CN105396524A - 一种已膨胀微球发泡剂制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种已膨胀微球发泡剂制备装置，所述装置包括一圆筒形的膨胀釜，所述膨胀釜的筒体构成膨胀室；所述筒体上部设有热风进口；所述热风进口的侧壁设有进料口；所述筒体的顶部设有出料口；所述出料口的下端延伸至所述膨胀室，形成出料管；所述出料管的下端位于所述热风进口的位置以下；所述筒体的底部设弧形汇聚段。与现有技术相比，本发明的优势在于：可有效防止微球发泡剂在膨胀过程中结块，同时还提高膨胀质量，获得纯净已膨胀微球发泡剂，保证生产效率。

Description

一种已膨胀微球发泡剂制备装置

技术领域

本发明涉及一种已膨胀微球发泡剂制备装置。

背景技术

微球发泡剂(即可热膨胀性微球)在现有技术中是已知的，并已在US3615972、EP486080、EP566367、EP1067151、ZL201210241564.5、ZL201210241578.7、201280073857.5和2012100109302.3中详细描述，这些文件在此结合以作参考。西能化工科技(上海)有限公司可以提供各种不同发泡温度的微球发泡剂，形态有干粉和湿浆两种。在这种微球壳体中，发泡剂以胶囊形式包裹在热塑壳体中。一旦加热，发泡剂蒸发产生内部压力，同时随着壳体软化，导致微球有效发泡，通常直径增大约2至5倍。

未发泡的和已发泡的热塑性微球可以应用在各种领域。例如，干的已发泡的微球可以作为敏化剂应用在乳化炸药中，也可以作为轻质填充物填充在溶剂型油漆、涂料和各种热固性塑料(如人造大理石、聚酯腻子、人工木材)中。湿的已发泡微球，通常以含水悬浮浆形式储存，可以应用在许多产品中，如水性涂料、热敏打印纸、多孔陶瓷和乳化炸药等。

运输已发泡微球往往需要很大的空间，也正是因为这个原因发泡微球最终使用者常常采购未发泡的膨胀微球，现场发泡或者直接将未发泡的膨胀微球加入到生产步骤中用于制备最终产品。

由于完全发泡可热膨胀性微球所需的高温从而会导致因发泡引起微球的热塑壳体相互粘结而结块的问题。这需要提供一种用于制备发泡可热膨胀微球的方法和设备，其中发泡程度能够被控制，以便有可能提供不同密度的发泡微球，同时它们简单且仅需要较小空间，相对便宜，并易于被最终用户使用，且由于已发泡微球就地被使用，从而节省运输空间和成本。

许多专利对发泡热塑性膨胀微球方法和装置均有提及。如美国专利US5484815和US7192989阐述了适合膨胀微球干粉发泡的方法和装置。而美国专利US4513106提出适合微球浆料发泡的方法及装置，其作用原理是向可膨胀微球浆料中引入蒸汽并产生足够的压力加热微球，使其至少有一定的膨胀，然后微膨胀的微球以至少1m/s的速度离开压力区域，由于压力降低使得微球进一步膨胀。虽然US4513106专利提出以浆料形式发泡膨胀微球的方法可以解决直接发泡微球干粉而导致周围粉尘多的现象，但是US4513106专利所述的微球浆料发泡工艺还有待进一步改善。EP0348372公开了一种制备发泡热塑塑料微球的工艺，其中发泡发生于传送带上。所述工艺运行良好，但占用较大空间且较为昂贵。US4722943和US5342689描述了用于发泡微球的方法，其中微球混合有表面阻挡涂层以防止在干燥步骤中结块。但是，加工助剂，如滑石量非常高，而这影响了急冷的可能性。这也在控制微球发泡程度上产生困难。CN1882638B、CN101263183A和CN1729087A描述了用于发泡微球的方法，同样其中微球混合有表面阻挡涂层以防止在发泡步骤中结块。同时，其发泡装置制备复杂。

上述所有制备方法都得不到非常纯净的已发泡微球，使得产品的使用受到了限制，比如在人造大理石、聚酯腻子和人工木材中的应用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种已膨胀微球发泡剂制备装置；所述装置通过设置加入湍流装置、设置开放式筒体结构和弧形汇聚段，可有效防止微球发泡剂在膨胀过程中结块，同时还提高膨胀质量，获得纯净已膨胀微球发泡剂，保证生产效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种已膨胀微球发泡剂制备装置，所述装置包括一圆筒形的膨胀釜，所述膨胀釜的筒体构成膨胀室；所述筒体上部设有热风进口；所述热风进口的侧壁设有进料口；所述筒体的顶部设有出料口；所述出料口的下端延伸至所述膨胀室，形成出料管；所述出料管的下端位于所述热风进口的位置以下；所述筒体的底部设弧形汇聚段。

