CN115646251B - 一种耐800℃高温粉末涂料的制备方法及制备设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐800℃高温粉末涂料的制备方法及制备设备，涉及粉末涂料生产技术领域，包括：旋转套管，其内壁上固定连接有第一螺旋叶；旋转轴管，其外周上固定连接有第二螺旋叶，其与旋转套管同轴布置且旋转方向相同，旋转轴管与旋转套管之间的空间形成混合通道；第三螺旋叶，其同轴转动布置在混合通道内位于第一螺旋叶与第二螺旋叶之间的位置，第三螺旋叶与旋转轴管的旋转方向相反；多个第一搅料件，其转动设置在旋转套管上，各第一搅料件自转时将混合通道内靠近旋转套管的物料导向第三螺旋叶的旋转路径上；多个第二搅料件，其转动设置在旋转轴管上，各第二搅料件自转时将混合通道内靠近旋转轴管的物料导向第三螺旋叶的旋转路径上。

Description

一种耐800℃高温粉末涂料的制备方法及制备设备

技术领域

本发明涉及粉末涂料生产技术领域，具体为一种耐800℃高温粉末涂料的制备方法及制备设备。

背景技术

近年来中国逐渐成为全球灶具、烤炉、排气管的主要生产基地，市场对耐高温、耐热型粉末涂料的需求日益增长，尤其是暖气管道、热风炉、消音器、烟囱等耐高温设备领域的粉末涂料。当前的粉末涂料基本上是要求涂膜烘烤达到200℃以上不变色或变色少不脱落、仍能保持适当的物理性能，配方以有机硅树脂为主体通过涂层二次成膜来达到抵抗高温，但随着环境温度的进一步提高，现有的耐热型粉末涂料的性能显著下降。

公开号为CN112795271A，名称为《一种绝缘粉末涂料及其制备方法》，其制备方法包括如下步骤：步骤一，按所述质量份数将所述环氧树脂、固化剂、固化促进剂、填料、助剂和颜料进行混合，得到制备原料；步骤二，将所述制备原料加入双螺杆挤出机进行加工，得到物料；步骤三，将所述物料加入磨粉机中进行研磨加工，得到一级粉末；步骤四，将所述一级粉末通过磁选去除杂质，得到成品粉末涂料，制备完成。

诸如上述专利的现有技术中，粉末涂料在制备的过程中，通常是将各种原料通过双螺杆挤出机混料挤出制得熔融状态的涂料，面临的问题就是涂料的混匀程度与螺杆的旋转速度是正相关，涂料的混匀程度与混料时间为正相关，而涂料的混料时间与螺杆的旋转速度是负相关，这就导致单位长度的双螺杆挤出机的混料效率不高，因此双螺杆挤出机通常都设置得非常长以提高混料效果，双螺杆挤出机过长会导致内部温度难以集中，温度不容易控制，并且结构笨重，内部清理面积增大等不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐800℃高温粉末涂料的制备方法及制备设备，以解决上述现有技术中的不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐800℃高温粉末涂料的制备设备，包括三螺旋挤料机，所述三螺旋挤料机包括：旋转套管，其内壁上固定连接有第一螺旋叶；旋转轴管，其外周上固定连接有第二螺旋叶，旋转轴管与旋转套管同轴布置且旋转方向相同，旋转轴管与旋转套管之间的空间形成混合通道；第三螺旋叶，其同轴转动布置在混合通道内位于第一螺旋叶与第二螺旋叶之间的位置，第三螺旋叶与旋转轴管的旋转方向相反；多个第一搅料件，其转动设置在旋转套管上，各第一搅料件自转时将混合通道内靠近旋转套管的物料导向第三螺旋叶的旋转路径上；多个第二搅料件，其转动设置在旋转轴管上，各第二搅料件自转时将混合通道内靠近旋转轴管的物料导向第三螺旋叶的旋转路径上。

进一步地，所述第一搅料件与第二搅料件为绞龙或螺旋桨。

进一步地，所述第一搅料件的转轴延伸到旋转套管的外侧并共轴固定连接有齿轮，旋转套管的外围共轴布置有固定齿盘，固定齿盘固定连接在固定基础上，所述齿轮与固定齿盘啮合。

进一步地，所述第二搅料件的转轴延伸到旋转轴管的内侧并固定连接有第一锥齿轮，旋转轴管内共轴布置有一固定杆，固定杆的一端延伸出旋转轴管并固定连接到固定基础上，固定杆上共轴固定连接有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合。

