CN116003035B - 一种耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法，属于硅胶干燥剂生产技术领域，包括1)水热配浆、2)高压脱水、3)粗炼成型、4)精炼成型、5)模具成型、6)升温烘干、7)热处理。本发明可利用任何一种孔结构的硅胶粉体下脚料为原料，进行调配组合，变废为宝，只采用无机粘结剂粘结，生产的耐水硅胶具有产品强度高、吸湿能力强的优点；此外，本发明的生产调配方法简单，热处理温度相对较低，尾气成分简单容易回收余热和环保处理，实现节能降耗，生产成本低，有利于工业化推广。
Description
技术领域
本发明属于硅胶干燥剂生产技术领域，具体涉及一种耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法。
背景技术
无机硅胶是一种高活性吸附材料，采用硅酸钠和硫酸经制胶反应，再进老化、酸泡、水洗、扩孔、干燥等工艺生产而成。根据外观分球形硅胶、块状硅胶、微球硅胶，根据孔径结构分为A型、B型、C型三种产品，通常孔容0.35～1.0mL/g，平均孔径2.0～10.0nm，比表面积350～800m2/g，具有吸附力强、孔径分布窄、孔容大等特点，通常作为干燥剂、除臭剂、催化剂载体、啤酒稳定剂、药物缓释剂、塑料防粘剂、涂料消光剂、塑料开口剂、食品添加剂等，广泛用于IT业、农业、国防、食品、药品、环保、日用品等行业。
硅胶如果应用于高湿环境容易遇水炸裂，由于短时间内的强吸水性，吸水速度过快，骨架强度不牢固，颗粒结构收缩性差，导致了急剧炸裂，这严重影响了应用领域的扩展。申请号为CN201510524144.1一种亲水基团键合的耐水硅胶的制备方法，采用亲水性强的有机物改性硅胶，经过吸附有机物、甲醇洗涤、水洗、真空干燥等工艺得到，有机物的洗脱难以收集容易造成VOC污染。目前常采用硅铝凝胶法制备具有耐水性的硅铝胶干燥剂，申请号为CN201510524144.1一种亲水基团键合的耐水硅胶的制备方法，以及申请号为CN201711421111.X的一种硅铝胶及其制备方法，两种生产技术都存在生产工艺复杂，由于用到铵盐、有机物等造孔，存在废水污染和环保处理成本高等特点。硅胶干燥剂产品主要以颗粒为主，生产过程存在破碎率大、粉尘量多，导致较多的硅胶细粉次品沦为下脚料，难以合适的利用，造成浪费。
综上，本发明针对现有耐水硅胶制备工艺存在的环境污染大、工艺流程复杂难以实现工业化规模生产的缺点，提供一种以硅胶粉末为原料的耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法，柱状干燥剂克服现有球形和块状硅胶外观缺点，适用领域较广泛。
发明内容
本发明的目的是要提供一种耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法，以解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)水热配浆：
将硅胶粉末、无机粘结剂按照质量比2.5～8：1投入到配有50～85℃热水的搅拌反应罐进行水热反应，得到混合浆料；
2)高压脱水：
将步骤1)的混合浆料泵送至脱水机，进料饱满后进行脱水，脱水后卸料，得到滤饼含水分75％以内的混合泥料；
3)粗炼成型：
将步骤2)的混合泥料输送至捏合机捏合，出料输送至圆柱挤压机挤压成型，得到粗炼柱状泥料；
4)精炼成型：
将步骤3)的粗炼柱状泥料输送带输送至抽真空的圆柱挤压机挤压成型，得到精炼柱状泥料；
5)模具成型：
将步骤4)的精炼柱状泥料输送至配有模具头的挤压机挤压成型，然后经自动切割，得到颗粒状成型湿料；
6)升温烘干：
将步骤5)的颗粒状成型湿料在80～180℃的温度段逐步烘干至水分5％以内，得到颗粒状干料；
7)热处理：
将步骤6)的颗粒状干料投入500～600℃高温炉中热处理2～6，降温后得到耐水硅胶柱状干燥剂。
