一種制備超輕質(zhì)填料的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種制備超輕質(zhì)填料的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]微球發(fā)泡劑(即可熱膨脹性微球)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，并已在US3615972、EP486080、EP566367、EP1067151、ZL201210241564.5、ZL201210241578.7、CN201280073857.5和CN 2012100109302.3中詳細(xì)描述，這些文件在此結(jié)合以作參考。西能化工科技(上海)有限公司可以提供各種不同膨脹溫度的微球發(fā)泡劑，形態(tài)有干粉和濕漿兩種。在這種微球發(fā)泡劑中，發(fā)泡劑以膠囊形式包裹在熱塑殼體中。一旦加熱，發(fā)泡劑蒸發(fā)產(chǎn)生內(nèi)部壓力，同時(shí)隨著殼體軟化，導(dǎo)致微球發(fā)泡劑有效膨脹，通常直徑增大約3至5倍，得到超輕質(zhì)填料(即已熱膨脹的微球發(fā)泡劑制品)。
[0003]未膨脹的和已熱膨脹的微球發(fā)泡劑(即超輕質(zhì)填料)可以應(yīng)用在各種領(lǐng)域。例如，干的已熱膨脹的微球發(fā)泡劑可以作為敏化劑應(yīng)用在乳化炸藥中，也可以作為輕質(zhì)填充物填充在溶劑型油漆、涂料和各種熱固性塑料(如人造大理石、聚酯膩?zhàn)?、人工木?中。濕的超輕質(zhì)填料，通常以含水形式儲(chǔ)存，可以應(yīng)用在許多產(chǎn)品中，如水性涂料、熱敏打印紙、多孔陶瓷和乳化炸藥等。
[0004]運(yùn)輸超輕質(zhì)填料往往需要很大的空間，也正是因?yàn)檫@個(gè)原因超輕質(zhì)填料最終使用者常常采購未膨脹的微球發(fā)泡劑，現(xiàn)場膨脹或者直接將未膨脹的微球發(fā)泡劑加入到生產(chǎn)步驟中用于制備最終產(chǎn)品。
[0005]由于完全膨脹微球發(fā)泡劑所需的高溫從而會(huì)導(dǎo)致因膨脹引起微球的熱塑殼體相互粘結(jié)而結(jié)塊的問題。這需要提供一種用于制備膨脹微球發(fā)泡劑的方法和設(shè)備，其中膨脹程度能夠被控制，以便有可能提供不同密度的超輕質(zhì)填料，同時(shí)它們簡單且僅需要較小空間，相對便宜，并易于被最終用戶使用，且由于超輕質(zhì)填料就地被使用，從而節(jié)省運(yùn)輸空間和成本。
[0006]許多專利對膨脹微球發(fā)泡劑的方法和裝置均有提及。如美國專利US5484815和US7192989闡述了適合膨脹干粉微球發(fā)泡劑的方法和裝置。而美國專利US4513106提出適合膨脹微球發(fā)泡劑漿料的方法及裝置，其作用原理是向微球發(fā)泡劑漿料中引入蒸汽并產(chǎn)生足夠的壓力加熱微球，使其至少有一定的膨脹，然后微膨脹的微球發(fā)泡劑以至少lm/s的速度離開壓力區(qū)域，由于壓力降低使得微球進(jìn)一步膨脹。雖然US4513106專利提出以漿料形式膨脹微球發(fā)泡劑的方法可以解決直接膨脹干粉微球發(fā)泡劑而導(dǎo)致周圍粉塵多的現(xiàn)象，但是US4513106專利所述的微球漿料膨脹工藝還有待進(jìn)一步改善。EP0348372公開了一種制備膨脹微球發(fā)泡劑的工藝，其中膨脹發(fā)生于傳送帶上。所述工藝運(yùn)行良好，但占用較大空間且較為昂貴。US4722943和US5342689描述了用于膨脹微球發(fā)泡劑的方法，其中微球混合有表面阻擋涂層以防止在膨脹步驟中結(jié)塊。但是，加工助劑，如滑石量非常高，而這影響了急冷的可能性。這也在控制微球膨脹程度上產(chǎn)生困難。CN1882638B、CN101263183A和CN1729087A描述了用于膨脹微球發(fā)泡劑的方法，同樣其中微球混合有表面阻擋涂層以防止在膨脹步驟中結(jié)塊。同時(shí)，其膨脹裝置制備復(fù)雜。
[0007]中國專利CN 204172262U和CN 104325593公開了一種制備乳化炸藥物理敏化用發(fā)泡樹脂微球的裝置及其方法，該方法需要添加機(jī)油、石蠟、硅油或它們的混合物。
[0008]上述所有制備方法都存在不能同時(shí)適用于制備不同型號(hào)和不同狀態(tài)的超輕質(zhì)填料，比如分別制備干粉、含水或者含油狀態(tài)的超輕質(zhì)填料，以滿足不同的應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種制備超輕質(zhì)填料的設(shè)備。本設(shè)備很好地解決了加料時(shí)原料的架橋、堵塞和流動(dòng)性差等問題，以及制備過程中的排氣問題，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)勢在于:可有效防止微球發(fā)泡劑在膨脹過程中粘結(jié)、提高膨脹質(zhì)量和生產(chǎn)效率；另一優(yōu)點(diǎn)是適用于制備不同型號(hào)和不同狀態(tài)的超輕質(zhì)填料材料，比如可制備干粉、含水或者含油狀態(tài)的超輕質(zhì)填料，以滿足各種不同的用途。
