亚微米铜、超微细铜粉 高活性铜粉











在现代工业中,金属铜及其合金材料因具有

(1)良好的导电性

(2)极好的导热性能

(3)美丽的色彩与装饰性

(4)较强的抑菌特性,而对人体无毒

(5)无磁性

(6)化学稳定性好、耐海水腐蚀等突出特点,

从而成为现代工业非常重要的基础材料,也被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、化学、建筑、国防等各个领域。随着经济的快速发展,2008年我国金属铜的总消费量已超过500万吨,占全球消费量的27%,位于世界首位。

20 世纪80 年代中期,随着电子类高科技产品的不断需求,超细金属粉体逐步发展成为新兴的高科技产品和尖端工业基础材料,也成为了资金市场与社会关注的热点产业。

在金属粉体产品中,超微细铜粉以其优异的物理和化学性质与一些特殊的性能,成为用途广泛、应用潜力大、附加值高、规模较大的基础功能性粉体材料,主要应用于生产粉末冶金、电子材料、摩擦材料、含油轴承、电接触材料、导电材料、医药、金刚石制品和机械零件等,在石油催化剂、润滑剂、导电与装饰涂料和电磁屏蔽材料等高科技领域中纳米铜粉也在开始应用。

但是,铜粉的加工生产与应用技术一直是影响行业发展的主要瓶颈。由于铜粉质软,研磨加工困难,在潮湿空气中容易氧化变质,传统机械研磨法也只能生产2500目(~10um)以内的大颗粒铜粉,现在主要的生产方法主要有电解法和水雾化法,其中电解法生产纯度高,但粒径大、形状不规则,水雾化法成本高、收率低、粒子不均匀、质量不稳定。另外,很多新开发的一些生产技术,由于部分存在工艺复杂、电气设备要求高、投资大、产品收率低、成本高、粒子分布宽、环境污染、能耗大、质量不稳等问题,还没有成为主流技术。新开发的化学还原法只能生产纳米铜粉,其生产工艺还处在实验室的研究阶段,由于原料成本高、二次污染物再处理困难、产品收率低、成本高也导致了产品售价奇高(每吨超微细铜粉的市场价格在150~5000万元)使客户难以接受,特别是在很多领域纳米级铜粉效果并不理想。另外,由于超微细铜粉不像金属铜材,在空气中容易氧化成为氧化铜,只能采用氮气保护、密封包装,也影响了超微细铜粉的大规模推广与应用。

世界铜粉的需求量在迅速增加,每年增幅超过15%,2008年总量已经超过10万吨,以此计算,每年有超过数十亿元的市场供需缺口,这对于投资者来讲无疑具有极大的吸引力。

我国铜粉的生产企业多是有雄厚实力的大型企业,也有很多企业与资金正在涉足这个产业。铜粉生产规模也居于世界前列,但是在控制技术上与美国、英国、俄罗斯等先进国家还有有较大的差距,几乎都是机械物理法生产、产品结构比较单一,电解铜粉与水雾化铜粉就占了95%,超微细纳米铜粉所占比例极少,且不论应用推广了。

亚微米超微细铜粉(1微米左右)除了具有铜金属良好的导电、导热、耐蚀、装饰、杀菌与无磁性等特点外,更具有纳米材料的很多特性,即小尺寸效应、表面界面效应、量子尺度效应及量子隧道效应,在力学、电学、磁学、化学、颜料学等领域增加了许多新的性能和用途,因而成为铜粉领域具有更大应用价值及市场需求潜力的一个新品种。所以,超微细铜粉已经不是单纯的金属材料了,可以作为功能性的基础粉体材料,也是铜粉产业发展的新亮点与热点。

超微细铜粉是具有特殊用途、潜力巨大的高科技、高附加值产品,国外很多大型企业(例如摩托罗拉、日本大东海)都在关注产品的开发与应用。单从基于这块巨大的蛋糕,原有铜粉企业也在不断加大技术投入与国外先进技术的引入,以提升产品档次,但核心技术是引不来的,只有走科技创新之路。

重庆普吉化工有限公司董事长吉维群先生长期在硫酸法钛白领域从事粉体材料的技术研究与产品开发,建树颇丰,主导开发的两个钛白品种仍是钛白行业的著名品牌,2007年辞掉重庆一家钛白企业总工职位后带领一支优秀技术团队向硅微粉、氧化铁黑等其它领域进军,四十一岁又开始了人生的第二次创业。作为一家新建民营企业,在外界没有一分投资与贷款的情况下,靠艰苦奋斗,用不到三年时间,不但开发成功了晶体粒子控制专利技术,更在此基础上完成了亚微米级铜粉的工艺设计、工业化生产以及抗氧化处理等具有自主知识产权的系列核心技术的研发,并成功进行了日产一百二十公斤级规模小批量连续生产(对于钛白粉是小批量,对于超微细铜粉确实不小的规模),产品编号PJ-139,同时将之作为摩擦润滑领域的基础材料,通过特殊处理技术开发成功了PJ-130系列发动机抗磨修复剂与磨合修复剂系列新品。

