CN110819137A - 一种胶粘剂专用钙基粉体改性装置及改性方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种胶粘剂专用钙基粉体改性装置,包括研磨机和与研磨机连接的捏合机,还包括一设置在研磨机与捏合机之间的混合装置,所述混合装置包括混合室、改性剂喷管、热高压喷气管、粉体喷管,所述粉体喷管位于混合室上部且一端延伸进混合室内;本发明还公开了一种胶粘剂专用钙基粉体改性方法,包括使用胶粘剂专用钙基粉体改性装置进行改性步骤,本发明通过在捏合前进行改性剂与粉体的混合,能够使得粉体表面的改性剂更加均匀,同时,保证粉体表面改性剂的附着率,粉体经过充分附着改性剂后进入到捏合机中进行捏合改性,保证粉体的质量,能够有效的提高粉体的活化度,其具有工艺简单、改性后的粉体活化度大于90%的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种胶粘剂专用钙基粉体改性装置,同时还涉及一种改性方法,属于碳酸钙改性技术领域。
背景技术
碳酸钙具有价格低廉、无刺激性、无毒、色泽好、白度高等优点。在胶粘剂行业中,碳酸钙是目前用途最为广泛的无机填料之一。
我国目前在重质碳酸钙的产量和市场占有率上远大于轻质碳酸钙,但目前采用世界上最先进的研磨技术也只能使重质碳酸钙的粒径达到1 μm左右,如直接将这种尺度的重质碳酸钙填充于树脂基体中只能起到增强的作用,达不到增韧和功能化的效果。因而要进一步扩大重质碳酸钙的应用领域和前景,将其大量应用于高档产品中,就必须对重质碳酸钙进行表面改性研究。超细重质碳酸钙表面改性的方法分为干法和湿法。干法改性即把碳酸钙粉末放入高速捏合机中,将捏合机内桶加热到一定温度后,加入定量表面改性剂,高速搅拌进行捏合改性。此法简单易行,出料即为产品,但产品表面改性剂的均匀性不好。
传统重质碳酸钙的活化度和吸油值是直接影响胶粘剂配方中树脂用量以及产品直接成本的关键因素,为使树脂和碳酸钙粉体有效键合,传统的改性方法采用了高脚混合机、三转子改性机、添加硬脂酸等,但是改性后的产品活化度小于90%,吸油值低,同时包覆键合差,一段时间容易分离,沉降体积变小,质量不稳定,主要体现胶粘剂在存放一定时间后容易出现分层现象,所以无法在高级胶粘剂行业中得到应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中在干法改性中,对碳酸钙粉体改性时在捏合机中加入改性剂进行改性,使得粉体表面改性剂均匀性不好的缺点,提供一种胶粘剂专用钙基粉体改性装置,通过该改性装置能够使得粉体在改性时改性剂更加均匀,提高粉体的活化度;同时,还提供一种胶粘剂专用钙基粉体改性方法,用于对粉体进行改性。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种胶粘剂专用钙基粉体改性装置,包括研磨机和与研磨机连接的捏合机,其特征在于:还包括一设置在研磨机与捏合机之间的混合装置,所述混合装置包括混合室、改性剂喷管、热高压喷气管、粉体喷管,所述粉体喷管位于混合室上部且一端延伸进混合室内,另一端通过一高速气流分散机与研磨机连接,所述热高压喷气管位于所述粉体喷管正下方,粉体喷管的喷口与热高压喷气管喷口相对,所述改性剂喷管一端伸进热高压喷气管位内,改性剂喷管的喷口高于热高压喷气管喷口2-3cm,所述粉体喷管上连接有导风板,位于混合室顶部及四周侧壁上设有若干改性剂喷头,改性剂喷头及改性剂喷管用于与改性剂存储箱连接,位于混合室内底部位置设有一用于搅拌粉体的搅拌机构,所述混合室设有粉体出口及出气口,所述出气口通过一旋风分离机与混合室连接。
所述导风板截面呈“M”型,并在导风板顶部位置设有过渡圆弧。
所述改性剂喷管的喷口高于热高压喷气管喷口1.5cm。
所述研磨机为超细立式研磨机。
一种胶粘剂专用钙基粉体改性方法,其特征在于:包括下述步骤,
S1:将粉碎、均化后的碳酸钙放入研磨机中进行研磨;
S2:经过研磨后的粉体进入到混合室中与改性剂进行混合;
S3:经过混合后的粉体进入捏合机中捏合改性。
进一步优化,在S1中,研磨机将碳酸钙研磨至2800-3000目,在S2中,混合室中热高压喷气管喷出的热高压气体T=90-100℃,P=2-3Mpa。
进一步优化,S2中所述改性剂包括硬脂酸,还包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或者几种。
其中,所述改性剂包括硬脂酸10-20份,硅烷偶联剂5-8份、钛酸酯偶联剂4-6份、铝酸酯偶联剂1-5份。
