徑分布與形貌等技術參數基本達到國外同類鋅粉產品水平。
國外制備片狀鋅粉多采用冷軋微小鋅片法,尤其是日本NDS公司專有的片狀鋅粉生產技術所生產的的鋅粉平均粒徑為4~5μm,厚度為0.1~0.3μm,異種金屬的質量分數可達10-6級。這項技術僅有少數幾個國家能生產,國內還無研究能企及。因此,在響應國家重點開發和批量生產超細鋅粉、推動技術升級和產業結構優化的號召下,研究制備超細片狀鋅粉工藝具有重要的現實和長遠意義。
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