CN108219632A - 通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料及其加工方法 - Google Patents

通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料，以重量份为单位，包括以下原料：改性聚酯树脂20‑25份、砂纹剂1‑3份、膨润土1‑3份、增电剂0.5‑1份、颜料1‑2份、脱气剂0.5‑1份、分散剂0.2‑0.5份、增韧剂0.5‑1份、增光剂0.2‑0.5份、润湿剂0.1‑0.5份、防腐剂0.1‑0.3份、抗氧剂0.1‑0.3份、光稳定剂0.2‑0.5份，所述增电剂为β‑羟烷基酰胺，脱气剂为硬脂酸，分散剂为硫磺锌，增韧剂为pvc增韧剂，所述润湿剂为十七烷基咪唑啉，所述防腐剂为5‑氯‑2‑甲基‑4异噻唑啉‑3‑酮。所述原料经过破碎后，挤出，再经过制片、剪切、粉碎过筛制得。本发明所述的涂料，通过加入改性聚酯树脂，引入抗氧剂、光稳定剂，解决了砂纹粉末涂料在实际应用中存在耐冲击性差，易变色等问题。

Description

通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料及其加工方法
技术领域
本发明属于涂料制备领域，具体是涉及到通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料及其加工方法。
背景技术
粉末涂料是以微细粉末的状态存在，是一种新型的不含溶剂100％固体粉末状涂料，具有无溶剂、无污染、可回收、环保、节省能源和资源、减轻劳动强度和涂膜机械强度高等特点。粉末涂料以粉末状喷涂到被涂物上面，经烘烤熔融流平，固化成膜。因粉末涂料具有可提高涂层性能、降低成本、消除挥发性有机物的产生等优点，得到了持续而迅速的发展。
热固性砂纹型粉末涂料不仅具有一般热固性粉末涂料的诸多优点，而且花纹美观、装饰性强，还可以弥补和遮盖工件表面粗糙、不平整等缺陷，广泛应用于仪器仪表、配电柜、防盗门、家电、家具、灯饰等领域的涂装。传统的砂纹型粉末涂料成膜后抗刮耐磨性较低，且目前的热固性砂纹型粉末涂料通常通过加入砂纹剂法使得最终的涂膜呈现分布均匀的砂纹状，但是材料的生产成本较高，为了降低热固性砂纹型粉末涂料的生产成本，同时使得成膜后具有高耐划耐磨的性能，有必要提出一种高硬度砂纹粉末涂料及其制备方法。
发明内容
本发明提供了通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料及其加工方法，通过加入改性聚酯树脂，引入抗氧剂、光稳定剂，明显解决了砂纹粉末涂料在实际应用中存在耐冲击性差，易变色、耐候性不好的问题。
本发明通过以下技术方案得以实现。
通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料，以重量份为单位，包括以下原料：改性聚酯树脂20-25份、砂纹剂1-3份、膨润土1-3份、增电剂0.5-1份、颜料1-2份、脱气剂0.5-1份、分散剂0.2-0.5份、增韧剂0.5-1份、增光剂0.2-0.5份、润湿剂0.1-0.5份、防腐剂0.1-0.3份、抗氧剂0.1-0.3份、光稳定剂0.2-0.5份，所述增电剂为β-羟烷基酰胺，脱气剂为硬脂酸，分散剂为硫磺锌，增韧剂为pvc增韧剂，所述润湿剂为十七烷基咪唑啉，所述防腐剂为5-氯-2-甲基-4异噻唑啉-3-酮。
进一步的，所述改性聚酯树脂，以重量份为单位，包括以下原料：端羟基聚酯树脂17.9-19.5份、顺丁烯二酸酐2-3份、十二烷基硫酸钠0.5-1份、偏硅酸钠0.5-1份、二月桂酸二丁基锡0.1-0.5份。
进一步的，所述改性聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：在反应釜中，加入端羟基聚酯树脂，缓慢升温至220℃，加入二月桂酸二丁基锡，保温0.5h，后加入十二烷基硫酸钠、偏硅酸钠升温到250℃，保温1-2h，降温至200℃，加入顺丁烯二酸酐，保温1h，降至室温，得到改性聚酯树脂。
进一步的，所述砂纹剂以重量份为单位，包括以下原料：聚乙烯醇缩05-1.5份、丁醛酰胺蜡05-1.5份。
进一步的，所述增光剂，以重量份为单位，包括以下原料：丙烯酸丁酯共聚物0.1-0.25份、甲基丙烯酸甲酯共聚物0.1-0.25份。
进一步的，所述抗氧剂为二烷基亚磷酸酯。
进一步的，所述光稳定剂为苯甲酸(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯。