2009年8月底,我们将此产品送到位于长沙的中南大学国家级金属粉体材料实验室检验进行权威检验,结果是超微细铜粉粒径达到0.5~1.0微米(超过18000目)、其形状也非常趋近球型、粒径均匀、纯度高(能谱分析铜含量达到99.94%,高于电解铜粉的99.8%),抗氧化性能突出,处理后可直接在潮湿空气中保存与使用较长时间。

该技术利用无机与有机化学的基本原理,通过无机与有机还原材料的合理配制成为可再生的研磨溶剂,再配以粒子控制技术形成不同粒径的球型超微细铜粉,最后经过特殊抗氧化处理,提高了超细铜粉的抗氧化性能与分散性,不但突破了长期以来纯铜粒子不能超过2500目的技术瓶颈,同时也克服了铜纳米粒子在保存与使用中的难题,填补了世界超微细铜粉产业化的空白。特别是在纯度提高、粒径控制、球型化处理、脱水干燥与超微细铜粉的抗氧化处理方面形成了整套的成熟工艺与领先技术,不但实现超微细铜粉的大规模工业化清洁生产,也为超微细铜粉在相关高科技领域的应用打开了一扇方便之门,在发展节能、环保与绿色经济的新一轮经济大潮中为下游产业的提升与产品性价比的提高,提供了物质基础与技术支持。

基于在粉体后处理方面的技术积累,我们可与不同行业的品牌联手,开发具有强氧化稳定性的电子用、特种涂料用、工程塑料用、医药专用、研磨用、耐磨材料用、润滑抗磨用高档超微细铜粉系列产品,力争成为专业的超微细铜粉生产企业,为相关企业配套服务。

该产品与技术的问世,为尽快推动超微细铜粉的大规模产业化生产与应用推广打下了基础,我们将本着自力更生为主,按照现代经济模式与各有识之士和一定行业影响与综合实力的企业进行多方式的产业与市场营销合作,采取清洁生产模式建设全球规模最大、品质最优的亚微米级超细铜粉及衍生产品生产基地,通过带动上下游配套产业的发展、提高产品附加值,探索一条科技创新、集约化经营与循环经济发展的新路,在低碳经济与绿色经济产业中实现“普利社会、吉祥人生”的企业文化与发展目标。

微米级超细铜粉的研发生产是一项可能带来铜及其合金革命性变化的关键技术,具有很强的实用价值,特别是应用于摩擦润滑、抗菌环保、导热导电与抗电磁干扰、人体抗老化药物研制等,直接与节能、环保与安全相关联。
亚微米铜、超微细铜粉 高活性铜粉

在铜粉市场,除了受金属铜价格影响以外,产品售价与粒径关系很大,产品越细价格越高,2000目铜粉每吨25~30万元,而纳米级铜粉网上报价更高达150~750万元/吨,最高达到5000万元/吨。我们考虑将以相对较低价格进入市场,让利与服务广大下游客户,形成一个巨大产业链与产业集群,单单是全面替代二硫化钼作为润滑材料添加剂,将会推动一个庞大的市场。

据初步测算,建设一个年产2000吨规模的超微细铜粉生产基地,总投资3000万元以内,而产值远在10亿元上下,效益与回报非常惊人。

超微细铜粉属于一种新型功能性粉体材料,也是大自然赐给人们的基础材料,较人们通过各种科技手段新开发的各种新型材料,具有更高的性价比,更能体现"自然的才是最好的"这个基础理念,以其特殊用途与应用潜力,更能给传统产业带来意想不到的变化,从而产生巨大的效益。温总理在2009年与北京科技人员座谈时强调我国下一步重点发展的七大新型产业,从应用角度超微细铜粉直接涉及了五大产业。

1.在机械加工产业,亚微米级超微细铜粉非常容易与铁、铝等各种金属材料结合成为合金材料,作为一种耐磨修复材料,首先可以填充现代机床加工金属面0.508~25.4um的粗糙度与5微米左右的加工偏差,这是目前现代机械加工业所不能实现的,这是精密耐磨仪器与设备所需的。

2. 在电子工业,超微细铜粉是最好的导电复合材料、电极材料,制造多层陶瓷电容器的终端和内部电极、电子元件的电子封装浆料等,较普通铜粉会带来质量与性能方面的巨大变化。

3. 在石油化学工业,将铜及其合金超细粉体用作催化剂,效率高、选择性强,可用于二氧化碳和氢气合成甲醇、乙炔聚合、丙烯腈水化反应过程中的合成催化剂。

4. 在机械制动行业,铜粉是极好的耐磨材料,与各种非金属材料一起使用可生产极高品质的摩擦部件,如刹车闸带、离合器圆盘等。

5. 生产导电涂料功能涂料与杀菌卫生涂料。

6. 解决ABS、PPO、PS 等工程塑料及木材的电磁屏蔽和导电问题,生产电磁屏蔽工程材料具有成本低、易于涂装、电磁屏蔽效果好,应用范围广等优点,特别适合用于以工程塑料为壳体的电子产品的抗电磁波干扰。