优选的，步骤1)中所述硅胶粉末的200目通过率90％以上、水分10％以内；所述无机粘结剂的200目通过率95％以上、水分10％以内。
优选的，步骤1)中水热反应时间为0.5～2h，得到混合浆料的固含量为15～30％。
进一步的，所述无机粘结剂为凹凸棒石粘土、高岭土、海泡石粉中的一种或几种。
优选的，步骤2)中脱水采用10～20MPa高压挤压脱水或0.8MPa以上压缩空气气吹脱水。
优选的，步骤2)中脱水得到的滤水回用进入搅拌罐均匀配浆。
优选的，步骤3)中混合泥料捏合时间为30～60min。
优选的，步骤4)中抽真空的真空度为-0.06～-0.09MPa。
优选的，步骤7)中热处理烟气经换热器得到热风用于升温烘干。
本发明具有以下优点：
1)本发明可利用任何一种孔结构的硅胶粉体下脚料为原料，进行调配组合，变废为宝，只采用无机粘结剂粘结，生产的耐水硅胶具有产品强度高、吸湿能力强的优点；
2)本发明的生产调配方法简单，热处理温度相对较低，尾气成分简单容易回收余热和环保处理，实现节能降耗，生产成本低，有利于工业化推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的工艺流程路线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照附图1所示，本发明提供了一种耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法，包括以下步骤：
1)水热配浆：选择200目通过率90％以上、水分10％以内的硅胶粉末为原料，200目通过率95％以上、水分10％以内的无机粘结剂为粘结剂，将硅胶粉末、无机粘结剂按照质量比2.5～8：1投入配有50～85℃热水的搅拌反应罐进行水热反应0.5～2h，得到固含量15～30％的混合浆料；其中，无机粘结剂为凹凸棒石粘土、高岭土、海泡石粉中的一种或几种。
2)高压脱水：将步骤1)的混合浆料经进料泵送至脱水机，进料饱满后，再经10～20MPa高压挤压脱水或0.8MPa以上压缩空气气吹脱水，滤水回用进入搅拌罐均匀配浆，脱水后卸料，得到滤饼含水分75％以内的混合泥料。
3)粗炼成型：将步骤2)的混合泥料经输送带输送至捏合机捏合30～60min，出料到输送带输送至圆柱挤压机挤压成型，得到粗炼柱状泥料。
4)精炼成型：将步骤3)的粗炼柱状泥料输送带输送至真空度-0.06～-0.09MPa的圆柱挤压机挤压成型，得到精炼柱状泥料；
5)模具成型：将步骤4)的精炼柱状泥料皮带输送至配有模具头的挤压机挤压成型(其中，模具头可选用蜂窝模具或圆柱造粒模具)，然后经自动切割，得到颗粒状成型湿料；
6)升温烘干：将步骤5)的颗粒状成型湿料在80～180℃的温度段逐步烘干，烘干后水分为5％以内，得到颗粒状干料；
7)热处理：将步骤6)的颗粒状干料经输送带投入500～600℃高温炉中热处理2～6h，热处理烟气经换热器得到热风用于升温烘干，降温后得到颗粒状耐水硅胶柱状干燥剂；耐水硅胶吸湿量达40～70％；孔容0.32～0.85mL/g；比表面积300～700m2/g。
实施例1
选择200目通过率90％以上、水分10％以内的硅胶粉末为原料，200目通过率95％以上、水分10％以内的凹凸棒石粘土、高岭土、海泡石粉(凹凸棒石粘土：高岭土：海泡石粉＝1：1：1)为粘结剂，将硅胶粉末、无机粘结剂按照质量比2.5：1投入配有65℃热水的搅拌反应罐进行水热反应1h，得到固含量15～30％的混合浆料。将混合浆料经进料泵送至脱水机，进料饱满后，再经10～20MPa高压挤压脱水，滤水回用进入搅拌罐均匀配浆，脱水后卸料，得到滤饼含水分75％以内的混合泥料。
将混合泥料经输送带输送至捏合机捏合50min，出料到输送带输送至圆柱挤压机挤压成型，得到粗炼柱状泥料，粗炼柱状泥料再经输送带输送至真空度-0.06～-0.09MPa的圆柱挤压机挤压成型，得到精炼柱状泥料；精炼柱状泥料皮带输送至配有柱状颗粒造粒模具头的挤压机挤压成型，然后经自动切割，得到柱状颗粒状成型湿料。