另外本发明也提供了所述的通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
按比例称取各组分原料，置于混料缸，充分混合并破碎，得到预混物料；预混合后的物料进入双螺杆挤出机挤出，在压缩段温度为180-200℃，在均化段温度控制在140-160℃；挤出后的物料通过压片破碎机制片，冷却后制得片体，再用切刀剪切，制得切粒；最后将切粒粉碎后过300-500目筛子，得到所述砂纹粉末涂料。
进一步的，所述的在压缩段，前段I区温度为180-190℃，时间为30-50s，后段II区温度为190-200℃，时间为2-3min。
进一步的，所述的粉碎过程，在粉碎阶段采用了液压制冷设备将冷气从送风管道送入之主磨机内，降低磨粉机机室温度，同时将制冷设备的冷空气调节了引风管道、旋风分离器、除尘箱内部的空气温度和湿度。
本发明的有益效果在于：
1、本发明制备出的粉末涂料，应用到实际生产过程中时，耐候性≥1500h，耐冲击性在84-89kg/cm)、抗弯曲性1.8-2mm、附着力100％、抗老化实验(600h)中变色≤2级，失光≤2级，观察涂装过程和涂装结果，发现本发明制备出的粉末涂料具有超长耐候性、耐热、耐腐蚀性、高附着力等传统涂料无法比拟的优异性能，而且安全无毒，涂装的材料可进行90～180度的弯曲，都不产生裂痕。
2、在粉碎阶段，采用了液压制冷设备将冷气从送风管道送入之主磨机内，可以降低磨粉机机室温度，同时利用制冷设备的冷空气调节了引风管道、旋风分离器、除尘箱内部的空气温度和湿度，保证上述设备内部元件工作的稳定性和使用寿命，提升了产品质量。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
实施例1
通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料，以重量份为单位，包括以下原料：改性聚酯树脂22.5份、砂纹剂2份、膨润土1.5份、增电剂08份、颜料1.5份、脱气剂0.8份、分散剂0.3份、增韧剂0.8份、增光剂0.3份、润湿剂0.3份、防腐剂0.2份、抗氧剂0.2份、光稳定剂0.3份，所述增电剂为β-羟烷基酰胺，脱气剂为硬脂酸，分散剂为硫磺锌，增韧剂为pvc增韧剂，所述润湿剂为十七烷基咪唑啉，所述防腐剂为5-氯-2-甲基-4异噻唑啉-3-酮、所述抗氧剂为二烷基亚磷酸酯、所述光稳定剂为苯甲酸(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯。
所述改性聚酯树脂，以重量份为单位，包括以下原料：端羟基聚酯树脂18.3份、顺丁烯二酸酐2.5份、十二烷基硫酸钠0.7份、偏硅酸钠0.7份、二月桂酸二丁基锡0.3份。
所述改性聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：在反应釜中，加入端羟基聚酯树脂，缓慢升温至220℃，加入二月桂酸二丁基锡，保温0.5h，后加入十二烷基硫酸钠、偏硅酸钠升温到250℃，保温1.5h，降温至200℃，加入顺丁烯二酸酐，保温1h，降至室温，得到改性聚酯树脂。
所述砂纹剂以重量份为单位，包括以下原料：聚乙烯醇缩1份、丁醛酰胺蜡1份。
所述增光剂，以重量份为单位，包括以下原料：丙烯酸丁酯共聚物0.15份、甲基丙烯酸甲酯共聚物0.15份。
另外本发明也提供了所述的通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
按比例称取各组分原料，置于混料缸，充分混合并破碎，得到预混物料；预混合后的物料进入双螺杆挤出机挤出，在压缩段温度为180-200℃，在均化段温度控制在150℃；挤出后的物料通过压片破碎机制片，冷却后制得片体，再用切刀剪切，制得切粒；最后将切粒粉碎后过400目筛子，得到所述砂纹粉末涂料。
所述的在压缩段，前段I区温度为180-190℃，时间为40，后段II区温度为190-200℃，时间为2.5min。
所述的粉碎过程，在粉碎阶段采用了液压制冷设备将冷气从送风管道送入之主磨机内，降低磨粉机机室温度，同时将制冷设备的冷空气调节了引风管道、旋风分离器、除尘箱内部的空气温度和湿度。
实施例2
