CN103768977B - 一种基料生产方法及基料机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基料生产方法,包括以下步骤:1)、确保要生产的基料的配方中至少有一种是容易摩擦生热的;2)、按照摩擦生热的难易程度将把总原料分成若干份并称重;3)、进入搅拌过程,再按照摩擦生热难易程度将各份原料依次倒入搅拌缸中进行高速搅拌;4)、通过控制搅拌速度,保证搅拌缸内的温度稳定,并同时抽走搅拌过程中脱挥出的挥发份。本发明又公开了一种基料机,包括机架、搅拌桨轴、电机、搅拌缸、真空泵。本发明的基料生产方法,利用搅拌桨轴的高速旋转,使得原料间不断摩擦生热,使得原料内的挥发份得意挥发,然后将挥发份抽走。同时因为高速旋转既保证了基料质量又可以快速脱挥。本发明可应用于化工的生产制造领域中。

Description

一种基料生产方法及基料机
技术领域
本发明涉及工业化工领域,特别是基料的生产工艺领域。
背景技术
基料,是指用于成品化工产品(如中性硅酮密封胶、聚氨酯等)生产的一种基础物料,其一般由多种不同原料组成,原料包括液态料与粉体料,将所有原料通过搅拌机的均匀混合、升温脱挥后而制成。现有的基料中,绝大部分场合的配方中都包括至少一种容易摩擦生热的粉料(如碳酸钙、石英粉等),且这些容易摩擦生热的粉料占总原料的重量比例一般都不低于25%。
现有技术中,普遍认为基料生产中属于化学混合,加料顺序及搅拌时间必须严格控制。现今用于基料生产的方法是采用加热式真空捏合机,按照生产工艺流程将原料有序地倒进加热式真空捏合机的搅拌缸内,然后捏合机的电机带动搅拌桨低速(通常转速≤40转/分)旋转进行原料混合,同时给搅拌缸加热(加热式真空捏合机自带机能),使得原料中的挥发份挥发出来,最后对搅拌缸进行抽真空,将挥发份抽走。还有,经加热式真空捏合机生产出来的基料一般粉体颗粒较多,还需要用三辊研磨机处理后才能使用,使得整个基料的制程时间较长(一般生产1KL容量的基料需要5小时)。
现今技术中还有使用同向双螺杆捏合机进行基料生产,虽然经双螺杆捏合机生产的基料粉体颗粒很少,不需要再用辊研磨机处理,但是双螺杆捏合机的稳定性及可靠性不足,操作维护复杂,对人员素质要求高,目前仅限于大批量生产用户使用,无法普及广大中小企业使用。
本发明人经过多年的实践研究,发现基料的生产过程中,不是属于化学混合,是属于物理混合,加料顺序对基料的质量几乎没有影响,只需要将原料中的挥发份脱挥干净并充分混合就可以;同时发明人发现前述的基料配方中一旦有易于摩擦生热的原料,而且这些原料所占的比例不低,则完全可以利用这些原料的摩擦发热代替外置加热设备;而且本发明人还发现物料在搅拌中,摩擦阻力会随着温度的上升而降低,通过这一特性,可以减小设备的装机容量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种简单快捷的基料生产方法及适合使用该方法的基料机。
本发明解决其技术问题的解决方案是:
(1)、一种基料生产方法,包括以下步骤:
1)、确保要生产的基料的配方总原料中含有多种粉料,而这几种粉料的种类中至少一种是容易摩擦生热的,此时这几种粉料与液态料未混合;
2)、按照摩擦生热的难易程度将粉料分成若干份,每份为单独一个种类的原料;
3)、首先加入液态料,启动搅拌缸使其进入搅拌过程,搅拌桨轴开始低速旋转,再按照粉料的摩擦生热难易程度将粉料有序地依次加入搅拌缸内进行搅拌,倒入顺序为先难后易或先易后难,让粉料与液态料充分混合,选择倒入顺序的原则为:要保证将所有粉料倒入搅拌缸后,搅拌缸内的温度在60℃至80℃之间,整个粉料加入过程,电机为恒定功率输出;