进一步地，所述第三螺旋叶位于混合通道的出口处的一端通过连接杆固定连接有旋转圆盘，旋转圆盘与混合通道共轴，旋转圆盘驱动第三螺旋叶旋转。

进一步地，所述第三螺旋叶上设置有加强筋。

进一步地，所述第三螺旋叶位于混合通道的进口处的一端通过支架固定连接有第一弧形板和第二弧形板，第一弧形板与旋转套管的内壁相适配且二者滑触抵接，第二弧形板与旋转轴管的外壁相适配且二者滑触抵接。

进一步地，旋转圆盘上共轴固定连接有轴杆，轴杆转动连接在固定基础上，轴杆通过第一驱动组件驱动进行旋转；旋转轴管位于混合通道的出口处的一端通过圆杆转动连接在旋转圆盘上，固定杆的端部活动穿过圆杆、旋转圆盘及轴杆后固定连接到固定基础上；旋转套管转动连接到固定基础上，旋转轴管位于混合通道的进口的一端通过支杆与旋转套管固定连接，旋转套管通过第二驱动组件驱动进行旋转。

一种耐800℃高温粉末涂料的制备方法，所述制备方法基于上述的制备设备实现，所述制备方法包括以下步骤：S1、将耐800℃高温粉末涂料的原料导入高速搅拌混合机内进行混合与破碎，转速为200r/min，混料时间5-8min，形成混料；S2、将所述混料通过三螺旋挤料机挤出得到熔融涂料；S3、所述熔融涂料经制片冷却得到片料；S4、所述片料依次经破碎、粉碎得到粗料；S5、所述粗料经双分离ACM磨研机研磨，其中主磨46-50HZ，副磨20-25HZ，得到粒径小于10μm的耐800℃高温粉末涂料。

进一步地，所述耐800℃高温粉末涂料包括以下重量份的原料：有机硅树脂26.4%，环氧树脂18.6%，环氧固化剂二甲基咪唑2%，微囊化硅灰石41.8%，锰铁黑10%，砂纹剂0.2%，1%的固化剂B1530。

在上述技术方案中，本发明提供的一种耐800℃高温粉末涂料的制备设备，第三螺旋叶以相反于第一螺旋叶与第二螺旋叶的方向旋转，使得混合通道内被第三螺旋叶螺旋推进的物料与被第一螺旋叶、第二螺旋叶螺旋推进的物料不断地产生冲击碰撞，从而使混合通道内的各部位的物料进行充分混合以及使结块的物料被打散，同时，第一搅料件自转时将混合通道内靠近旋转套管的物料导向第三螺旋叶的旋转路径上，第二搅料件自转时将混合通道内靠近旋转轴管的物料导向第三螺旋叶的旋转路径上，不断地翻覆混合通道内的物料，从而大幅提高单位混合通道长度内的物料的混合效果，使得混合通道的整体长度减小，混合通道内的温度集中且容易控制，也便于混合通道内部的清理。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-3为本发明实施例提供的整体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的图2中局部结构放大图；

图5为本发明实施例提供的图3中局部结构放大图；

图6-7为本发明实施例提供的旋转套管、第一螺旋叶及第一搅拌件的连接结构示意图；

图8-10为本发明实施例提供的旋转轴管、第二螺旋叶及第二搅拌件的连接结构示意图；

图11为本发明实施例提供的第三螺旋叶、连接杆及旋转圆盘的连接结构示意图；

图12为本发明另一实施例提供的整体结构示意图。

附图标记说明：

1、旋转套管；2、第一螺旋叶；3、旋转轴管；4、第二螺旋叶；5、第三螺旋叶；6、第一搅拌件；7、第二搅拌件；8、齿轮；9、固定齿盘；10、第一锥齿轮；11、第二锥齿轮；12、固定杆；13、连接杆；14、旋转圆盘；15、支架；16、第一弧形板；17、第二弧形板；18、轴杆；19、圆杆；20、支杆。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

