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SLG型连续式粉体表面改性机


     矿物粉体表面改性是现代高技术、新材料发展的必然产物,广泛应用于非金属矿物填料或颜料如塑料、橡胶、粘结剂等现代高分子材料、高聚物基复合材料、功能性材料及涂料等行业,矿物粉体经过改性后,不仅能大大改善无机矿物填料与有机高分子聚合物的相容性,提高界面结合力,增强材料的机械强度及其综合性能,还可大幅度提高粉体填料的充填量,降低生产成本,同时可赋以产品某些特殊物理化学性能。然而,大多数普通非金属矿物材料与有机高分子聚合物基体的界面性能不同,相容性差,直接或大量填充会导致材料的一些力学性能下降。为此,对无机矿物填料进行表面改性就显得非常重要。
我国的矿物粉体表面改性处理技术还处于起步阶段,其单独改性处理设备大多从橡胶、塑料等化工行业借用过来,在实际使用的过程中存在许多先天不足,如间隙作业、包覆不均、活化指数低、处理量小、操作环境恶劣等。为解决这一系列工业化生产中的问题,原武汉工业大学北京研究生部经过潜心研究,联合推出全新高效的矿物粉体表面专用改性设备------SLG型连续式粉体表面改性机组,用于粉体表面改性、成膜及球化处理。经国内数十生产厂家应用检验,该设备具有优良的操作应用性能,能为企业产生很好的经济效益和社会效益,具有广阔的发展前景。
二、适用范围
本机独特的改性腔设计,兼具改性和解聚功能,适用于各种物料的改性,如对重、轻质碳酸钙、各类高岭土、滑石、硅灰石、石英粉、云母、白炭黑、钛白粉、氧化锌、氧化铝、氢氧化镁、硫酸钡、伊利石、叶腊石、透闪石等,均有很好的表面改性效果。
三、结构性能与特点
1、整个改性机组有以下几个组成部分:
a、料斗:物料自料仓(或包装袋投料)直接进入料斗,物料的含水率应小于0.5%。
b 、送料装置:采用双螺杆进料,速度可调,能保证物料流量的稳定性。
c、温控加药系统:温度自控,可任意设定药剂融溶温度,适合于各种固体液体形式的改性药剂。
d、改性主机:改性主机由三个品字形改性筒组成,结构紧凑,改性效率高,运行平稳可靠。
e、扩散式旋风收尘器。
f、脉冲式布袋除尘器:采用新一代褶式滤筒,具有占地面积小、过滤面积大、除尘效率高、清洗容易等许多优点。
2、特点:
a、本机组能连续运行生产,处理量大,适合各种规模的工业化生产。
b、改性药剂的使用率高,用量小,粉体包覆率和活化指数高,能耗低。
c、设备兼具改性和打散功能,适用于各种细度的物料,对假比重小、容重比大的物料如白碳黑、云母粉、滑石粉等有独特的改性活化效果。
d、粉体和药剂高速气固相涡流式混合运行,改性效率高,基本不破坏粉体的原有粒形。
e、物料负压运行,密封性好,粉尘不泄漏,基本无污染,操作环境好,劳动强度低。
 f、热冷一机完成,无需单独的供热和冷却系统,简化操作。
g、独立的流体、非流体加药系统,连续稳定均匀。
四、安装
安装场所必须长期不产生变动,基础必须坚固,安装位置必须考虑到电器配管配线、操作、维修保养、通风、采光条件及其它配套工艺流程的设计方案。
1、整个机组分成主机、旋风收尘、脉冲除尘和管件辅件等四大部分,出厂前已完成各项精度检验及试车运行,使用时,用户需按地基图做好主机基础,校正地平,将主机吊装固定,二次灌浆即可。
2、主机安装固定后,可按生产线设备连接图依次将各管道连接,旋风收尘、脉冲除尘以及风机安装无需基础,到位后仅需用膨胀螺栓固定即可。
3、接通电源,开车试运行,运行正常,交付使用。
4、接电线时注意主电机及其它各电机的运转方向,应符合标牌的指示方向。
五、工作原理及工作过程
1、工作原理:本机组完成粉体表面处理主要借助于三个成品字形的改性筒,干燥的粉体和经过精确计量的药剂,同时进入改性筒,随转子的高速旋转呈流态化蜗螺运行,借助高速运行粉体对撞、磨擦、剪切及高速转动的转子所产生的热量迅速改性成膜。
2、操作规程:
    A、开机前的准备:
1)检查整个改性机组的各部件待机情况,通电,准备好所需改性的粉体和药剂。
2)将药剂放入加药桶内,如是固体药剂(如硬脂酸、铝酸酯等)则需要先进行加热溶解处理,根据不同药剂的溶解温度将加药桶的加热温度设置好,一般为120度左右。电热带温度设置时为防止电热带过热损坏,应分三到四次设置温度如从高于室温1--2度开始,30℃--45--60℃,待药剂溶解好备用。
3)根据改性工艺,将计量泵的流量设置到正确的位置。
4)一切准备就绪,可以开机。
B、开机:
1)严格按照开机的顺序进行操作,从风机开始,脉冲除尘器→旋风收尘器→一号筒主机→二号筒主机→三号筒主机(主机的开启必须等前一台主机开启运行稳定正常后才可以启动)→喂料螺杆输送机→投料→加药剂。
C、正常生产中:
1)生产线设备启动正常后,主机内的温度上升有一个过程,一般时间为十余分钟,为保证产品质量的稳定,在出料口显示的温度达到正常改性温度(80度左右)之前,排料口接出的物料应回到原料口,重新进入主机再改性一遍。
2)生产进入正常状态后,应保证原料和改性药剂的连续供给,观察各设备的运行情况,并作好生产运行记录。
D、关机:
1)改性生产任务完成后,如不需继续生产,可以准备关机。
2)当螺杆输送机内的物料输送完成,先停止加药计量泵,然后停下喂料螺杆机,打开料门,关上风门,间隔5分钟左右,按顺序停下一号、二号、三号主机,让除尘器连续清灰10--20分钟,关闭集料关风器,停掉除尘器,后将风机关闭。
3)关机后,如加药桶内还有剩余的药剂,先将余药引出,然后在桶内加入250克左右的溶剂,用于清洗计量泵的管路,以避免下一次的使用出现管路堵塞现象。
3、改性工艺的确定与准备:
   需改性的粉体,经料口至收料口不加药实测其流量(吨/时),大进料量以下列要求为准:
1)工作电流不超过主机的额定电流。
2)打开风门和料门,加料至尾部负压风口不冒灰为合适。
3)工作过程中,物料的流量应保证主机改性时所需的温度(95---130度)。
 
