本發(fā)明涉及化工材料制備工藝領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種凹印銅金粉制備方法。
背景技術(shù)：
銅金粉是以銅鋅金屬為主要原料，經(jīng)過特殊機械加工和表面化學(xué)處理制成，它能夠呈現(xiàn)黃金光澤、具有金碧輝煌的效果。被廣泛應(yīng)用于飛金、金漆、工藝品涂層、紙張印金、塑料印金和橡皮凹版印金等涂料、印刷行業(yè)，但是傳統(tǒng)的銅銅金粉耐高溫性差，不具有抗氧化性，放置在空氣中容易變色，從而失去金屬光澤感；另外，隨著人們對環(huán)境保護意識的加強及環(huán)保法規(guī)的健全和完善，溶劑型油墨將被水性油墨部分取代，而水性油墨的ph值是弱堿性的，銅銅金粉在弱堿性的水性印刷介質(zhì)中更容易發(fā)生氧化和腐蝕，從而出現(xiàn)失去光澤、分散困難等問題?，F(xiàn)有銅金粉已經(jīng)不能完全滿足目前市場需要，這需要對其表面進行改性以達到提高銅銅金粉抗氧化的目的，銅金粉表面改性的主要方法是根據(jù)需要在其表面引入一層包覆材料，通過包覆材料的處理，金屬粉體表面被有機基團所覆蓋，從而具有良好的抗氧化性和耐腐蝕性。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種凹印銅金粉制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中制備的銅金粉含氧量高，細粉率低，金屬光澤感不強，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的技術(shù)問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種凹印銅金粉制備方法，包括以下步驟：
步驟一：稱取原料：稱取銅塊、鋅塊和鋁塊；
步驟二：原料熔融：將銅塊、鋅塊和鋁塊加入熔煉爐，將原料重量0.3％～0.7％的金屬鈉加入熔煉爐中，在高溫下將原料熔煉得到熔融金屬混合液，且在熔煉過程中分批加入原料重量0.5％～0.8％的碳酸氫鈉；
步驟三：水霧化制粉：霧化過程中噴射頂角為40～50度，噴孔直徑為2.5～5.0mm，霧化壓力為15～20mpa；
步驟四：清洗：將粉末中水濾掉，用水清洗然后過濾；
步驟五：烘干：將清洗過濾后粉末通過干燥爐進行烘干；
步驟六：拋光，將烘干后粉末和拋光助劑加入到拋光機中，進行拋光處理；
步驟七：過篩，將拋光后得到粉末過篩得到50～100目的銅金粉。
金屬鈉更加活潑，在加熱條件下更容易和空氣中氧氣反應(yīng)生成氧化鈉，減少金屬鋅、金屬銅或金屬鋁在熔煉過程中被空氣中氧氣氧化程度，從而降低銅金粉的含氧量，在熔煉過程中分批加入碳酸氫鈉，是因為碳酸氫鈉在加熱條件下可以分解成碳酸鈉、水和二氧化碳氣體，碳酸鈉在高溫下又可以繼續(xù)分解為氧化鈉和二氧化碳氣體，所以在熔煉過程中氣體小分子在熔體內(nèi)部擴散，對熔融金屬混合液產(chǎn)生微觀攪拌作用，以改善各金屬混合不均勻的問題，另外產(chǎn)生的氣體還可以阻止空氣接觸金屬混合液，在霧化過程中，熔融金屬混合液中的氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉，氫氧化鈉能夠增大金屬混合液的表面張力，使得更容易生成規(guī)則的球形顆粒，微觀形貌更規(guī)則，從而提高熔金粉的金屬光澤度。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述原料中銅的質(zhì)量百分比為70％～95％，鋅的質(zhì)量百分比為4％～25％，鋁的質(zhì)量百分比為0.5～6％。此比例得到的銅金粉金屬光澤感較強，遮蓋力強。