请参阅图1-12，本发明实施例提供的一种耐800℃高温粉末涂料的制备设备，包括三螺旋挤料机，三螺旋挤料机包括旋转套管1、旋转轴管3、第三螺旋叶5、多个第一搅料件以及多个第二搅料件，其中，螺旋套管转动设置在固定基础上，固定基础为机架等固定结构，旋转套管1内壁上固定连接有第一螺旋叶2，旋转轴管3外周上固定连接有第二螺旋叶4，旋转轴管3与旋转套管1同轴布置且旋转方向相同，当螺旋轴管相对螺旋套管固定连接时，第一螺旋叶2与第二螺旋叶4同步转动，旋转轴管3的外壁与旋转套管1的内壁之间的空间形成混合通道，混合通道的一端为进口，另一端为出口，第三螺旋叶5同轴转动布置在混合通道内的位于第一螺旋叶2与第二螺旋叶4之间的位置，第三螺旋叶5与旋转轴管3的旋转方向相反，第三螺旋叶5的内螺旋边与第二螺旋叶4的外螺旋边向适配，第三螺旋叶5的外螺旋边与第一螺旋叶2的内螺旋边向适配，各第一搅料件转动设置在旋转套管1上，各第一搅拌组件沿着旋转套管1的周向和轴向布置，各第一搅料件自转时将混合通道内靠近旋转套管1的物料导向第三螺旋叶5的旋转路径上以进行充分混料，各第二搅料件转动设置在旋转轴管3上，各第二搅拌组件沿着旋转轴管3的周向和轴向布置，各第二搅料件自转时将混合通道内靠近旋转轴管3的物料导向第三螺旋叶5的旋转路径上以进行充分混料。作为优选的，第一搅料件与第二搅料件为绞龙或螺旋桨。

在上述技术方案中，本发明提供的一种耐800℃高温粉末涂料的制备设备，第三螺旋叶5以相反于第一螺旋叶2与第二螺旋叶4的方向旋转，使得混合通道内被第三螺旋叶5螺旋推进的物料与被第一螺旋叶2、第二螺旋叶4螺旋推进的物料不断地产生冲击碰撞，从而使混合通道内的各部位的物料进行充分混合以及使结块的物料被打散，同时，第一搅料件自转时将混合通道内靠近旋转套管1的物料导向第三螺旋叶5的旋转路径上，第二搅料件自转时将混合通道内靠近旋转轴管3的物料导向第三螺旋叶5的旋转路径上，不断地翻覆混合通道内的物料，从而大幅提高单位混合通道长度内的物料的混合效果，使得混合通道的整体长度减小，混合通道内的温度集中且容易控制，也便于混合通道内部的清理。

作为本发明优选的技术方案，第一搅料件的转轴延伸到旋转套管1的外侧并共轴固定连接有齿轮8，旋转套管1的外围共轴布置有固定齿盘9，固定齿盘9固定连接在固定基础上，齿轮8与固定齿盘9啮合，当旋转套管1转动时，带动其上的第一搅料件和齿轮8同步转动，使得齿轮8绕着固定齿盘9公转，从而使齿轮8自转，带动第一搅拌件6自转，第一搅拌件6将第一螺旋叶2推进的物料拨动至第三螺旋叶5的推进路径上，从而实现第一螺旋叶2推进路径上的物料与第三螺旋叶5推进路径上的物料混合。

作为本发明优选的技术方案，第二搅料件的转轴延伸到旋转轴管3的内侧并固定连接有第一锥齿轮10，旋转轴管3内共轴布置有一固定杆12，固定杆12的一端延伸出旋转轴管3并固定连接到固定基础上，固定杆12上共轴固定连接有第二锥齿轮11，第二锥齿轮11与第一锥齿轮10啮合，当旋转轴管3转动时，旋转轴管3带动其上的第二搅拌件7同步转动，使得第一锥齿轮10绕着第二锥齿轮11公转，从而使第一锥齿轮10自转，带动第二搅拌件7自转，第二搅拌件7将第二螺旋叶4推荐的物料拨动至第三螺旋叶5的推进路径上，从而实现第二螺旋叶4推进路径上的物料与第三螺旋叶5推进路径上的物料混合，进而也实现了第一螺旋叶2推进路径上的物料与第二螺旋叶4推进路径上的物料的混合，使得混合通道内各个位置的物料进行高效混合。

