一種銅基金屬粉末顏料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬粉末顏料領(lǐng)域，具體涉及一種銅基金屬粉末顏料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬顏料是涂料工業(yè)中的一種特殊種類，起源于汽車工業(yè)中對金屬色澤外觀的追 求，并且是一種已經(jīng)被消費者廣泛認同和應(yīng)用了的涂料。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，具有金屬光 澤外觀的產(chǎn)品在機械設(shè)備、電子產(chǎn)品和汽車外裝飾上的應(yīng)用越來越廣泛，并且這種裝飾效 果的涂料開始逐漸的滲透到人們生活的各個方面?，F(xiàn)在，將淺色涂料與視覺效果醒目的金 屬涂料進行組合用以獲得獨特的視覺效果。因此，業(yè)界對金屬涂料的需求量、種類也越來越 大，比較常見的金屬顏料有鋁粉、鋅粉、銅基金屬粉等，所有的這些金屬顏料均由金屬或合 金組成，其特點是具有金屬的色相和光澤。
[0003] 隨著人們生活水平的提高和審美情趣的進步，消費者對產(chǎn)品提出了更高的要求， 尤其是在市場競爭日益激烈的今天，不但要求產(chǎn)品具有性能優(yōu)良的內(nèi)在品質(zhì)，而且要求其 產(chǎn)品外觀或者外包裝精美、高端、大氣、上檔次。黃金色象征著富有和高貴，作為高檔產(chǎn)品的 涂裝或包裝裝潢，起了極大的促銷作用。比如目前流行的所謂"土豪金"就說明這一點，國 內(nèi)外汽車、電子產(chǎn)品都很流行具有黃金色澤的金屬效果的外觀，因此銅基金屬粉末顏料被 廣泛應(yīng)用于高檔商品或者汽車的裝飾，而且市場會越來越大。
[0004] 另外，隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，電磁波干擾已成為人類健康的殺手，同時，電磁 波干擾還會造成電子設(shè)備不穩(wěn)定，導致信息泄露，危及國家利益和安全。銅基金屬粉末涂 料即銅金粉具有低表面電阻率和高抗氧化的特點，是廣泛使用的廉價材料，很適合作為導 電涂料的導電基料，其成分為銅-鋅（Cu-Zn)合金粉，按Zn含量不同有不同的型號和色相， Zn電極電位比Cu低，由于陰極保護作用可很好地保護Cu不被氧化，所以可以利用銅金粉涂 料并將其制成涂層，起到了電磁屏蔽的效能。
[0005] 銅基金屬顏料一銅金粉（以下統(tǒng)稱銅金粉）是由銅、鋅經(jīng)過一定的工序制成的一 種具有仿金效果的一種片狀金屬粉體。國內(nèi)使用的高檔銅基金屬粉末顏料大多數(shù)是國外進 口，其顆粒尺寸小、性能優(yōu)良、價格高。目前傳統(tǒng)的銅金粉生產(chǎn)方式為是首先將銅、鋅按一定 的比例進行熔煉，熔化的銅合金經(jīng)霧化噴粉后，放入濕球磨機中球磨粉碎、濕磨粉碎后經(jīng)退 火、干燥送入精球磨機中精磨，精磨后的粉末經(jīng)分級、捕集、拋光后即成產(chǎn)品。傳統(tǒng)的國內(nèi)生 產(chǎn)銅基金屬粉末顏料的技術(shù)比國外落后，其金屬顏料顆粒尺寸較大、生產(chǎn)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種銅基金屬粉末顏料的制備 方法，其生產(chǎn)工藝簡單、產(chǎn)品顆粒尺寸小、涂敷效果好。
[0007] 為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0008] 一種銅基金屬粉末顏料的制備方法，包括如下步驟：
[0009] (1)稱取電解銅粉和鋅粉，用混料機混合兩種物料；
[0010] (2)將步驟（1)混合均勻的物料送入燒結(jié)爐中進行高溫擴散熱處理；
[0011] (3)將步驟（2)高溫擴散熱處理的物料經(jīng)過初級解碎后用超細粉碎機進行超細粉 碎；
[0012] (4)將步驟（3)超細粉碎的物料用高能球磨機進行機械合金化研磨處理，得到所 述銅基金屬粉末顏料。
[0013] 其中，步驟（1)中混料機為雙螺旋攪拌和雙錐混料機的一種。
[0014] 步驟（2)的高溫擴散技術(shù)：把混合均勻不同比例的電解銅粉和鋅粉的混合物按照 一定的重量、進料速率，送入到550~800°C之間通入還原性或保護性氣氛（亦可是真空狀 態(tài)）下的燒結(jié)爐中進行高溫擴散熱處理一定的時間，從而使熔點為419. 53°C的鋅粉出現(xiàn)熔 融液相并擴散至還未液相出現(xiàn)的電解銅粉顆粒中，由于電解銅粉外貌形狀為極不規(guī)則的樹 枝狀，其粉體顆粒具有發(fā)達的孔洞、孔隙和表面積，所以熔化、液相的鋅元素會很容易被擴 散或吸收到電解銅粉顆粒內(nèi)部而形成一定的銅一鋅合金相甚至合金組織并且鋅元素擴散、 分布均勻。由于鋅元素擴散、分布的均勻，所以經(jīng)過該高溫擴散熱處理過后的物料也具有顏 色均勻的銅鋅合金的黃色、金色光澤。另外，該電解銅粉和鋅粉的高溫擴散技術(shù)還可以通過 調(diào)整電解銅粉和鋅粉的比例、高溫擴散的溫度和時間來調(diào)節(jié)不同要求下的合金顏色和光澤 亮度。