其中,所述改性剂包括硬脂酸10-20份,硅烷偶联剂5-8份和钛酸酯偶联剂4-6份。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明通过在捏合前进行改性剂与粉体的混合能够使得粉体表面的改性剂更加均匀,同时,保证粉体表面改性剂的附着率,粉体经过充分附着改性剂后进入到捏合机中进行捏合改性,保证粉体的质量,能够有效的提高粉体的活化度,其具有工艺简单、改性后的粉体活化度大于90%,极大的提高了粉体的质量;并且,通过在混合室进行粉体及改性剂的混合,粉体的包覆键合好,放置后不易发生分离,其质量更加稳定,避免加入粉体后的胶粘剂放置时间过长出现分层的现象。
附图说明
图1为本发明流程及原理示意图。
图2为本发明所述改性装置的结构示意图。
附图标记:1研磨机,2捏合机,3混合装置,4混合室,5改性剂喷管,6热高压喷气管,7粉体喷管,8高速气流分散机,9导风板,10改性剂喷头,11电机,12搅拌杆,13搅拌叶,14旋风分离机。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例,都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施公开了一种胶粘剂专用钙基粉体改性装置,包括研磨机1、与研磨机1连接的捏合机2以及设置在研磨机1与捏合机2之间的混合装置3,所述混合装置3包括混合室4、改性剂喷管5、热高压喷气管6、粉体喷管7,所述粉体喷管7位于混合室4上部且一端延伸进混合室4内,另一端通过一高速气流分散机8与研磨机1连接,所述热高压喷气管6位于所述粉体喷管7正下方,粉体喷管7的喷口与热高压喷气管6喷口相对,所述改性剂喷管5一端伸进热高压喷气管6位内,改性剂喷管5的喷口高于热高压喷气管6喷口2-3cm,所述粉体喷管7上连接有导风板9,位于混合室4顶部及四周侧壁上设有若干改性剂喷头10,改性剂喷头10及改性剂喷管5用于与改性剂存储箱连接,位于混合室4内底部位置设有一用于搅拌粉体的搅拌机构,所述混合室4设有粉体出口及出气口,所述出气口通过一旋风分离机14与混合室4连接。
其中,所述混合室4内底部呈锥形,所述搅拌机构包括电机11、搅拌杆12,所述搅拌杆12一端竖直伸入混合室4内,另一端伸出混合室4后与所述电机11连接,所述搅拌杆12上设有若干长度从下至上依次增加的搅拌叶13,每一个搅拌叶13均靠近混合室4内的内壁。
这样,在粉体的改性工序中,经过研磨机1进行研磨的粉体在高速气流分散机8的作下,在粉体喷管7中高速运动,并从粉体喷管7的喷口进行喷出;此时,热高压喷气管6中的改性剂喷管5进行喷洒改性剂,此时热高压喷气管6中将喷射出高压、高温的气体,在该气体的作用下使得喷洒的改性剂分散,并跟随气体与高速运动的粉体发生碰撞,进而使得粉体与改性剂充分接触,同时,高温气体对粉体进行加热,提高粉体的温度,其一能够保证改性剂的粘附,其二能够对粉体进行预热;同时,由于高压的气体喷射出后,粉体及改性剂均快速吸热,保证改性剂的粘附量;并且,在混合室4中形成混合区域,从混合室4顶部及四周侧壁的改性剂喷头10形成改性剂水雾,保证改性剂与粉体进行全方位接触,充分包覆有改性剂的粉体下降至混合室4底部,经过搅拌机构进行再次搅拌混合,保证粉体改性剂的包覆。
同时,通过设置的旋风分离机14对混合室4内的气体进行排放,同时将分离出的粉体排至混合室4中,避免粉体损失。
并且设置的导风板9能够对热风进行导流,使得混合室4内形成循环热风,进而保证粉体与改性剂的附着。
进一步优化,所述导风板9截面呈“M”型,并在导风板9顶部位置设有过渡圆弧;这样能够更高好的对上升的气体进行导流,便于热风循环的构成。
在本实施例中,所述改性剂喷管5的喷口高于热高压喷气管6喷口1.5cm。
其中,所述研磨机1为超细立式研磨机。
实施例2
本实施例公开了一种胶粘剂专用钙基粉体改性方法如下,包括采用实施例1中的所述改性装置;
具体包括下述步骤,
S1:将粉碎、均化后的碳酸钙放入研磨机1中进行研磨;
S2:经过研磨后的粉体进入到混合室4中与改性剂进行混合;
S3:经过混合后的粉体进入捏合机2中捏合改性。
其中,在S1中,研磨机1将碳酸钙研磨至2900目,在S2中,混合室4中热高压喷气管6喷出的热高压气体T=95℃,P=2.5Mpa。
其中,S2中所述改性剂包括硬脂酸10份,硅烷偶联剂5份、钛酸酯偶联剂4份、铝酸酯偶联剂1份,改性剂在使用前混合制成混合制剂。
其中,在S3 中,粉体进入捏合机2后,将捏合机2升温至150℃,并保持恒温,高低速交替搅拌30min,其中高速搅拌时,转速为:1000r/min,低速搅拌时,转速为:300r/min。