将柱状颗粒状成型湿料经输送带投入带有循环回风的多层网带烘干机，在80～180℃的温度段逐步烘干，烘干后水分为5％以内，得到颗粒状干料；圆柱状干料经输送带投入600℃缺氧外热式回转炉中热处理，热处理烟气经换热器得到热风用于升温烘干，热处理3h，然后间接换热冷却降温，得到耐水硅胶柱状干燥剂。
实施例2
选择200目通过率90％以上、水分10％以内的硅胶粉末为原料，200目通过率95％以上、水分10％以内的凹凸棒石粘土、高岭土、海泡石粉(凹凸棒石粘土：高岭土：海泡石粉＝1：1：1)为粘结剂，将硅胶粉末、无机粘结剂按照质量比5：1投入配有65℃热水的搅拌反应罐进行水热反应1h，得到固含量15～30％的混合浆料。将混合浆料经进料泵送至脱水机，进料饱满后，再经10～20MPa高压挤压脱水，滤水回用进入搅拌罐均匀配浆，脱水后卸料，得到滤饼含水分75％以内的混合泥料。
将混合泥料经输送带输送至捏合机捏合50min，出料到输送带输送至圆柱挤压机挤压成型，得到粗炼柱状泥料，粗炼柱状泥料再经输送带输送至真空度-0.06～-0.09MPa的圆柱挤压机挤压成型，得到精炼柱状泥料；精炼柱状泥料皮带输送至配有柱状颗粒造粒模具头的挤压机挤压成型，然后经自动切割，得到柱状颗粒状成型湿料。
将柱状颗粒状成型湿料经输送带投入带有循环回风的多层网带烘干机，在80～180℃的温度段逐步烘干，烘干后水分为5％以内，得到颗粒状干料；圆柱状干料经输送带投入600℃缺氧外热式回转炉中热处理，热处理烟气经换热器得到热风用于升温烘干，热处理3h，然后间接换热冷却降温，得到耐水硅胶柱状干燥剂。
实施例3
选择200目通过率90％以上、水分10％以内的硅胶粉末为原料，200目通过率95％以上、水分10％以内的凹凸棒石粘土、高岭土、海泡石粉(凹凸棒石粘土：高岭土：海泡石粉＝1：1：1)为粘结剂，将硅胶粉末、无机粘结剂按照质量比8：1投入配有65℃热水的搅拌反应罐进行水热反应1h，得到固含量15～30％的混合浆料。将混合浆料经进料泵送至脱水机，进料饱满后，再经10～20MPa高压挤压脱水，滤水回用进入搅拌罐均匀配浆，脱水后卸料，得到滤饼含水分75％以内的混合泥料。
将混合泥料经输送带输送至捏合机捏合50min，出料到输送带输送至圆柱挤压机挤压成型，得到粗炼柱状泥料，粗炼柱状泥料再经输送带输送至真空度-0.06～-0.09MPa的圆柱挤压机挤压成型，得到精炼柱状泥料；精炼柱状泥料皮带输送至配有柱状颗粒造粒模具头的挤压机挤压成型，然后经自动切割，得到柱状颗粒状成型湿料。
将柱状颗粒状成型湿料经输送带投入带有循环回风的多层网带烘干机，在80～180℃的温度段逐步烘干，烘干后水分为5％以内，得到颗粒状干料；圆柱状干料经输送带投入600℃缺氧外热式回转炉中热处理，热处理烟气经换热器得到热风用于升温烘干，热处理3h，然后间接换热冷却降温，得到耐水硅胶柱状干燥剂。
实施例4
选择200目通过率90％以上、水分10％以内的硅胶粉末为原料，200目通过率95％以上、水分10％以内的凹凸棒石粘土、高岭土(凹凸棒石粘土：高岭土＝1：1)为粘结剂，将硅胶粉末、无机粘结剂按照质量比2.5：1投入配有50℃热水的搅拌反应罐进行水热反应0.5h，得到固含量15～30％的混合浆料。将混合浆料经进料泵送至脱水机，进料饱满后，再经0.8MPa以上压缩空气气吹脱水，滤水回用进入搅拌罐均匀配浆，脱水后卸料，得到滤饼含水分75％以内的混合泥料。
将混合泥料经输送带输送至捏合机捏合30min，出料到输送带输送至圆柱挤压机挤压成型，得到粗炼柱状泥料，粗炼柱状泥料再经输送带输送至真空度-0.06～-0.09MPa的圆柱挤压机挤压成型，得到精炼柱状泥料；精炼柱状泥料皮带输送至配有柱状颗粒造粒模具头的挤压机挤压成型，然后经自动切割，得到柱状颗粒状成型湿料。
将柱状颗粒状成型湿料经输送带投入带有循环回风的多层网带烘干机，在80～180℃的温度段逐步烘干，烘干后水分为5％以内，得到颗粒状干料；圆柱状干料经输送带投入500℃缺氧外热式回转炉中热处理，热处理烟气经换热器得到热风用于升温烘干，热处理3h，然后间接换热冷却降温，得到耐水硅胶柱状干燥剂。