作为本发明优选的技术方案，第三螺旋叶5位于混合通道的出口处的一端通过连接杆13固定连接有旋转圆盘14，旋转圆盘14与混合通道共轴，旋转圆盘14驱动第三螺旋叶5旋转，第三螺旋叶5上设置有加强筋。进一步地，第三螺旋叶5位于混合通道的进口处的一端通过支架15固定连接有第一弧形板16和第二弧形板17，第一弧形板16与旋转套管1的内壁相适配且二者滑触抵接，第二弧形板17与旋转轴管3的外壁相适配且二者滑触抵接，从而能够对第三螺旋件进行支撑，提升第三螺旋件的旋转稳定性。进一步地，旋转圆盘14上共轴固定连接有轴杆18，轴杆18转动连接在固定基础上，轴杆18通过第一驱动组件驱动进行旋转；旋转轴管3位于混合通道的出口处的一端通过圆杆19转动连接在旋转圆盘14上，固定杆12的端部活动穿过圆杆19、旋转圆盘14及轴杆18后固定连接到固定基础上；旋转套管1转动连接到固定基础上，旋转轴管3位于混合通道的进口的一端通过支杆20与旋转套管1固定连接，旋转套管1通过第二驱动组件驱动进行旋转。第一驱动组件与第二驱动组件均可优选为电机组件驱动。

本发明提供的另一个技术方案中，参阅图11，第三螺旋叶5位于混合通道的出口处的一端通过连接杆13固定连接有旋转圆盘14，旋转圆盘14与混合通道共轴，旋转圆盘14上共轴固定连接有轴杆18，轴杆18转动连接在固定基础上，电机组件驱动轴杆18转动，轴杆18驱动旋转圆盘14转动，旋转圆盘14通过连接杆13驱动第三螺旋叶5旋转；进一步地，第三螺旋叶5位于混合通道的进口处的一端通过支架15固定连接有第一弧形板16和第二弧形板17，第一弧形板16与旋转套管1的内壁相适配且二者滑触抵接，第二弧形板17与旋转轴管3的外壁相适配且二者滑触抵接；旋转轴管3上位于混合通道的出口处的一端通过圆杆19转动贯穿连接在旋转圆盘14上，圆杆19远离旋转轴管3的一端活动贯穿过轴杆18后通过另一电机组件驱动进行旋转；固定杆12的端部活动穿过圆杆19后固定连接到固定基础上；旋转套管1转动连接到固定基础上，旋转轴管3位于混合通道的进口的一端通过支杆20与旋转套管1转动连接，旋转套管1通过再一电机组件驱动进行旋转，电机组件为电机齿轮传动机构或电机皮带传动机构，此为现有技术，不赘述。在本实施例中，旋转轴管3、旋转套管1、第三螺旋叶5分别由三个不同的电机组件驱动，第一螺旋叶2、第二螺旋叶4的旋转方向一致，但二者的旋转速度具有差速，第三螺旋叶5的旋转方向相反于第一螺旋叶2、第二螺旋叶4的旋转方向，且第三螺旋叶5的转速介于第一螺旋叶2与第二螺旋叶4的转速之间，在此设定下，混合通道内的各部分物料之间冲撞得更加剧烈，本发明混料效率和混料效果达到最大化。

本发明还提供一种耐800℃高温粉末涂料的制备方法，该制备方法基于上述的制备设备实现，制备方法包括以下步骤：S1、将耐800℃高温粉末涂料的原料导入高速搅拌混合机内进行混合与破碎，转速为200r/min，混料时间5-8min，形成混料；S2、将混料通过三螺旋挤料机挤出得到熔融涂料；S3、熔融涂料经制片冷却得到片料；S4、片料依次经破碎、粉碎得到粗料；S5、粗料经双分离ACM磨研机研磨，其中主磨46-50HZ，副磨20-25HZ，得到粒径小于10μm的耐800℃高温粉末涂料。

作为本发明优选的技术方案，该耐800℃高温粉末涂料包括以下重量份的原料：有机硅树脂26.4%，环氧树脂18.6%，环氧固化剂二甲基咪唑2%，微囊化硅灰石41.8%，锰铁黑10%，砂纹剂0.2%，固化剂B1530为1%。该耐800℃高温粉末涂料能够长期经受800℃以上涂膜不被破坏仍保持适当的机械性能并起到保护作用，微囊化硅灰石的加入将大大提高粉末涂料的耐明火烧烤，温度可大于750°耐烧、无起泡、无粉化，微囊化硅灰石以环氧树脂和乙二胺的固化产物为囊膜，以硅灰石为囊芯将硅灰石包裹起来，一方面提高粉末的耐烧烤性，另一方面提高硅灰石与有机硅树脂组分之间的相溶性，提高了硅灰石作为粉末涂料填料的耐高温性。有机硅树脂在高温下不会完全分解变成气体，并逐步在整个骨架中进行流动与铺展，最后形成的无机膜具有优良的耐温性能。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种耐800℃高温粉末涂料的制备设备，包括三螺旋挤料机，其特征在于，所述三螺旋挤料机包括：