作為本發(fā)明的進一步改進，在所述步驟二原料熔融時先將鋅塊和金屬鈉放置在熔煉爐中加熱到450～550℃，使鋅塊完全熔解，將鋁塊和金屬鈉在500～650℃預(yù)熱后加入到熔煉爐中，并加入碳酸氫鈉，將熔爐溫度升至750～800℃，使鋁塊完全熔解，將銅塊和金屬鈉在800～1000℃預(yù)熱后加入到熔煉爐中，并加入碳酸氫鈉，將熔煉爐溫度升至1250～1350℃，使銅塊完全熔解。
金屬銅、鋁和鋅的熔點依次降低，在金屬熔融過程中若是將銅塊、鋁塊和鋅塊同時混融，會出現(xiàn)熔解較慢，耗能較多，混合不充分的情況，按照熔點從低到高的順序依次熔融鋅塊、鋁塊和銅塊，熔解較快，耗能較少，混合較均勻，將鋁塊和銅塊預(yù)熱后再加入已經(jīng)高溫熔融的鋅液中，能盡可能加快鋁塊和銅塊的熔融，在鋁塊熔融的過程中，高溫鋅液的流動能促進鋁塊的熔融，在銅塊熔融的過程中，高溫鋅液和鋁液的流動能促進銅塊的熔融，將最高溫度控制在1350℃，是因為在此溫度下進入下一步水霧化過程，能得到更好的霧化效果，得到顆粒更小的銅金粉顆粒。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟三中水霧化制粉分兩次進行霧化，第二次霧化用含乙醇的冷水進行，將第二次霧化所用噴嘴設(shè)置在第一次霧化所用噴嘴下方，且第二次霧化所用噴嘴位于第一次霧化所用噴嘴下方0.5～1cm處，第二次霧化中噴射頂角為18～24度，噴孔直徑為3.0～4.5mm，霧化壓力為20～35mpa，水溫為1～5℃。通過增加第二次霧化，在第一次霧化后經(jīng)過第二次霧化急冷水的作用，一方面可以進一步提高銅金粉的球形度，另一方面還能使銅金粉的顆粒更小，粒徑分布更均勻。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述拋光助劑包括硬脂酸、十二烷基硫酸鈉、椰油酰二乙醇胺氧化胺、聚乙二醇二環(huán)氧乙烷甲基醚和聚疊氮縮水甘油醚。在拋光過程中，聚疊氮縮水甘油醚和聚乙二醇二環(huán)氧乙烷甲基醚可以吸附于銅金粉顆粒表面，形成致密的定向排列的吸附層，從而使銅金粉顆粒能夠抗高溫，椰油酰二乙醇胺氧化胺能夠促進聚疊氮縮水甘油醚和聚乙二醇二環(huán)氧乙烷甲基醚均勻吸附在銅金粉顆粒表面，椰油酰二乙醇胺氧化胺和還能夠使銅金粉顆粒表面更加平整，使銅金粉的亮度更高。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述拋光助劑各組分和粉末的重量百分比為硬脂酸0.2％～0.6％、十二烷基硫酸鈉0.01％～0.05％、椰油酰二乙醇胺氧化胺0.3％～0.5％、聚乙二醇二環(huán)氧乙烷甲基醚0.1％～0.4％、聚疊氮縮水甘油醚0.3％～0.6％。此比例下的拋光助劑各成分組成能達到更好的協(xié)同效果。
本發(fā)明的凹印銅金粉制備方法，通過在原料熔融過程中加入氧化鈉和碳酸氫鈉，降低了銅金粉的含氧量，使顆粒微觀形狀更規(guī)則，通過在拋光過程中加入拋光助劑使得到的銅金粉抗氧化，耐高溫性能好，金屬光澤感強，本發(fā)明的制備方法生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性高，制備的銅金粉含氧量低，細粉率高，金屬光澤感強。
具體實施方式
下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的詳述。
實施例1
步驟一：稱取原料：稱取85kg銅塊、10kg鋅塊和5kg鋁塊；
步驟二：原料熔融：先將鋅塊和0.03kg金屬鈉放置在熔煉爐中加熱到450℃，使鋅塊完全熔解，然后將鋁塊和0.015kg金屬鈉在500℃預(yù)熱后加入到熔煉爐中，并加入0.05kg碳酸氫鈉，將熔爐溫度升至750℃，使鋁塊完全熔解，然后將銅塊和0.255kg金屬鈉在800℃預(yù)熱后加入到熔煉爐中，并加入0.45kg碳酸氫鈉，將熔煉爐溫度升至1250℃，使銅塊完全熔解，得到熔融金屬混合液。
步驟三：水霧化制粉：分兩次進行霧化，第二次霧化所用噴嘴位于第一次霧化所用噴嘴下方0.5cm處，第一次霧化過程中噴射頂角為40度，噴孔直徑為2.5mm，霧化壓力為15mpa；第二次霧化用含乙醇的冷水進行，第二次霧化中噴射頂角為18度，噴孔直徑為3.0mm，霧化壓力為20mpa，水溫為1℃。