[0015] 其中，步驟（2)中的燒結(jié)爐中通入還原性氣氛和保護性氣氛的一種，或燒結(jié)爐為 真空狀態(tài)。還原性氣氛可以是氫氣，保護氣氛可以是中性氣體如氮氣、惰性氣體如氬氣或多 種氣體混合組成的氣體如一氧化碳、二氧化碳、氫氣、甲烷、氮氣的混合氣體。
[0016] 其中，步驟⑵中的高溫擴散熱處理溫度為550~800°C，例如550°C、600°C、 650°C、700°C、750°C、800°C，高溫擴散熱處理時間為 0· 5 ~3h，例如(λ 5h、lh、L 5h、2h、 2. 5h、3h〇
[0017] 步驟（3)的超細粉碎技術(shù)：利用電解銅粉外貌形狀為樹枝狀、顆粒內(nèi)部孔洞、孔隙 發(fā)達、松裝密度低，從而會導致在高溫擴散熱處理后其燒結(jié)頸脆弱、致密度低、物料結(jié)合較 松散、強度低的特性，再利用機械和氣流粉碎相結(jié)合的超細粉碎機對高溫擴散后的銅鋅擴 散合金粉進行物理粉碎。由于鋅的熔點為419. 53°C，并且所占比例比銅少，所以高溫擴散后 鋅元素都會熔化、擴散進入到電解銅粉中，而電解銅粉的顆粒呈樹枝狀，其單個顆粒都是由 更加微小的粒子粘連、結(jié)合所組成，所以在進行超細粉碎的過程中，單個電解銅粉顆粒還會 進一步解碎成更為細小的銅粒子。所以，經(jīng)過高溫擴散熱處理后的銅鋅合金物料在經(jīng)過超 細粉碎之后會被加工成顆粒粒徑尺寸在10微米以下的銅鋅合金粒子。
[0018] 步驟（4)的機械合金化技術(shù)：機械合金化是指把金屬或合金粉末在高能球磨機中 通過粉末顆粒與磨球之間長時間激烈地沖擊、碰撞，使粉末顆粒反復產(chǎn)生冷焊、斷裂，導致 粉末顆粒中原子擴散，從而獲得合金化粉末的一種粉末制備技術(shù)。在本發(fā)明中，主要是在具 有保護性氣氛的環(huán)境下利用機械合金的方式使銅鋅合金粒子進一步細化，并且使銅鋅元素 進一步合金化，另外由于物料為電解銅粉和鋅粉，延展性和光澤度都比較好，所以在經(jīng)過機 械合金處理后銅鋅合金物料就會成為粒徑尺寸為2微米以下，并具有黃金色金屬光澤的鱗 片狀銅鋅合金粉末顏料。
[0019] 其中，步驟（4)的球料比為10~30:1，例如10:1、15:1、20 :1、25:1、30:1，磨球大 小為3~10_，例如3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm ;機械合金化研磨處理時間為 1 ~5h，例如 lh、l. 5h、2h、2. 5h、3h、3. 5h、4h、4. 5h、5h。
[0020] 銅金粉的顏色是由合金的顏色所決定的，隨著所含銅鋅比例的不同，銅金粉呈現(xiàn) 不同的色相，可分為青光、青紅光和紅光三種：含銅在75~80%左右的稱為青光銅金粉， 也叫綠金色金粉；含銅在84~86%左右的稱為青紅光銅金粉，又稱為淺金色金粉，呈純金 色相；含銅在88%左右的稱為紅光銅金粉，又稱赤金金粉，呈紅金色相。
[0021] 銅金粉顆粒呈鱗片狀結(jié)構(gòu)，在掃描電鏡下觀察，銅金粉的鱗片呈不規(guī)則形，邊沿呈 鋸齒形，粉體顆粒的徑厚比一般都大于100,有的甚至可以達到150,銅金粉要求粒徑分布 有盡量窄的范圍。
[0022] 銅金粉之所以能夠在連接料中呈現(xiàn)出高光澤度的最主要的原因就是銅金粉片具 有在連接料中漂浮的特性，金屬顏料是把最大限度地提高漂浮性能作為主要的性能指標。
[0023] 銅金粉在包裝印刷行業(yè)中占一席之地是因為它具有特殊的表面光學性質(zhì)，銅金粉 的光澤度成為產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標之一，光澤度的提高對于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，具有重要意 義。片狀金屬顏料的光澤度取決于鱗片的尺寸和排列方向，當銅金粉顏料與底材呈平行排 列時，具有很高的反射性，銅金粉定向排列的越整齊，鏡面效應(yīng)越顯著，印金光澤度越高。
[0024] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種銅基金屬粉末顏料，其中，銅基金屬粉末顏料 按質(zhì)量百分比計，包括70 %~95 %的電解銅粉，例如70 %、75 %、78 %、80 %、82 %、85 %、 87%、90%、93%、95%;5%~30%的鋅粉，例如5%、8%、10%、13%、15%、17%、20%、 22%、25%、30%〇
[0025] 其中，電解銅粉目數(shù)為200目以上，例如200目、250目、300目、350目、400目、500 目；鋅粉目數(shù)為300目以上，例如300目、350目、400目、450目、500目、600目。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：一種銅基金屬粉末顏料的制備方法，包 括如下步驟：（1)稱取電解銅粉和鋅粉，用混料機混合兩種物料；（2)將步驟（1)混合均勻 的物料送入燒結(jié)爐中進行高溫擴散熱處理；（3)將步驟（2)高溫擴散熱處理的物料經(jīng)過初