[0010]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0011]本實(shí)用新型提供一種超輕質(zhì)填料的制備設(shè)備，包括機(jī)筒(7)，與機(jī)筒一端連接的加料裝置，與機(jī)筒⑵另一端連接的出料口(9);
[0012]所述加料裝置包括橫向加料螺旋裝置(4)、與所述橫向加料螺旋裝置(4)側(cè)壁連接的錐形加料斗(5)、與所述橫向加料螺旋裝置(4)端部連接的垂直加料螺旋裝置￠);所述垂直加料螺旋裝置出)的底端與所述機(jī)筒(7)的側(cè)壁連接。
[0013]優(yōu)選地，所述錐形加料斗(5)頂部設(shè)有電機(jī)(10)，所述電機(jī)(10)的輸出端連接中心軸(11)，所述中心軸(11)上設(shè)有錐形螺旋槳(12)。
[0014]優(yōu)選地，所述電機(jī)(10)垂直連接在所述錐形加料斗(5)頂部。
[0015]優(yōu)選地，所述中心軸(11)的長度與所述錐形加料斗(5)的深度相匹配。
[0016]優(yōu)選地，所述錐形螺旋槳(12)與所在平面的夾角為38° -58°，夾角過大會(huì)導(dǎo)致加微球發(fā)泡劑的速度太快，從而導(dǎo)致微球發(fā)泡劑膨脹不足，如果夾角過小，導(dǎo)致加微球發(fā)泡劑的速度太慢，會(huì)導(dǎo)致微球發(fā)泡劑加熱太過分，引起微球發(fā)泡劑粘結(jié)；所述錐形螺旋槳
(12)的外圍與所述錐形加料斗(5)內(nèi)圓周面的間隙為2-4mm，間隙小于2mm，設(shè)備制備會(huì)比較困難，大于4_，物料輸送會(huì)不完全。
[0017]優(yōu)選地，所述橫向加料螺旋裝置⑷與錐形加料斗(5)的連接、所述橫向加料螺旋裝置(4)與所述垂直加料螺旋裝置￠)的連接均為垂直連接。
[0018]優(yōu)選地，所述機(jī)筒(7)內(nèi)設(shè)有雙螺桿(8);所述雙螺桿(8)沿物料運(yùn)輸方向依次設(shè)置加料段、預(yù)熱段、膨脹段、冷卻段、輸出段；所述雙螺桿(8)的本體的長徑比為24-36。
[0019]優(yōu)選地，所述雙螺桿(8)的圓周面上設(shè)置有相互嚙合的螺棱條；所述螺棱條展開時(shí)與螺桿本體的軸心線所形成的夾角為19° -20°，夾角過大會(huì)導(dǎo)致輸送微球發(fā)泡劑的速度太快，從而導(dǎo)致微球發(fā)泡劑膨脹不足，夾角過小導(dǎo)致輸送微球發(fā)泡劑的速度太慢，會(huì)導(dǎo)致微球發(fā)泡劑加熱太過分，引起微球發(fā)泡劑粘結(jié)；所述兩根螺桿相互嚙合端面形狀長楞中心線成90° (見圖4)。
[0020]優(yōu)選地，所述垂直加料螺旋裝置￠)的底端與所述機(jī)筒(7)的側(cè)壁連接的位點(diǎn)的上游還設(shè)有沿物料運(yùn)輸方向依次連接的主電機(jī)(2)和減速箱(3)。
[0021]優(yōu)選地，所述主電機(jī)(2)、所述減速箱(3)、所述機(jī)筒(7)固定在機(jī)架(1)上。
[0022]優(yōu)選地，所述出料口(9)還連接有出料接受容器；所述連接為密封連接。
[0023]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0024](1)定量加料裝置工作時(shí)，錐形加料斗上的加料電機(jī)帶動(dòng)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)錐形螺旋槳把物料推向橫向加料螺旋裝置的入料口，橫向加料螺旋裝置的螺旋桿把物料推向垂直加料螺旋裝置的入料口，垂直加料螺旋裝置的螺旋桿又把物料定量壓進(jìn)雙螺桿膨脹機(jī)機(jī)筒的入料口；
[0025](2)雙螺桿在機(jī)筒內(nèi)輸送和分散微球發(fā)泡劑，微球發(fā)泡劑經(jīng)過丨旦溫機(jī)筒的加熱，微球的溫度升高，微球內(nèi)發(fā)泡劑蒸發(fā)產(chǎn)生內(nèi)部壓力，同時(shí)隨著微球殼體軟化，導(dǎo)致微球發(fā)泡劑有效膨脹，通常微球直徑增大約3至5倍，得到已膨脹的微球發(fā)泡劑制品(即超輕質(zhì)填料)；
[0026](3)已膨脹的微球發(fā)泡劑經(jīng)過冷卻段冷卻后，通過輸出段的出料口進(jìn)入密封的包裝桶，這樣不會(huì)有粉塵污染環(huán)境。從而較好地實(shí)現(xiàn)使用本雙螺桿膨脹機(jī)制備超輕質(zhì)填料。
[0027]本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0028]1、本實(shí)用新型通過采用特殊的加料裝置，很好地解決了原料下料時(shí)的架橋和堵塞問題，能把粘結(jié)分散不好的物料連續(xù)、均勻、穩(wěn)定地喂入螺桿膨脹機(jī)；
[0029]2、特殊的雙螺桿結(jié)構(gòu)，可以得到高膨脹倍率的，幾乎沒有粘結(jié)的超輕質(zhì)填料制品;
[0030]3、特殊的定量加料裝置和雙螺桿結(jié)構(gòu)，可以使本實(shí)用新型適用于各種型號(hào)和狀態(tài)的微球發(fā)泡劑的膨脹，得到干粉、含水或者含油狀態(tài)的超輕質(zhì)