步驟四：清洗：將粉末中水濾掉，用水清洗然后過濾；
步驟五：烘干：將清洗過濾后粉末通過干燥爐進行烘干；
步驟六：拋光，將烘干后粉末和拋光助劑加入到拋光機中，進行拋光處理，拋光助劑各組分和粉末的重量百分比為硬脂酸0.2kg、十二烷基硫酸鈉0.01kg、椰油酰二乙醇胺氧化胺0.3kg、聚乙二醇二環(huán)氧乙烷甲基醚0.1kg、聚疊氮縮水甘油醚0.3kg；
步驟七：過篩，將拋光后得到粉末過篩得到50目的銅金粉。
實施例2
步驟一：稱取原料：稱取70kg銅塊、25kg鋅塊和5kg鋁塊；
步驟二：原料熔融：先將鋅塊和0.15kg金屬鈉放置在熔煉爐中加熱到500℃，使鋅塊完全熔解，然后將鋁塊和0.03kg金屬鈉在600℃預(yù)熱后加入到熔煉爐中，并加入0.07kg碳酸氫鈉，將熔爐溫度升至800℃，使鋁塊完全熔解，然后將銅塊和0.42kg金屬鈉在900℃預(yù)熱后加入到熔煉爐中，并加入0.63kg碳酸氫鈉，將熔煉爐溫度升至1300℃，使銅塊完全熔解，得到熔融金屬混合液。
步驟三：水霧化制粉：分兩次進行霧化，第二次霧化所用噴嘴位于第一次霧化所用噴嘴下方0.8cm處，第一次霧化過程中噴射頂角為45度，噴孔直徑為3.5mm，霧化壓力為18mpa；第二次霧化用含乙醇的冷水進行，第二次霧化中噴射頂角為20度，噴孔直徑為4mm，霧化壓力為20mpa，水溫為3℃。
步驟四：清洗：將粉末中水濾掉，用水清洗然后過濾；
步驟五：烘干：將清洗過濾后粉末通過干燥爐進行烘干；
步驟六：拋光，將烘干后粉末和拋光助劑加入到拋光機中，進行拋光處理，拋光助劑各組分和粉末的重量百分比為硬脂酸0.5kg、十二烷基硫酸鈉0.03kg、椰油酰二乙醇胺氧化胺0.4kg、聚乙二醇二環(huán)氧乙烷甲基醚0.1kg、聚疊氮縮水甘油醚0.6kg；
步驟七：過篩，將拋光后得到粉末過篩得到60目的銅金粉。
實施例3
步驟一：稱取原料：稱取75kg銅塊、24kg鋅塊和1kg鋁塊；
步驟二：原料熔融：先將鋅塊和0.168kg金屬鈉放置在熔煉爐中加熱到520℃，使鋅塊完全熔解，然后將鋁塊和0.007kg金屬鈉在630℃預(yù)熱后加入到熔煉爐中，并加入0.05kg碳酸氫鈉，將熔爐溫度升至780℃，使鋁塊完全熔解，然后將銅塊和0.525kg金屬鈉在850℃預(yù)熱后加入到熔煉爐中，并加入0.45kg碳酸氫鈉，將熔煉爐溫度升至1280℃，使銅塊完全熔解，得到熔融金屬混合液。
步驟三：水霧化制粉：分兩次進行霧化，第二次霧化所用噴嘴位于第一次霧化所用噴嘴下方0.9cm處，第一次霧化過程中噴射頂角為45度，噴孔直徑為3.5mm，霧化壓力為15mpa；第二次霧化用含乙醇的冷水進行，第二次霧化中噴射頂角為24度，噴孔直徑為3.5mm，霧化壓力為30mpa，水溫為4℃。
步驟四：清洗：將粉末中水濾掉，用水清洗然后過濾；
步驟五：烘干：將清洗過濾后粉末通過干燥爐進行烘干；
步驟六：拋光，將烘干后粉末和拋光助劑加入到拋光機中，進行拋光處理，拋光助劑各組分和粉末的重量百分比為硬脂酸0.4kg、十二烷基硫酸鈉0.03kg、椰油酰二乙醇胺氧化胺0.3kg、聚乙二醇二環(huán)氧乙烷甲基醚0.2kg、聚疊氮縮水甘油醚0.3kg；
步驟七：過篩，將拋光后得到粉末過篩得到80目的銅金粉。
實施例4
步驟一：稱取原料：稱取90kg銅塊、8kg鋅塊和2kg鋁塊；
步驟二：原料熔融：先將鋅塊和0.032kg金屬鈉放置在熔煉爐中加熱到540℃，使鋅塊完全熔解，然后將鋁塊和0.008kg金屬鈉在580℃預(yù)熱后加入到熔煉爐中，并加入0.06kg碳酸氫鈉，將熔爐溫度升至790℃，使鋁塊完全熔解，然后將銅塊和0.36kg金屬鈉在950℃預(yù)熱后加入到熔煉爐中，并加入0.54kg碳酸氫鈉，將熔煉爐溫度升至1300℃，使銅塊完全熔解，得到熔融金屬混合液。