通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料，以重量份为单位，包括以下原料：改性聚酯树脂20份、砂纹剂1份、膨润土1份、增电剂0.5份、颜料1份、脱气剂0.5份、分散剂0.2份、增韧剂0.5份、增光剂0.2份、润湿剂0.1份、防腐剂0.1份、抗氧剂0.1份、光稳定剂0.2份，所述增电剂为β-羟烷基酰胺，脱气剂为硬脂酸，分散剂为硫磺锌，增韧剂为pvc增韧剂，所述润湿剂为十七烷基咪唑啉，所述防腐剂为5-氯-2-甲基-4异噻唑啉-3-酮、所述抗氧剂为二烷基亚磷酸酯、所述光稳定剂为苯甲酸(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯。
所述改性聚酯树脂，以重量份为单位，包括以下原料：端羟基聚酯树脂17.9份、顺丁烯二酸酐2份、十二烷基硫酸钠0.5份、偏硅酸钠0.5份、二月桂酸二丁基锡0.1份。
所述改性聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：在反应釜中，加入端羟基聚酯树脂，缓慢升温至220℃，加入二月桂酸二丁基锡，保温0.5h，后加入十二烷基硫酸钠、偏硅酸钠升温到250℃，保温1h，降温至200℃，加入顺丁烯二酸酐，保温1h，降至室温，得到改性聚酯树脂。
所述砂纹剂以重量份为单位，包括以下原料：聚乙烯醇缩05份、丁醛酰胺蜡05份。
所述增光剂，以重量份为单位，包括以下原料：丙烯酸丁酯共聚物0.1份、甲基丙烯酸甲酯共聚物0.1份。
另外本发明也提供了所述的通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
按比例称取各组分原料，置于混料缸，充分混合并破碎，得到预混物料；预混合后的物料进入双螺杆挤出机挤出，在压缩段温度为180-200℃，在均化段温度控制在140℃；挤出后的物料通过压片破碎机制片，冷却后制得片体，再用切刀剪切，制得切粒；最后将切粒粉碎后过300-500目筛子，得到所述砂纹粉末涂料。
所述的在压缩段，前段I区温度为120-130℃，时间为30s，后段II区温度为130-140℃，时间为2min。
所述的粉碎过程，在粉碎阶段采用了液压制冷设备将冷气从送风管道送入之主磨机内，降低磨粉机机室温度，同时将制冷设备的冷空气调节了引风管道、旋风分离器、除尘箱内部的空气温度和湿度。
实施例3
通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料，以重量份为单位，包括以下原料：改性聚酯树脂25份、砂纹剂3份、膨润土3份、增电剂1份、颜料2份、脱气剂1份、分散剂0.5份、增韧剂1份、增光剂0.5份、润湿剂0.5份、防腐剂0.3份、抗氧剂0.3份、光稳定剂0.5份，所述增电剂为β-羟烷基酰胺，脱气剂为硬脂酸，分散剂为硫磺锌，增韧剂为pvc增韧剂，所述润湿剂为十七烷基咪唑啉，所述防腐剂为5-氯-2-甲基-4异噻唑啉-3-酮、所述抗氧剂为二烷基亚磷酸酯、所述光稳定剂为苯甲酸(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯。
所述改性聚酯树脂，以重量份为单位，包括以下原料：端羟基聚酯树脂19.5份、顺丁烯二酸酐3份、十二烷基硫酸钠1份、偏硅酸钠1份、二月桂酸二丁基锡0.5份。
所述改性聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：在反应釜中，加入端羟基聚酯树脂，缓慢升温至220℃，加入二月桂酸二丁基锡，保温0.5h，后加入十二烷基硫酸钠、偏硅酸钠升温到250℃，保温2h，降温至200℃，加入顺丁烯二酸酐，保温1h，降至室温，得到改性聚酯树脂。
所述砂纹剂以重量份为单位，包括以下原料：聚乙烯醇缩1.5份、丁醛酰胺蜡1.5份。
所述增光剂，以重量份为单位，包括以下原料：丙烯酸丁酯共聚物0.25份、甲基丙烯酸甲酯共聚物0.25份。
另外本发明也提供了所述的通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
按比例称取各组分原料，置于混料缸，充分混合并破碎，得到预混物料；预混合后的物料进入双螺杆挤出机挤出，在压缩段温度为180-200℃，在均化段温度控制在160℃；挤出后的物料通过压片破碎机制片，冷却后制得片体，再用切刀剪切，制得切粒；最后将切粒粉碎后过300-500目筛子，得到所述砂纹粉末涂料。
所述的在压缩段，前段I区温度为120-130℃，时间为50s，后段II区温度为130-140℃，时间为3min。
所述的粉碎过程，在粉碎阶段采用了液压制冷设备将冷气从送风管道送入之主磨机内，降低磨粉机机室温度，同时将制冷设备的冷空气调节了引风管道、旋风分离器、除尘箱内部的空气温度和湿度。
实施例4