优选地，所述筒体为双层结构，所述双层结构形成壁腔。

优选地，所述筒体下部侧壁设有保温液进口，所述筒体上部侧壁设有保温液出口；所述保温液进口、所述保温液出口与所述壁腔相连通，使得所述筒体的双层结构为开放式；在实际应用中，可以通过通入保温液体稳定所述膨胀室的温度。

优选地，所述热风进口设有湍流装置；

进一步地，所述湍流装置为网状、盘状或环状。

优选地，所述湍流装置与所述筒体的距离大于所述进料口与所述筒体的距离。

优选地，所述弧形汇聚段中弧形为圆弧形；所述圆弧形的弧心角为30°～60°。

优选地，形成所述壁腔(10)的双层结构的层间距为5～10cm。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明在热风进口处设置湍流装置，该湍流装置有助于将微球发泡剂原料充分分散，避免聚集成块，提高膨胀效率，降低已膨胀微球发泡剂的粒径；

(2)本发明的筒体设置开放式双层结构，可源源不断的通入保温液体(如水等)，维持微球发泡剂膨胀条件稳定，有利于获得批次间性能稳定的已膨胀微球发泡剂；

(3)本发明的筒体底部设置有弧形汇聚段，该结构设置不仅可以提高已膨胀微球发泡剂在筒体底部的收集效率，而且有助于高效向外运输已膨胀微球发泡剂，同时，该装置的弧形设置，还有助于生产过程中对装置的清理、减少发泡剂对筒体底部的吸附。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明结构示意图；

其中，1是热风进口，2是湍流装置，3是进料口，4是膨胀釜，5是保温液进口，6是保温液出口，7是膨胀室，8是出料管，9是出料口，10是壁腔，11是弧形汇聚段。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供一种已膨胀微球发泡剂制备装置，所述装置包括一圆筒形的膨胀釜4，所述膨胀釜4的筒体为双层结构，形成壁腔10，其中双层结构中两层的间隙为8cm；所述筒体构成膨胀室7；所述筒体上部设有热风进口1，所述热风进口1的侧壁设有进料口3，在所述热风进口1设有网状湍流装置2，所述进料口3位于所述湍流装置2与筒体之间；所述筒体的顶部设有出料口9；所述出口料9的下端延伸至所述膨胀室7，形成出料管8；所述出料管8的下端位于所述热风进口1的位置以下；所述筒体的底部设弧形汇聚段，所述弧形汇聚段为圆弧形，弧心角为45°；所述筒体下部侧壁设有保温液进口5，所述筒体上部侧壁设有保温液出口6；所述保温液进口5和保温液出口6使得所述筒体的壁腔10为开放式；在实际应用中，可以通过通入保温液体稳定所述膨胀室的温度,具体见图1。

本发明提供的所述已膨胀微球发泡剂制备装置在使用时，热风从热风进口1通入、经过湍流装置2，将从进料口3通入的微球发泡剂带入微球发泡剂膨胀釜4中；微球发泡剂进入微球发泡剂膨胀室7沿壁下行，在圆弧形汇聚段处汇聚，在此过程中发泡，形成已膨胀微球发泡剂，最后沿已膨胀微球发泡剂出料管8最终从出料口9排出；在此过程中，保温液体从保温液体入口5流入壁腔并从保温液体出口6流出，起到稳定调节膨胀室7温度的作用。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种已膨胀微球发泡剂制备装置，其特征在于，所述装置包括一圆筒形的膨胀釜(4)，所述膨胀釜(4)的筒体构成膨胀室(7)；

所述筒体上部设有热风进口(1)；所述热风进口的侧壁设有进料口(3)；

所述筒体的顶部设有出料口(9)；所述出料口(9)的下端延伸至所述膨胀室(7)，形成出料管(8)；所述出料管(8)的下端位于所述热风进口(1)的位置以下；

所述筒体的底部设弧形汇聚段(11)。

2.根据权利要求1所述的已膨胀微球发泡剂制备装置，其特征在于，所述筒体为双层结构，所述双层结构形成壁腔(10)。

3.根据权利要求2所述的已膨胀微球发泡剂制备装置，其特征在于，所述筒体下部侧壁设有保温液进口(5)，所述筒体上部侧壁设有保温液出口(6)；所述保温液进口(5)、所述保温液出口(6)与所述壁腔(10)相连通。

4.根据权利要求2或3所述的已膨胀微球发泡剂制备装置，其特征在于，形成所述壁腔(10)的双层结构的层间距为5～10cm。

5.根据权利要求1所述的已膨胀微球发泡剂制备装置，其特征在于，所述热风进口(1)设有湍流装置(2)。

6.根据权利要求5所述的已膨胀微球发泡剂制备装置，其特征在于，所述湍流装置(2)为网状、盘状或环状。

7.根据权利要求1所述的已膨胀微球发泡剂制备装置，其特征在于，所述湍流装置(2)与所述筒体的距离大于所述进料口(3)与所述筒体的距离。

8.根据权利要求1所述的已膨胀微球发泡剂制备装置，其特征在于，所述弧形汇聚段(11)为圆弧形。