旋转套管，其内壁上固定连接有第一螺旋叶；

旋转轴管，其外周上固定连接有第二螺旋叶，第二螺旋叶的螺旋方向与第一螺旋叶的螺旋方向相同，旋转轴管与旋转套管同轴布置且旋转方向相同，旋转轴管与旋转套管之间的空间形成混合通道；

第三螺旋叶，其同轴转动布置在混合通道内位于第一螺旋叶与第二螺旋叶之间的位置，第三螺旋叶与旋转轴管的旋转方向相反，第三螺旋叶的螺旋方向相反于第一螺旋叶、第二螺旋叶的螺旋方向；

多个第一搅料件，其转动设置在旋转套管上，各第一搅料件自转时将混合通道内靠近旋转套管的物料导向第三螺旋叶的旋转路径上；

多个第二搅料件，其转动设置在旋转轴管上，各第二搅料件自转时将混合通道内靠近旋转轴管的物料导向第三螺旋叶的旋转路径上；

第一螺旋叶、第二螺旋叶旋转速度具有差速，第三螺旋叶的转速介于第一螺旋叶与第二螺旋叶的转速之间。

2.根据权利要求1所述的制备设备，其特征在于，所述第一搅料件与第二搅料件为绞龙或螺旋桨。

3.根据权利要求2所述的制备设备，其特征在于，所述第一搅料件的转轴延伸到旋转套管的外侧并共轴固定连接有齿轮，旋转套管的外围共轴布置有固定齿盘，固定齿盘固定连接在固定基础上，所述齿轮与固定齿盘啮合。

4.根据权利要求2所述的制备设备，其特征在于，所述第二搅料件的转轴延伸到旋转轴管的内侧并固定连接有第一锥齿轮，旋转轴管内共轴布置有一固定杆，固定杆的一端延伸出旋转轴管并固定连接到固定基础上，固定杆上共轴固定连接有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合。

5.根据权利要求4所述的制备设备，其特征在于，所述第三螺旋叶位于混合通道的出口处的一端通过连接杆固定连接有旋转圆盘，旋转圆盘与混合通道共轴，旋转圆盘驱动第三螺旋叶旋转。

6.根据权利要求5所述的制备设备，其特征在于，所述第三螺旋叶上设置有加强筋。

7.根据权利要求5所述的制备设备，其特征在于，所述第三螺旋叶位于混合通道的进口处的一端通过支架固定连接有第一弧形板和第二弧形板，第一弧形板与旋转套管的内壁相适配且二者滑触抵接，第二弧形板与旋转轴管的外壁相适配且二者滑触抵接。

8.根据权利要求5所述的制备设备，其特征在于，旋转圆盘上共轴固定连接有轴杆，轴杆转动连接在固定基础上，轴杆通过第一驱动组件驱动进行旋转；旋转轴管位于混合通道的出口处的一端通过圆杆转动连接在旋转圆盘上，固定杆的端部活动穿过圆杆、旋转圆盘及轴杆后固定连接到固定基础上；旋转套管转动连接到固定基础上，旋转套管通过第二驱动组件驱动进行旋转。

9.一种耐800℃高温粉末涂料的制备方法，其特征在于，所述制备方法基于权利要求1-8任一项所述的制备设备实现，所述制备方法包括以下步骤：

S1、将耐800℃高温粉末涂料的原料导入高速搅拌混合机内进行混合与破碎，转速为200r/min，混料时间5-8min，形成混料；

S2、将所述混料通过三螺旋挤料机挤出得到熔融涂料；

S3、所述熔融涂料经制片冷却得到片料；

S4、所述片料依次经破碎、粉碎得到粗料；

S5、所述粗料经双分离ACM磨研机研磨，其中主磨46-50HZ，副磨20-25HZ，得到粒径小于10μm的耐800℃高温粉末涂料。

10.根据权利要求9所述的一种制备方法，其特征在于，所述耐800℃高温粉末涂料包括以下重量份的原料：有机硅树脂26.4%，环氧树脂18.6%，环氧固化剂二甲基咪唑2%，微囊化硅灰石41.8%，锰铁黑10%，砂纹剂0.2%，固化剂B1530为1%。