通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料，以重量份为单位，包括以下原料：改性聚酯树脂25份、砂纹剂1份、膨润土3份、增电剂0.5份、颜料1份、脱气剂1份、分散剂0.2份、增韧剂1份、增光剂0.2份、润湿剂0.5份、防腐剂0.1份、抗氧剂0.3份、光稳定剂0.2份，所述增电剂为β-羟烷基酰胺，脱气剂为硬脂酸，分散剂为硫磺锌，增韧剂为pvc增韧剂，所述润湿剂为十七烷基咪唑啉，所述防腐剂为5-氯-2-甲基-4异噻唑啉-3-酮、所述抗氧剂为二烷基亚磷酸酯、所述光稳定剂为苯甲酸(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯。
所述改性聚酯树脂，以重量份为单位，包括以下原料：端羟基聚酯树脂19.5份、顺丁烯二酸酐3份、十二烷基硫酸钠1份、偏硅酸钠1份、二月桂酸二丁基锡0.5份。
所述改性聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：在反应釜中，加入端羟基聚酯树脂，缓慢升温至220℃，加入二月桂酸二丁基锡，保温0.5h，后加入十二烷基硫酸钠、偏硅酸钠升温到250℃，保温1.8h，降温至200℃，加入顺丁烯二酸酐，保温1h，降至室温，得到改性聚酯树脂。
所述砂纹剂以重量份为单位，包括以下原料：聚乙烯醇缩05份、丁醛酰胺蜡05份。
所述增光剂，以重量份为单位，包括以下原料：丙烯酸丁酯共聚物0.25份、甲基丙烯酸甲酯共聚物0.25份。
另外本发明也提供了所述的通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
按比例称取各组分原料，置于混料缸，充分混合并破碎，得到预混物料；预混合后的物料进入双螺杆挤出机挤出，在压缩段温度为180-200℃，在均化段温度控制在158℃；挤出后的物料通过压片破碎机制片，冷却后制得片体，再用切刀剪切，制得切粒；最后将切粒粉碎后过400目筛子，得到所述砂纹粉末涂料。
所述的在压缩段，前段I区温度为120-130℃，时间为35s，后段II区温度为130-140℃，时间为2.8min。
所述的粉碎过程，在粉碎阶段采用了液压制冷设备将冷气从送风管道送入之主磨机内，降低磨粉机机室温度，同时将制冷设备的冷空气调节了引风管道、旋风分离器、除尘箱内部的空气温度和湿度。
对比例1
所述的砂纹粉末涂料的原料组成中，无改性聚酯树脂，而是使用常规的聚酯树脂，其他条件和实施例1一致。
对比例2
所述的砂纹粉末涂料的原料组成中，无实施例1中的抗氧剂和光稳定剂，其他条件和实施例1一致。
对比例3
所述的砂纹粉末涂料的原料组成中，无实施例1中的抗氧剂其他条件和实施例1一致。
对比例4
所述的砂纹粉末涂料的原料组成中，无实施例1中的光稳定剂，其他条件和实施例1一致。
将实施例1-4以及对比例1-4所制备出的粉末涂料，按常规方法进行涂料，再进行性能测试，测试结果如下表所述：
表1 性能测试结果
从实施例1-实施例4的结果来分析，本发明制备出的粉末涂料，应用到实际生产过程中时，耐候性≥1500h，耐冲击性在84-89kg/cm)、抗弯曲性1.8-2mm、附着力100％、抗老化实验(600h)中变色≤2级，失光≤2级，观察涂装过程和涂装结果，发现本发明制备出的粉末涂料证实具有超长耐候性、耐热、耐腐蚀性、高附着力等传统涂料无法比拟的优异性能，而且安全无毒，涂装的材料可进行90～180度的弯曲，都不产生裂痕。
从实施例3和对比例1的检测结果，在无改性聚酯树脂存在时，耐冲击性降低到51kg/cm、抗弯曲性降低到0.3mm、耐候性降低到850h、抗老化实验(600h)中变色≤5级；失光≤5级，改性聚酯树脂作为所述粉末涂料中的重要底物，
将端羟基聚酯树脂活化后，二月桂酸二丁基锡作为催化剂，加入表面活性较好的十二烷基硫酸钠、偏硅酸钠来进行改性，从而提高可提高涂料的低温韧性和耐湿热性，改善涂层的冲击性，折弯试验和耐候性。
从实施例3和对比例2-4的检测结果，可以看出，当不存在受阻胺类光稳定剂和亚磷酸酯抗氧剂时，涂层的性能大幅度明显降低(耐冲击性65kg/cm、抗弯曲性1.0mm、附着力93％、耐候性910h、抗老化实验(600h)中变色≤5级；失光≤5级)，当只存在受阻胺类光稳定剂或亚磷酸酯抗氧剂时，涂层的性能有一定幅度的降低，当都存在受阻胺类光稳定剂和亚磷酸酯抗氧剂时，涂层的各方面的性能得到较明显提升，原因分析如下：
受阻胺类光稳定剂能够通过封闭活性中心来阻止聚合物分子的光化学降解，受阻胺类光稳定剂是一种自由剂捕获剂，通过捕获自由基、分解氢过氧化物、猝灭激发状态能量来达到防老化的目的，结合亚磷酸酯抗氧剂的使用，两者起到协同作用，可以为涂层提供如防光泽降低、防分解、防脱落、防变色等更好的保护。