实施例5
选择200目通过率90％以上、水分10％以内的硅胶粉末为原料，200目通过率95％以上、水分10％以内的海泡石粉、高岭土(海泡石粉：高岭土＝1：1)为粘结剂，将硅胶粉末、无机粘结剂按照质量比8：1投入配有85℃热水的搅拌反应罐进行水热反应2h，得到固含量15～30％的混合浆料。将混合浆料经进料泵送至脱水机，进料饱满后，再经10～20MPa高压挤压脱水，滤水回用进入搅拌罐均匀配浆，脱水后卸料，得到滤饼含水分75％以内的混合泥料。
将混合泥料经输送带输送至捏合机捏合60min，出料到输送带输送至圆柱挤压机挤压成型，得到粗炼柱状泥料，粗炼柱状泥料再经输送带输送至真空度-0.06～-0.09MPa的圆柱挤压机挤压成型，得到精炼柱状泥料；精炼柱状泥料皮带输送至配有柱状颗粒造粒模具头的挤压机挤压成型，然后经自动切割，得到柱状颗粒状成型湿料。
将柱状颗粒状成型湿料经输送带投入带有循环回风的多层网带烘干机，在80～180℃的温度段逐步烘干，烘干后水分为5％以内，得到颗粒状干料；圆柱状干料经输送带投入500℃缺氧外热式回转炉中热处理，热处理烟气经换热器得到热风用于升温烘干，热处理3h，然后间接换热冷却降温，得到耐水硅胶柱状干燥剂。
对比例1
本对比例技术方案与实施例1基本相同，不同之处仅在于，硅胶粉末与无机粘结剂按照质量比2：1进行投入。
对比例2
本对比例技术方案与实施例1基本相同，不同之处仅在于，硅胶粉末与无机粘结剂按照质量比1：1进行投入。
对比例3
本对比例技术方案与实施例1基本相同，不同之处仅在于，硅胶粉末与无机粘结剂按照质量比9：1进行投入。
对比例4
本对比例技术方案与实施例1基本相同，不同之处仅在于，硅胶粉末与无机粘结剂按照质量比10：1进行投入。
产品性能检测
分别对实施例1-5、对比例1-4制得的耐水硅胶柱状干燥剂的吸湿量、抗压强度、吸水率及耐水性等指标进行检测，检测结果如下表1所示。
耐水性测试：将100粒完整样品在水中浸泡72h，统计颗粒完整率。(颗粒完整率＝颗粒完整的硅胶干燥剂/100*100％)
抗压强度测试：测试10粒样品，对样品施加压力，记录样品发生粉碎时的平均压力。
吸湿量测测试：取5g样品于150±5℃烘箱内干燥2小时后取出，置于燥器内冷却45分钟后取出，快速称定其质量(m1)，接着将样品平铺放入恒温恒湿箱中，在温度为25±2℃，相对湿度分别为20±5％、50±5％、90±5％条件下，放置48小时后取出，快速称定其质量(m2)，测试三次。三次测试计算得到的吸湿量取均值。
吸水率测试：取5g样品于150±5℃烘箱内干燥2小时后取出，置于燥器内冷却45分钟后取出，快速称定其质量(m1)，接着将样品放入到25±2℃清水中，待样品吸水至质量恒重时，记录其质量(m2)，测试三次。三次测试计算得到的吸水率取均值。
吸水率/吸湿量计算公式如下：
吸水率/吸湿量W＝(m2-m1)/m1*100％
表1
从上述数据可以看出，本发明实施例1-5制得的耐水硅胶柱状干燥剂具有较好的强度、耐水性与吸水性能。对比实施例1-5及对比例1-4数据可以看出，随着硅胶粉末与无机粘结剂质量比的减小，硅胶干燥剂的抗压强度与耐水性逐渐增强，但其吸水性能却呈现下降趋势，当硅胶粉末与无机粘结剂的质量比小于2：1时，硅胶干燥剂的吸水性能极具下降，吸水率小于32％。
此外，从上述数据中还可以看出，随着硅胶粉末与无机粘结剂质量比的增大，硅胶干燥剂的吸水性能虽逐渐提升，但其耐水性与抗压强度却逐渐下降，当硅胶粉末与无机粘结剂的质量比大于9：1时，硅胶干燥剂耐水性小于93％，抗压强度小于59N。故，优选硅胶粉末与无机粘结剂的质量比2.5～8：1，使制得的硅胶干燥剂兼具较好的抗压强度、吸水性与耐水性。
综上，本发明制备的耐水硅胶柱状干燥剂采用无机粘结剂粘结，相较现有生产工艺，本发明能够避免VOC污染，同时制备的硅胶干燥剂兼具较好的抗压强度、吸水性与耐水性，适宜进一步推广应用。