步驟三：水霧化制粉：分兩次進行霧化，第二次霧化所用噴嘴位于第一次霧化所用噴嘴下方0.6cm處，第一次霧化過程中噴射頂角為40度，噴孔直徑為4.0mm，霧化壓力為19mpa；第二次霧化用含乙醇的冷水進行，第二次霧化中噴射頂角為22度，噴孔直徑為4.5mm，霧化壓力為35mpa，水溫為5℃。
步驟四：清洗：將粉末中水濾掉，用水清洗然后過濾；
步驟五：烘干：將清洗過濾后粉末通過干燥爐進行烘干；
步驟六：拋光，將烘干后粉末和拋光助劑加入到拋光機中，進行拋光處理，拋光助劑各組分和粉末的重量百分比為硬脂酸0.6kg、十二烷基硫酸鈉0.05kg、椰油酰二乙醇胺氧化胺0.3kg、聚乙二醇二環(huán)氧乙烷甲基醚0.1kg、聚疊氮縮水甘油醚0.4kg；
步驟七：過篩，將拋光后得到粉末過篩得到80目的銅金粉。
實施例5
步驟一：稱取原料：稱取95kg銅塊、4.5kg鋅塊和0.5kg鋁塊；
步驟二：原料熔融：先將鋅塊和0.0315kg金屬鈉放置在熔煉爐中加熱到550℃，使鋅塊完全熔解，將鋁塊和0.0035kg金屬鈉在650℃預(yù)熱后加入到熔煉爐中，并加入0.08kg碳酸氫鈉，將熔爐溫度升至800℃，使鋁塊完全熔解，將銅塊和0.665kg金屬鈉在1000℃預(yù)熱后加入到熔煉爐中，并加入0.72kg碳酸氫鈉，將熔煉爐溫度升至1350℃，使銅塊完全熔解，得到熔融金屬混合液。
步驟三：水霧化制粉：分兩次進行霧化，第二次霧化所用噴嘴位于第一次霧化所用噴嘴下方1cm處，第一次霧化過程中噴射頂角為50度，噴孔直徑為5.0mm，霧化壓力為20mpa；第二次霧化用含乙醇的冷水進行，第二次霧化中噴射頂角為24度，噴孔直徑為4.5mm，霧化壓力為35mpa，水溫為3℃。
步驟四：清洗：將粉末中水濾掉，用水清洗然后過濾；
步驟五：烘干：將清洗過濾后粉末通過干燥爐進行烘干；
步驟六：拋光，將烘干后粉末和拋光助劑加入到拋光機中，進行拋光處理，拋光助劑各組分和粉末的重量百分比為硬脂酸0.6kg、十二烷基硫酸鈉0.05kg、椰油酰二乙醇胺氧化胺0.5kg、聚乙二醇二環(huán)氧乙烷甲基醚0.4kg、聚疊氮縮水甘油醚0.6kg；
步驟七：過篩，將拋光后得到粉末過篩得到50目的銅金粉。
實施例6
步驟一：稱取原料：稱取85kg銅塊、11kg鋅塊和4kg鋁塊；
步驟二：原料熔融：先將鋅塊和0.055kg金屬鈉放置在熔煉爐中加熱到510℃，使鋅塊完全熔解，將鋁塊和0.02kg金屬鈉在550℃預(yù)熱后加入到熔煉爐中，并加入0.05kg碳酸氫鈉，將熔爐溫度升至790℃，使鋁塊完全熔解，將銅塊和0.425kg金屬鈉在980℃預(yù)熱后加入到熔煉爐中，并加入0.45kg碳酸氫鈉，將熔煉爐溫度升至1300℃，使銅塊完全熔解，得到熔融金屬混合液。
步驟三：水霧化制粉：分兩次進行霧化，第二次霧化所用噴嘴位于第一次霧化所用噴嘴下方0.7cm處，第一次霧化過程中噴射頂角為50度，噴孔直徑為4.5mm，霧化壓力為20mpa；第二次霧化用含乙醇的冷水進行，第二次霧化中噴射頂角為20度，噴孔直徑為4.5mm，霧化壓力為28mpa，水溫為1℃。
步驟四：清洗：將粉末中水濾掉，用水清洗然后過濾；
步驟五：烘干：將清洗過濾后粉末通過干燥爐進行烘干；
步驟六：拋光，將烘干后粉末和拋光助劑加入到拋光機中，進行拋光處理，拋光助劑各組分和粉末的重量百分比為硬脂酸0.2kg、十二烷基硫酸鈉0.01kg、椰油酰二乙醇胺氧化胺0.5kg、聚乙二醇二環(huán)氧乙烷甲基醚0.4kg、聚疊氮縮水甘油醚0.3kg；
步驟七：過篩，將拋光后得到粉末過篩得到60目的銅金粉。
通過水面遮蓋率儀對水面遮蓋率進行檢測，通過亮度檢測儀對光反射率進行檢測，通過粒度測試儀對銅金粉的粒徑進行檢測，通過熱分析測試方法進行氧化起始溫度的檢測。
從表中可以看出，實施例相對對比例，水面遮蓋率較高，氧化起始溫度較高，抗氧化和耐高溫性能優(yōu)異，光反射率高，金屬光澤感強，粒徑均勻，含氧量低，細粉率低。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。