4)、搅拌缸缸内温度上升到约100℃时,原料中的挥发份开始脱挥出,此时开始抽走搅拌缸内的挥发份;
5)、待搅拌缸缸内温度上升到120℃以上时,通过降低电机的输出转速,维持缸内的温度稳定;
6)、在充分的搅拌混合与完全脱挥出挥发份后,停止电机转动,将基料从搅拌缸排出,完成基料生产。
作为上述技术方案的进一步优选,所述步骤5)中的抽走搅拌缸内的挥发份是通过对搅拌缸进行抽真空实现的;步骤3)、步骤5)与步骤6)中的电机输出方式改变是通过变频器控制的。
作为上述技术方案的进一步优选,步骤3)中,所述的将粉料依次倒入搅拌缸内进行搅拌的动作,要求后一次倒入与前一次倒入之间有能保证前一粉料在搅拌缸中得到充分的混合的时间差。
作为上述技术方案的进一步优选,所述的步骤5)中的温度稳定范围是120℃~140℃;所述搅拌缸设有高速桨轴和低速桨轴,高速桨轴最高转速在300转/分以上,低速桨轴转速不超过50转/分。
(2)、本发明还提供一种基料机,包括机架、搅拌桨轴、电机、搅拌缸、真空泵,所述机架包括横梁、立柱、底座,立柱下端与底座固定安装,横梁与立柱的上端固定安装,立柱的高度可调;所述电机是变频调速电机,其安装在横梁上;搅拌缸包括料缸、与料缸密封安装的料缸罩,所述料缸与立柱可拆连接;搅拌桨轴安装在料缸罩上,且搅拌桨轴的一端伸出料缸罩后通过真空密封装置与电机传动连接,搅拌桨轴包括设有型桨的高速桨轴;料缸罩上设有投料口,真空泵与料缸罩的投料口密封连接。
作为上述技术方案的进一步优选,所述电机为在额定频率下为恒转矩调速、在额定频率以上是恒功率调速的变频调速电机。
作为上述技术方案的进一步优选,所述的搅拌桨轴还包括一条低速桨轴,高速桨轴有两条,对称分布在搅拌缸两端,低速桨轴位于搅拌缸中心位置;所述的电机有三个,电机与高速桨轴和低速桨轴一一对应传动连接。
作为上述技术方案的进一步优选,所述的搅拌桨轴上的型桨属于分散盘及其辅助蝴蝶桨,或者属于多层折叶对桨。
作为上述技术方案的进一步优选,高速桨轴上的型桨设在高速桨轴的中部或底部;低速桨轴的底部装有刮底刮边器。
作为上述技术方案的进一步优选,本发明还包括出料机构,所述的出料机构是压料机,出料机构上还设有过滤器。
本发明的有益效果是:本发明的基料生产方法,颠覆了传统的基料生产工艺,它按照摩擦生热难易程度来将基料原料分批进入搅拌过程,通过高速搅拌使得原料间不断摩擦生热,令物料内的挥发份得以挥发,然后将挥发份抽走;同时利用物料随着温度上升摩擦阻力减少的特性,可以使用更小容量的电机完成加工生产,节约成本;而且因为高速搅拌,原料的混合将更快,缩短制程时间,还有经过高速混合的基料含粉末颗粒状将更少。不仅如此,不断地对搅拌缸抽真空以及将搅拌缸内的温度控制在一定的范围,既保证了基料质量又可以快速脱挥。整个生产中,纯为物理混合,因此无需外加热,设备得以简化,并且混合效果优良。
另外,本发明的基料机稳定可靠,搅拌效率高,操作维护简单,兼容性好,可以直接与其他设备配套使用。
本发明可应用于化工的生产制造领域中。
附图说明
图1是本发明的基料机结构示意图。
具体实施方式
(1)、一种基料生产方法,包括以下步骤:
1)、确保要生产的基料的配方总原料中含有多种粉料,而这几种粉料的种类中至少一种是容易摩擦生热的,此时这几种粉料与液态料未混合;
2)、按照摩擦生热的难易程度将粉料分成若干份,每份为单独一个种类的原料;
3)、首先加入液态料,启动搅拌缸使其进入搅拌过程,搅拌桨轴开始低速旋转,再按照粉料的摩擦生热难易程度将粉料有序地依次加入搅拌缸内进行搅拌,倒入顺序为先难后易或先易后难,让粉料与液态料充分混合,选择倒入顺序的原则为:要保证将所有粉料倒入搅拌缸后,搅拌缸内的温度在60℃至80℃之间,整个粉料加入过程,电机为恒定功率输出;