 
 
六、主要技术参数:
            SLG-3/200型  SLG-3/300型  SLG-3/600型      SLG-3/900型
主电机功率: 4KWX3       18.5KW×3    37KW×3        75KWx3
风机:       2.2KW        5.5KW         22KW          45KW
主轴转速:   6000rpm      4500rpm        2700rpm        2000rpm
生产能力:  20-80Kg/h    500--1500kg/h    3000--4500kg/h   5000-7000Kg/h
                   (根据物料的不同容重比可调)
外形尺寸3200X600x2200 5800×1800×5600  11200×3100×6500 21mx3.8mx6.5m
(长×宽×高    可根据具体车间进行适当调整)
七、常见故障及其说明:
1、出料口的温度下降或无法升高至正常工作温度:
a、原料的含水率过高,大于0.5%;
b、物料较细,料门需适当关小;       c、处理量过大,适当调整螺杆输送速度。
2、主机进料困难:
a、检查进料口是否堵塞,长时间运行使用,改性药剂有可能会粘结粉料堵塞进料口,应及时清理;
b、进风口风量下降,除尘器应开箱清灰。
3、下料器(关风器)停转:
a、下料器内有异物堵塞,开机清除;     b、负荷太大,热继电器跳停。
4、计量泵计量不准:
a、不小心触动了计量泵的流量调整装置,重新调整;
b、计量泵内有异物堵塞;      c、更换了不同的药剂。
5、风机排风口冒灰:
a、除尘器清灰时冒灰,不属故障;         b、滤筒破损,需更新滤筒。
6、重要说明:
本机如出现故障尤其是改性主机出现故障时应及时和本公司联系,不行随意拆卸,改性主机内均为精密特定的定转子配合设计,有特殊的排列次序。任何不按本公司要求而自行拆卸组装,导致改性效果差、出料不畅、甚至损坏主机的事故,本公司概不负责。
八、主要易损件
机型 SLG3/200   SLG3/300   SLG3/600   SLG3/900  
名称 规格 数量 规格 数量 规格 数量  
轴承 6207 6 6310 6 6315 6 319 6
轴承 204 1 7205 4 7209 4 209 2
轴承 1204 1 1304 2 1208 2 1209 2
皮带 1250(A) 9 1270(B) 15 1524(C) 18 SPB2108 18
骨架密封     B40x25x7 2 B72x50x12 4 B80x50x12 4
      B35x22x7 2 B62x45x12 2    
      B42x30x7 1        
                 