同时在粉碎阶段，采用了液压制冷设备将冷气从送风管道送入之主磨机内，可以降低磨粉机机室温度(若不降温，温度可达200℃)，同时利用制冷设备的冷空气调节了引风管道、旋风分离器、除尘箱内部的空气温度和湿度，保证上述设备内部元件工作的稳定性和使用寿命，提升了产品质量。
以上内容是结合具体的/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施例做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料，其特征在于：以重量份为单位，包括以下原料：改性聚酯树脂20-25份、砂纹剂1-3份、膨润土1-3份、增电剂0.5-1份、颜料1-2份、脱气剂0.5-1份、分散剂0.2-0.5份、增韧剂0.5-1份、增光剂0.2-0.5份、润湿剂0.1-0.5份、防腐剂0.1-0.3份、抗氧剂0.1-0.3份、光稳定剂0.2-0.5份，所述增电剂为β-羟烷基酰胺，脱气剂为硬脂酸，分散剂为硫磺锌，增韧剂为pvc增韧剂，所述润湿剂为十七烷基咪唑啉，所述防腐剂为5-氯-2-甲基-4异噻唑啉-3-酮。
2.根据权利要求1所述的通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料，其特征在于：所述改性聚酯树脂，以重量份为单位，包括以下原料：端羟基聚酯树脂17.9-19.5份、顺丁烯二酸酐2-3份、十二烷基硫酸钠0.5-1份、偏硅酸钠0.5-1份、二月桂酸二丁基锡0.1-0.5份。
3.根据权利要求1所述的通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料，其特征在于：所述改性聚酯树脂的制备方法，包括以下步骤：在反应釜中，加入端羟基聚酯树脂，缓慢升温至220℃，加入二月桂酸二丁基锡，保温0.5h，后加入十二烷基硫酸钠、偏硅酸钠升温到250℃，保温1-2h，降温至200℃，加入顺丁烯二酸酐，保温1h，降至室温，得到改性聚酯树脂。
4.根据权利要求1所述的通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料，其特征在于：所述砂纹剂以重量份为单位，包括以下原料：聚乙烯醇缩0.5-1.5份、丁醛酰胺蜡05-1.5份。
5.根据权利要求1所述的通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料，其特征在于：所述增光剂，以重量份为单位，包括以下原料：丙烯酸丁酯共聚物0.1-0.25份、甲基丙烯酸甲酯共聚物0.1-0.25份。
6.根据权利要求1所述的通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料，其特征在于：所述抗氧剂为二烷基亚磷酸酯。
7.根据权利要求1所述的通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料，其特征在于：所述光稳定剂为苯甲酸(2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)酯。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
按比例称取各组分原料，置于混料缸，充分混合并破碎，得到预混物料；预混合后的物料进入双螺杆挤出机挤出，在压缩段温度为180-200℃，在均化段温度控制在140-160℃；挤出后的物料通过压片破碎机制片，冷却后制得片体，再用切刀剪切，制得切粒；最后将切粒粉碎后过300-500目筛子，得到所述砂纹粉末涂料。
9.根据权利要求8所述的通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料的加工方法，其特征在于：所述的在压缩段，前段I区温度为180-190℃，时间为30-50s，后段II区温度为190-200℃，时间为2-3min。
10.根据权利要求8通过改性聚酯树脂来制备的砂纹粉末涂料的加工方法，其特征在于：所述的粉碎过程，在粉碎阶段采用了液压制冷设备将冷气从送风管道送入之主磨机内，降低磨粉机机室温度，同时将制冷设备的冷空气调节了引风管道、旋风分离器、除尘箱内部的空气温度和湿度。
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