用于制備超輕聚合物空心微球的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于制備超輕聚合物空心微球的裝置，屬于高分子材料加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]超輕聚合物空心微球是指已經(jīng)膨脹的微球發(fā)泡劑(即已發(fā)泡熱膨脹微球)，微球發(fā)泡劑(即可熱膨脹微球)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，并已在US3615972、EP486080、EP566367、EP1067151、ZL201210241564.5、ZL201210241578.7、201280073857.5和2012100109302.3等文件中有詳細(xì)描述。目前，微球發(fā)泡劑的形態(tài)有干粉和濕漿兩種。在這種微球殼體中，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)致微球有效發(fā)泡，通常直徑增大約2至5倍。
[0003]未膨脹的和已膨脹的熱塑性微球可以應(yīng)用在各種領(lǐng)域。例如，干的已膨脹的微球可以作為敏化劑應(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)印⑷斯つ静?中。濕的已膨脹微球，通常以含水懸浮漿形式儲(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)輸已膨脹微球往往需要很大的空間，也正是因?yàn)檫@個(gè)原因膨脹微球最終使用者常常采購(gòu)未膨脹的膨脹微球，現(xiàn)場(chǎng)膨脹或者直接將未膨脹的膨脹微球加入到生產(chǎn)步驟中用于制備最終廣品。
[0005]由于完全膨脹可熱膨脹性微球所需的高溫從而會(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(wèn)題。這需要提供一種用于制備膨脹可熱膨脹微球的方法和設(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膨脹微球，同時(shí)它們簡(jiǎn)單且僅需要較小空間，相對(duì)便宜，并易于被最終用戶(hù)使用，且由于已膨脹微球就地被使用，從而節(jié)省運(yùn)輸空間和成本。
[0006]許多專(zhuān)利對(duì)膨脹熱塑性膨脹微球方法和裝置均有提及。如美國(guó)專(zhuān)利US5484815和US7192989闡述了適合膨脹微球干粉膨脹的方法和裝置。而美國(guó)專(zhuān)利US4513106提出適合微球漿料膨脹的方法及裝置，其作用原理是向可膨脹微球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，然后微膨脹的微球以至少lm/s的速度離開(kāi)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(zhuān)利提出以漿料形式膨脹膨脹微球的方法可以解決直接膨脹微球干粉而導(dǎo)致周?chē)蹓m多的現(xiàn)象，但是US4513106專(zhuān)利所述的微球漿料膨脹工藝還有待進(jìn)一步改善。EP0348372公開(kāi)了一種制備膨脹熱塑塑料微球的工藝，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的方法，其中微球混合有表面阻擋涂層以防止在干燥步驟中結(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]上述所有制備方法都得不到非常純凈的已膨脹微球(超輕聚合物空心微球)，使得產(chǎn)品的使用受到了限制，比如在人造大理石、聚酯膩?zhàn)雍腿斯つ静闹械膽?yīng)用。中國(guó)專(zhuān)利(201510483687.3和201520594436.8)公布了一種制備非常純凈的已膨脹微球的熱氣流膨脹釜裝置，不過(guò)由于采用釜式膨脹，所以會(huì)引起微球發(fā)泡劑在釜內(nèi)受熱不均勻，造成膨脹不均的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于制備超輕聚合物空心微球的裝置。采用本實(shí)用新型裝置，使得所有微球發(fā)泡劑原料幾乎具有相同的膨脹和冷卻時(shí)間，微球在旋轉(zhuǎn)熱風(fēng)中充分分散，加熱均勻，接觸熱風(fēng)時(shí)間短，在旋轉(zhuǎn)冷風(fēng)中冷卻迅速充分，可有效防止微球發(fā)泡劑在膨脹過(guò)程中膨脹不夠、不均勻和收縮結(jié)塊的問(wèn)題，提高了制品質(zhì)量，可連續(xù)穩(wěn)定地獲得純凈超輕聚合物空心微球，保證生產(chǎn)效率。
[0009]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0010]本實(shí)用新型提供一種用于制備超輕聚合物空心微球的裝置，其包括旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體、旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體、進(jìn)風(fēng)管，第一物料收集室和第二物料收集室，所述進(jìn)風(fēng)管與旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體相連通，所述旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體與旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體通過(guò)第一連接管相連通，所述第一物料收集室與旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體通過(guò)第二連接管相連通，所述第二物料收集室與第一物料收集室相連通。