上列实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本爱发明的保护范围之内。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）水热配浆：
将硅胶粉末、无机粘结剂按照质量比2.5~8：1投入到配有50~85℃热水的搅拌反应罐进行水热反应，得到混合浆料；
所述无机粘结剂为凹凸棒石粘土、高岭土、海泡石粉中的一种或几种；
2）高压脱水：
将步骤1）的混合浆料泵送至脱水机，进料饱满后进行脱水，脱水后卸料，得到滤饼含水分75%以内的混合泥料；
3）粗炼成型：
将步骤2）的混合泥料输送至捏合机捏合，出料输送至圆柱挤压机挤压成型，得到粗炼柱状泥料；
4）精炼成型：
将步骤3）的粗炼柱状泥料输送带输送至抽真空的圆柱挤压机挤压成型，得到精炼柱状泥料；
5）模具成型：
将步骤4）的精炼柱状泥料输送至配有模具头的挤压机挤压成型，然后经自动切割，得到颗粒状成型湿料；
6）升温烘干：
将步骤5）的颗粒状成型湿料在80~180℃的温度段逐步烘干至水分5%以内，得到颗粒状干料；
7）热处理：
将步骤6）的颗粒状干料投入500~600℃高温炉中热处理2~6h，降温后得到耐水硅胶柱状干燥剂。
2.根据权利要求1中所述的一种耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法，其特征在于，步骤1）中所述硅胶粉末的200目通过率90%以上、水分10%以内；所述无机粘结剂的200目通过率95%以上、水分10%以内。
3.根据权利要求1中所述的一种耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法，其特征在于，步骤1）中水热反应时间为0.5~2h，得到混合浆料的固含量为15~30%。
4.根据权利要求1中所述的一种耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法，其特征在于，步骤2）中脱水采用10~20MPa高压挤压脱水或0.8MPa以上压缩空气气吹脱水。
5.根据权利要求1中所述的一种耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法，其特征在于，步骤2）中脱水得到的滤水回用进入搅拌罐均匀配浆。
6.根据权利要求1中所述的一种耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法，其特征在于，步骤3）中混合泥料捏合时间为30~60min。
7.根据权利要求1中所述的一种耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法，其特征在于，步骤4）中抽真空的真空度为-0.06~-0.09MPa。
8.根据权利要求1中所述的一种耐水硅胶柱状干燥剂的生产方法，其特征在于，步骤7）中热处理烟气经换热器得到热风用于升温烘干。
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| CN104174373A (zh) * | 2014-08-30 | 2014-12-03 | 周峰 | 一种硅胶干燥剂 |
| CN106890618A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-06-27 | 明光市安盛非金属材料厂 | 一种凹凸棒矿物干燥剂的制备方法 |
| CN111229172A (zh) * | 2020-02-14 | 2020-06-05 | 佛山市南海区巨人化学品制造有限公司 | 一种绿色环保干燥剂及其制备方法 |
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