4)、搅拌缸缸内温度上升到约100℃时,原料中的挥发份开始脱挥出,此时开始抽走搅拌缸内的挥发份;
5)、待搅拌缸缸内温度上升到120℃以上时,通过降低电机的输出转速,维持缸内的温度稳定;
6)、在充分的搅拌混合与完全脱挥出挥发份后,停止电机转动,将基料从搅拌缸排出,完成基料生产。
本发明提供的基料生产方法,是利用了摩擦生热这一物理特性而提出的,所以必须保证所生产的基料中包含有易摩擦生热的原料,同时,本发明明确了基料的生产过程为物理混合,推翻了传统的化学混合的认知,所以原料的混合顺序对基料的质量几乎没有影响,但会影响到制程时间,装机容量及温度的控制;合理的加料规律是先加入液态料再加粉料,升温过快的配方最易摩擦生热的物料安排在最后加入,反之,升温过慢的配方最易摩擦生热的物料安排在加入液态料后首先加入;当加入完所有粉料后,搅拌缸内的温度需要控制在70℃附近最理想的;同时利用了物料随着温度上升阻力变小的物理特性,通过使用多极电机,一开始用低转速获取大扭矩,让物料搅拌起来,然后搅拌过程中摩擦生热,随着温度的上升摩擦阻力变小,保持电机输出功率不变的前提下,可以加快转速,最后通过高速搅拌使得物料充分搅拌均衡并不断摩擦生热,当缸内的温度达到100℃的时候,令物料内的挥发份得以挥发,然后将挥发份抽走。
作为上述技术方案的进一步优选,所述步骤5)中的抽走搅拌缸内的挥发份是通过对搅拌缸进行抽真空实现的;步骤3)、步骤5)与步骤6)中的电机输出方式改变是通过变频器控制的。挥发份开始蒸发后,通过不断地对搅拌缸进行抽真空,使得挥发出来的挥发份可以马上被抽走,保证搅拌缸内没有残留挥发份。再利用变频器在50HZ以上调速时为恒功率调速的特性(即电机转速降低,扭力增大),使得电机的输送转速自动改变,以最高的转速进行摩擦、搅拌;最后当温度达到温度拐点的时候(一般在120℃-140℃),再人为地调控变频器的输出频率,使输出频率低于50HZ,此时电机的输出方式改变为恒转矩输出,保证物料的搅拌均匀。除此之外,前面所述的将挥发份抽走,还可以在缸顶内壁设置吸附并锁住挥发份的化学物质,当挥发份蒸发到缸顶的时候,被前述的化学物质吸收。
作为上述技术方案的进一步优选,步骤3)中,所述的将粉料依次倒入搅拌缸内进行搅拌的动作,要求后一次倒入与前一次倒入之间有能保证前一粉料在搅拌缸中得到充分的混合的时间差。为了使混合更加均匀,必须保证每种原料都得到充分的时间进行搅拌混合。
作为上述技术方案的进一步优选,所述的步骤6)中的温度稳定范围是120℃~140℃;所述搅拌缸设有高速桨轴和低速桨轴,高速桨轴最高转速在300转/分以上,低速桨轴转速不超过50转/分。
(2)、参考图1,一种基料机,包括机架1、搅拌桨轴2、电机3、搅拌缸4、真空泵,所述机架1包括横梁11、立柱12、底座13,立柱12下端安装在底座13上,横梁11与立柱12的上端固定安装,立柱12的高度可调;所述电机3为在额定频率下为恒转矩调速、在额定频率以上是恒功率调速的变频调速电机,其安装在横梁11上;搅拌缸4包括料缸41、与料缸41密封安装的料缸罩42,所述料缸41与立柱12可拆连接;搅拌桨轴2安装在料缸罩42上,且搅拌桨轴2的一端伸出料缸罩42后通过真空密封装置与电机3传动连接,搅拌桨轴2包括两条设有型桨20的高速桨轴21,所述的搅拌桨轴2还包括一条低速桨轴22,两条高速桨轴21对称分布在搅拌缸4两端,低速桨轴22位于搅拌缸4中心位置,高速桨轴21上的型桨20设在高速桨轴21的中部或底部,低速桨轴22的底部装有刮底刮边器;所述的电机3有三个,电机3与高速桨轴21和低速桨轴22一一对应传动连接;料缸罩42上设有投料口,真空泵与料缸罩42的投料口密封连接。