[0011]作為優(yōu)選方案，所述進(jìn)風(fēng)管的尾端設(shè)有風(fēng)量控制裝置、溫度控制裝置、加熱裝置中的至少一種。
[0012]作為優(yōu)選方案，所述進(jìn)風(fēng)管的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)料口。
[0013]作為優(yōu)選方案，所述第一連接管上設(shè)有空氣進(jìn)口。
[0014]作為優(yōu)選方案，所述第一物料收集室的底端和第二物料收集室的底端各設(shè)有一個(gè)出料閥門(mén)。
[0015]作為優(yōu)選方案，所述第一物料收集室的頂端還連通有除塵室，所述除塵室的上部設(shè)有引風(fēng)裝置。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下的有益效果:
[0017]1、本實(shí)用新型可以有效控制熱風(fēng)溫度和進(jìn)風(fēng)量，可以適用不同型號(hào)的微球發(fā)泡劑，提尚設(shè)備使用效率；
[0018]2、本實(shí)用新型可以有效控制原料的加入量，使原料可以在旋轉(zhuǎn)熱風(fēng)中充分分散，均勻加熱，膨脹完全，提高膨脹效率。同時(shí)，不需要對(duì)原料進(jìn)行表面處理，可以得到純潔的超輕聚合物空心微球；
[0019]3、本實(shí)用新型采用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)氣流筒串聯(lián)的方式，可以使已經(jīng)膨脹好的微球發(fā)泡劑在旋轉(zhuǎn)冷風(fēng)中迅速冷卻，可以保證微球膨脹不過(guò)分，不收縮，不結(jié)塊，提高了產(chǎn)品質(zhì)量；
[0020]4、本實(shí)用新型采用兩個(gè)串聯(lián)的物料收集室，可以保證連續(xù)穩(wěn)定地制備已膨脹微球發(fā)泡劑(即超輕聚合物空心微球)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0022]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0023]圖中:1、進(jìn)風(fēng)流量控制閥；2、進(jìn)風(fēng)管;3、進(jìn)料口；4、旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體;5、旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體的出料口 ；6、空氣進(jìn)口；7、旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體;8、旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體的出料口 ；9、第一物料收集室；10、出料閥門(mén)；11、第二物料收集室；12、除塵室；13、引風(fēng)裝置；14、第一連接管；15、
第二連接管。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0025]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種用于制備超輕聚合物空心微球的裝置包括旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體4、旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體7、進(jìn)風(fēng)管2，第一物料收集室9和第二物料收集室11，進(jìn)風(fēng)管2與旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體4相連通，旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體的出料口 5與旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體7通過(guò)第一連接管14相連通，第一物料收集室9與旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體的出料口 8通過(guò)第二連接管15相連通，第二物料收集室11與第一物料收集室9相連通。
[0026]為了實(shí)現(xiàn)多種進(jìn)風(fēng)效果，進(jìn)風(fēng)管2的尾端可設(shè)有風(fēng)量控制裝置、溫度控制裝置、加熱裝置中的至少一種，如本實(shí)施方式中的進(jìn)風(fēng)流量控制閥I。
[0027]為了提高進(jìn)料效果，在進(jìn)風(fēng)管2的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)料口3。
[0028]為了加速物料從旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體向旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體的運(yùn)動(dòng)，在第一連接管上開(kāi)設(shè)有空氣進(jìn)口 6。
[0029]為了控制出料速度，在第一物料收集室9的底端和第二物料收集室11的底端各設(shè)有一個(gè)出料閥門(mén)10。