 
 
 
 
 九、常用改性药剂
1、钛酸酯偶联剂:其基本类型有单烷氧基型、鳌合型、配位型,大致用量为填料或颜料用量的0.1--3.0 %。
国内生产厂家有:上海有机所、常州江南助剂厂、南京曙光化工一厂、安徽天长市第二化工厂等。
使用钛酸酯偶联剂应注意以下几个问题:
a、严格控制使用温度,防止钛酸酯分解。
b、尽量避免与具有表面活性的助剂并用,因为它们会干扰钛酸酯偶联剂界面的偶联反应。
c、材料顺序应注意避免首先与酯类增塑剂接触,以免发生酯交换反应而使钛酸酯偶联剂失效。
d、分散均匀。
2、硅烷偶联剂:硅烷偶联剂是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物,可用于许多无机矿物填料或颜料的表面处理应用方法有两种:一种是将硅烷配成水溶液,用它处理无机填料或颜料后与有机高聚物或树脂混合,即预处理法;另一种方法是将硅烷与填料及有机高聚物基料混合,即迁移法。
硅烷的一般乃是为无机填料或颜料的0.5--1.2%。
偶联剂的用量=填料量×填料比表面积(平方米/克)/偶联剂小包覆面积。
生产厂家有:天津市化工一厂、哈尔滨化工所、南京强生化学有限公司、山东化工厂、辽宁盖县化工厂等。
3、锆铝酸盐偶联剂(DL系列铝酸酯偶联剂)
锆铝酸盐偶联剂具有更多的无机反应点,可增强与无机填料或颜料表面的作用。它共有七类,分别适用于填充聚烯烃、聚酯环氧树脂、尼龙、丙烯酸类树脂、聚氨酯、合成橡胶等的无机填料表面处理,其使用方法主要有以下几种:
a、直接加入到填料的水浆或非水浆料中,用高速剪切机械搅拌混合。
b、先将偶联剂溶解在溶剂中,再与无机矿物填料混合。
c、将偶联剂配制成低级醇、丙二醇、甲醚等溶液,在改性机中与无机矿物填料等直接混合。
d、偶联剂直接加入到基体树脂中,再与无机矿物填料等复合。
4、有机铬偶联剂:即络合物偶联剂,在玻璃纤维增强塑料中偶联效果较好。
5、表面活性剂:a、高级脂肪酸及其盐;b、高级胺盐;c、非离子型表面活性剂。
6、有机硅,其主要品种有聚二甲基硅氧烷、有机其改性硅氧烷及有机硅与有机化合物的共聚物等。常用于处理无机填料或颜料的有机硅一般为带活性基的聚甲基硅氧烷。
生产厂家有:上海树脂厂、美国DC公司、美国UC公司等。
7、饱有机酸及有机低聚物。
8、无机表面改性剂。
十、评价粉体表面改性效果的一般方法:
1、活化指数(H)
H=样品中漂浮部分原重量(g)/样品总重量(g)
2、润湿接触角。
3、表面能(或表面张力)。
4、表面包覆率(漫反射红外傅立叶转移光谱法)
以上七、八项内容详见中国建材工业出版社郑水林教授编著的《非金属矿加工技一书。术与设备》
 

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