倒入原料启动设备后,一开始由于物料的摩擦阻力大,将变频器设置到允许的最高输出频率,在电机恒功率输出的方式下,两条高速桨轴21首先低速转动,获取大的转矩,型桨带动原料在搅拌缸内摩擦、混合,由于摩擦生热,搅拌缸内的温度上升,物料的摩擦阻力也随着温度上升而降低,此时两条高速桨轴21的搅拌速度也逐渐升高。搅拌速度越快,缸内温度上升越快,当缸内温度上升到约100℃时,达到常压下水的沸点,使得物料中的挥发份开始蒸发出来,然后通过真空泵对搅拌缸进行抽真空,使得缸内的挥发份连同空气一起被带走,同时为了控制缸内的温度,通过调低变频器的输出频率,使得电机转为恒转矩输出方式,输出扭矩不变,输出转速调低,而且保证缸内的温度不会过高。还有,在搅拌过程中或多或少的在缸壁上会残留有原料,所以通过加装的低速桨轴,通过低速桨轴带动刮底刮边器旋转,将缸内壁的原料送回到缸中进行充分搅拌。还有,由于高速桨轴21与低速桨轴22均在搅拌缸内转动,而为了保证搅拌缸的真空度,需要对高速桨轴、低速桨轴与电机的连接部位加装真空密封装置。经过高速搅拌的基料,仅需3个小时即可完成生产1KL容量的基料,不仅缩短制程时间,而且搅拌出来的基料含粉体颗粒少。还有整机取消的外加热设备,结构简单,装机容量小。
作为上述技术方案的进一步优选,两条高速桨轴21上的型桨20属于分散盘及其辅助蝴蝶桨,或者属于多层折叶对桨。分散盘及其辅助蝴蝶桨较多层折叶对桨的热慢,所以在保证控制搅拌缸内的温度下使得转速进一步提高,使得原料混合更快,制程时间更短。
作为上述技术方案的进一步优选,其还包括设在搅拌缸4底部设压料机作为出料机构6,所述的压料机上设有过滤器。完成搅拌的基料,往往需要要进入到下一个工序环节,通过出料机构可以直接将基料与其他设备配合使用。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基料生产方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)、确保要生产的基料的配方总原料中含有多种粉料,而这几种粉料的种类中至少一种是容易摩擦生热的,此时这几种粉料与液态料未混合;
2)、按照摩擦生热的难易程度将粉料分成若干份,每份为单独一个种类的原料;
3)、首先加入液态料,启动搅拌缸使其进入搅拌过程,搅拌桨轴开始低速旋转,再按照粉料的摩擦生热难易程度将粉料有序地依次加入搅拌缸内进行搅拌,倒入顺序为先难后易或先易后难,让粉料与液态料充分混合,选择倒入顺序的原则为:要保证将所有粉料倒入搅拌缸后,搅拌缸内的温度在60℃至80℃之间,整个粉料加入过程,电机为恒定功率输出;在将粉料依次倒入搅拌缸内进行搅拌的动作,要求后一次倒入与前一次倒入之间有能保证前一粉料在搅拌缸中得到充分的混合的时间差;
4)、搅拌缸缸内温度上升到约100℃时,物料中的挥发份开始脱挥出,此时对搅拌缸进行抽真空开始抽走搅拌缸内的挥发份;
5)、待搅拌缸缸内温度上升到120℃以上时,通过变频器降低电机的输出转速,维持缸内的温度稳定在120℃~140℃内;所述搅拌缸设有高速桨轴和低速桨轴,高速桨轴最高转速在300转/分以上,低速桨轴转速不超过50转/分;
6)、在充分的搅拌混合与完全脱挥出挥发份后,通过变频器停止电机转动,将基料从搅拌缸排出,完成基料生产。
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