7 超微细铜粉在医药中的应用:

粒径0.1-1000nm的亚微米铜粉为原料制成药物(重量比为0.2~0.4%),具有明显降低MDA含量,改善由于氧自由基所造成的脂质过氧化损害,明显增加SOD含量,增强机体SOD水平,调节其功能活性表达的特性,从而达到延缓人体的老化过程,干预、推迟其机体组织结构向衰老转化,开辟了生命科学领域抗衰老的新途径。有研究者作为制备抗衰老和脑缺血、脑血栓后遗症等的治疗药物,且疗效确切,服用方便、安全。更有专家教授用于治疗癌症,取得了奇效后反过头来探索其机理。

8. 润滑抗磨与修复材料是超微细铜粉推广与应用的前沿市场。

随着这次世界经济危机的结束,绿色经济将成为经济发展的一个重要领域,因世界能源的三分之一到三分之二消耗在了机械摩擦方面,要减缓气候变化与能源危机,实现节能环保,摩擦润滑产业面临巨大的压力,也存在着很大的发展机遇,现在各种运转机械虽然添加了润滑油,但是润滑油只能减少磨损而无修复功能,机械设备最终还会因磨损而报废,只是不同润滑油效能不同。理论创新与材料支撑是行业发展的新动力。将超微细铜粉经过特殊处理后,以适宜的方式分散于润滑油中形成稳定的悬浮液,在润滑过程中逐步填充到机械划痕处,与金属基体结合成为修复层来降低摩擦系数与减少磨损,虽然没有改变原来的滑动摩擦形式,但是比传统润滑油减磨润滑效果明显改善,相关数据与效果得到了权威检测机构与市场的逐步认可,国外已经有添加了纳米铜粉的润滑油销售,价很高、量很少,主要用于高端、特殊场合。

大自然给予人类的绿色能源也包括风能与水能。如果通过改善润滑模式、降低摩擦系数与发电设备自身能量消耗,提高产出率,达到经济投入的平衡点,特别是低于当前石油、天然气、煤炭的热力发电成本,将会从根本上改善人类电力能源结构,这是取之不竭的绿色能源,将极大地改变人类CO2增加导致的自然环境的破坏。

金属铜的发现与应用,推动并改变了人类过去,超微细铜粉作为大自然赐给人类的宝贵财富,对于应对节能、环保、绿色经济和开发诸多高科技产品也会起到巨大的作用。

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铜粉是上世纪80年代中期快速发展起来的新型精细化工材料,目前已经在石油催化剂、润滑油添加剂、导电和电磁屏蔽涂料、人体抗老化药物等产品上取得较好的应用效果。20 世纪80 年代中期,跟着电子类高科技产品的不断需求,超细金属粉体逐步发展成为新兴的高科技产品和尖端产业基础材料,也成为了资金市场与社会关注的热门工业。

铜粉的出产方法主要有机械物理法与液相化学还原法两大类。目前我国铜粉的加工仍以传统机械物理法为主,产品与国外比拟有显著差距,导致我国铜粉在高端产品的应用推广受到很大限制。目前海内外均把液相化学还原法作为研发重点,但受还原剂原料价格昂贵、有毒有害、再处理难题等因素制约,目前还未实现产业化出产。

铜粉的加工出产与应用技术一直是影响行业发展的主要瓶颈。因为铜粉质软,研磨加工难题,在湿润空气中轻易氧化变质,传统机械研磨法也只能出产2500目(~10um)以内的大颗粒铜粉。超微细铜粉是具有特殊用途、潜力巨大的高科技、高附加值产品,国外很多大型企业(例如摩托罗拉、日本大东海)都在关注产品的开发与应用。单从基于这块巨大的蛋糕,原有铜粉企业也在不断加大技术投入与国外提高前辈技术的引入,以晋升产品档次,但核心技术是引不来的,只有走科技立异之路。

普吉化工科研职员在天津大学、重庆大学的专家教授支持下,在寻找低本钱有机轮回还原剂的同时,引用化学晶种与粒子控制技术,配合专用机械装置,成功实现了化学还原与粒子控制(包括外形与大小)相结合出产亚微米超微细铜粉。特别是后续分离过程中抗氧化技术的开发,为超微细铜粉的大规模产业化出产与产业化应用打开了利便之门。

超微细铜粉制备新工艺,流程短、工艺可控性强、绿色环保能耗低,有机还原介质可以轮回利用,废料无毒且排放量很少。

上海协科机械HGM超细磨粉机设备,是目前国内加工超细粉体最理想的设备,该机器可以多各种硬质物料就行超细微粉磨操作,细度可达3000目,更可以在320目-3000目之间自由可调,能够满足客户的各种需求。

  

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