[0030]為了避免在物料的流轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生灰塵，第一物料收集室9的頂端還連通有除塵室12，除塵室12的上部設(shè)有引風(fēng)裝置13。
[0031]本實(shí)用新型的工作原理為:原料微球發(fā)泡劑從進(jìn)料口進(jìn)入進(jìn)風(fēng)管，立刻與具有合適的膨脹溫度和流量的熱氣流接觸，隨熱氣流進(jìn)入筒體旋轉(zhuǎn)上升同時(shí)被加熱膨脹到達(dá)出料口膨脹完全，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體，與從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入的冷風(fēng)接觸冷卻，冷卻后的物料進(jìn)入第一和第二物料收集室，等到第二物料收集室滿(mǎn)后，進(jìn)行如下產(chǎn)品的收集和包裝的循環(huán)操作:
[0032]—、關(guān)閉第一物料收集室的閥門(mén)，打開(kāi)第二物料收集室的閥門(mén)，收集包裝制備好的產(chǎn)品超輕聚合物空心微球，收集包裝完畢后；
[0033]二、關(guān)閉第二物料收集室下方的閥門(mén)，打開(kāi)第一物料收集室下方的閥門(mén)，等到第二物料收集室滿(mǎn)后；
[0034]三、再關(guān)閉第一物料收集室下方的閥門(mén)，打開(kāi)第二物料收集室下方的閥門(mén)，收集包裝制備好的產(chǎn)品超輕聚合物空心微球；
[0035]重復(fù)上述二和三操作，直到一批產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)束。
[0036]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于制備超輕聚合物空心微球的裝置，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體、旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體、進(jìn)風(fēng)管，第一物料收集室和第二物料收集室，所述進(jìn)風(fēng)管與旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體相連通，所述旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體與旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體通過(guò)第一連接管相連通，所述第一物料收集室與旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體通過(guò)第二連接管相連通，所述第二物料收集室與第一物料收集室相連通。2.如權(quán)利要求1所述的用于制備超輕聚合物空心微球的裝置，其特征在于，所述進(jìn)風(fēng)管的尾端設(shè)有風(fēng)量控制裝置、溫度控制裝置、加熱裝置中的至少一種。3.如權(quán)利要求1或2所述的用于制備超輕聚合物空心微球的裝置，其特征在于，所述進(jìn)風(fēng)管的側(cè)壁設(shè)有進(jìn)料口。4.如權(quán)利要求1所述的用于制備超輕聚合物空心微球的裝置，其特征在于，所述第一連接管上設(shè)有空氣進(jìn)口。5.如權(quán)利要求1所述的用于制備超輕聚合物空心微球的裝置，其特征在于，所述第一物料收集室的底端和第二物料收集室的底端各設(shè)有一個(gè)出料閥門(mén)。6.如權(quán)利要求1所述的用于制備超輕聚合物空心微球的裝置，其特征在于，所述第一物料收集室的頂端還連通有除塵室，所述除塵室的上部設(shè)有引風(fēng)裝置。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于制備超輕聚合物空心微球的裝置，其包括旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體、旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體、進(jìn)風(fēng)管，第一物料收集室和第二物料收集室，所述進(jìn)風(fēng)管與旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體相連通，所述旋轉(zhuǎn)熱氣流筒體與旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體通過(guò)第一連接管相連通，所述第一物料收集室與旋轉(zhuǎn)冷氣流筒體通過(guò)第二連接管相連通，所述第二物料收集室與第一物料收集室相連通。本實(shí)用新型可以有效控制熱風(fēng)溫度和進(jìn)風(fēng)量，可以適用不同型號(hào)的微球發(fā)泡劑，提高設(shè)備使用效率；采用兩個(gè)串聯(lián)的物料收集室，可以保證連續(xù)穩(wěn)定地制備已膨脹微球發(fā)泡劑(即超輕聚合物空心微球)。
【IPC分類(lèi)】B01J13/02
【公開(kāi)號(hào)】CN205216815
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520999908
【發(fā)明人】孫偉賢, 劉峰, 陳寶生
【申請(qǐng)人】西能化工科技(上海)有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日