本发明通过采用硬脂酸加偶联剂的方式,相较于传统的单一硬脂酸改性,所获碳酸钙改性产品沉降体积稳定,和树脂的键合亲和性更好,最终所获胶粘剂产品经长时间保存后不易出现分层现象。
通过改性后的粉体活化度大于90%,粉体的包覆键合好,放置后不易发生分离,其质量更加稳定,避免加入粉体后的胶粘剂放置时间过长出现分层的现象;更重要的是,通过硬脂酸加偶联剂的方式进行结合改性,能够使得粉体的吸油值≤20 g/100g,沉降体积≥2.4 mL/g,具有轻质碳酸钙的亲和性、增强性,最终达到可以全部替代传统重质碳酸钙和部分替代胶粘剂用轻质碳酸钙的目标。
实施例3
本实施例是在实施例2的基础中进一步优化,其中,在S1中,研磨机1将碳酸钙研磨至2800目,在S2中,混合室4中热高压喷气管6喷出的热高压气体T=90℃,P=2Mpa。
其中,S2中所述改性剂包括硬脂酸15份,硅烷偶联剂6份、钛酸酯偶联剂5份、铝酸酯偶联剂3份。
实施例3
本实施例是在实施例2的基础中进一步优化,其中,在S1中,研磨机1将碳酸钙研磨至3000目,在S2中,混合室4中热高压喷气管6喷出的热高压气体T=100℃,P=3Mpa。
其中,S2中所述改性剂包括硬脂酸20份,硅烷偶联剂8份、钛酸酯偶联剂6份、铝酸酯偶联剂5份。
实施例4
本实施例与实施例2基本相同,其不同之处在于:所述改性剂包括硬脂酸10份,硅烷偶联剂5份和钛酸酯偶联剂4份。
实施例5
本实施例是在实施例4的基础上进一步优化,在本实施例中,所述改性剂包括硬脂酸15份,硅烷偶联剂6份和钛酸酯偶联剂5份。
实施例6
本实施例是在实施例4的基础上进一步优化,在本实施例中,所述改性剂包括硬脂酸20份,硅烷偶联剂8份和钛酸酯偶联剂6份。
实施例7
本实施例与实施例2基本相同,其不同之处在于:所述改性剂包括硬脂酸12份,钛酸酯偶联剂5份。
Claims (9)
1.一种胶粘剂专用钙基粉体改性装置,包括研磨机和与研磨机连接的捏合机,其特征在于:还包括一设置在研磨机与捏合机之间的混合装置,所述混合装置包括混合室、改性剂喷管、热高压喷气管、粉体喷管,所述粉体喷管位于混合室上部且一端延伸进混合室内,另一端通过一高速气流分散机与研磨机连接,所述热高压喷气管位于所述粉体喷管正下方,粉体喷管的喷口与热高压喷气管喷口相对,所述改性剂喷管一端伸进热高压喷气管位内,改性剂喷管的喷口高于热高压喷气管喷口2-3cm,所述粉体喷管上连接有导风板,位于混合室顶部及四周侧壁上设有若干改性剂喷头,改性剂喷头及改性剂喷管用于与改性剂存储箱连接,位于混合室内底部位置设有一用于搅拌粉体的搅拌机构,所述混合室设有粉体出口及出气口,所述出气口通过一旋风分离机与混合室连接。
2.根据权利要求1所述的一种胶粘剂专用钙基粉体改性装置,其特征在于:所述导风板截面呈“M”型,并在导风板顶部位置设有过渡圆弧。
3.根据权利要求1所述的一种胶粘剂专用钙基粉体改性装置,其特征在于:所述改性剂喷管的喷口高于热高压喷气管喷口1.5cm。
4.根据权利要求1所述的一种胶粘剂专用钙基粉体改性装置,其特征在于:所述研磨机为超细立式研磨机。
5.一种胶粘剂专用钙基粉体改性方法,其特征在于:包括下述步骤,
S1:将粉碎、均化后的碳酸钙放入研磨机中进行研磨;
S2:经过研磨后的粉体进入到混合室中与改性剂进行混合;
S3:经过混合后的粉体进入捏合机中捏合改性。
6.根据权利要求5所述的一种胶粘剂专用钙基粉体改性方法,其特征在于:在S1中,研磨机将碳酸钙研磨至2800-3000目,在S2中,混合室中热高压喷气管喷出的热高压气体T=90-100℃,P=2-3Mpa。
7.根据权利要求5所述的一种胶粘剂专用钙基粉体改性方法,其特征在于:S2中所述改性剂包括硬脂酸,还包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或者几种。
8.根据权利要求7所述的一种胶粘剂专用钙基粉体改性方法,其特征在于:所述改性剂包括硬脂酸10-20份,硅烷偶联剂5-8份、钛酸酯偶联剂4-6份、铝酸酯偶联剂1-5份。
9.根据权利要求7所述的一种胶粘剂专用钙基粉体改性方法,其特征在于:所述改性剂包括硬脂酸10-20份,硅烷偶联剂5-8份和钛酸酯偶联剂4-6份。
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李成伟,刘忠法: "PSC粉体表面改性机研制", 《非金属矿》 * |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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