CN116921100A - 超细有机粉体的生产设备、超细有机粉体及其制备方法、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种超细有机粉体的生产设备、超细有机粉体及其制备方法、应用，涉及有机粉体的技术领域，包括流量泵、雾化喷头，以及依次连接的喇叭形玻璃管道、收集器和引风机；其中，流量泵连接雾化喷头，用以将物料输送至雾化喷头进行雾化；雾化喷头设置在喇叭形玻璃管道的喇叭口内，用以使雾化的液滴形成在喇叭口内，雾化的液滴在喇叭形玻璃管道内进行UV光固化，形成有机粉体；生产设备设有UV灯，用以向喇叭形玻璃管道内提供紫外线。本发明解决了现有技术的有机粉体通透性差、抗刮伤不佳，以及手感差的技术问题，达到了有机粉体为实心球形结构，具有高硬度、高透明性、优越抗刮伤性、耐溶剂性，以及高填充性的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及有机粉体的技术领域，尤其是涉及一种超细有机粉体的生产设备、超细有机粉体及其制备方法、应用。
背景技术
目前，市场上的粉体基本以无机粉体为主，例如滑石粉、碳酸钙以及硅微粉等。然而，无机粉体的透明性差、手感粗糙，而且会因为高吸油量产生的增稠现象而导致不能大量添加，因此不能满足越来越高的市场需求。
为了满足漆膜、塑料等行业的透明性、抗刮伤性以及手感等要求，市场上出现了PP蜡粉和PE蜡粉等的有机蜡粉，但是PP、PE等蜡粉的透明性也不能满足市场的需求。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种超细有机粉体的生产设备，能够通过UV光交联固化形成得到微溶或不溶、微融或不融的球形有机粉体，为实心球形结构有机粉体，具有高硬度和高透明性。
本发明的目的之二在于提供一种制备超细有机粉体的方法，工艺简单、高效，适合工厂化生产。
本发明的目的之三在于提供一种超细有机粉体，硬度高、透明性好，具有优越的抗刮伤性、出色的耐溶剂性，以及高填充性等的特点，同时手感好。
本发明的目的之四在于提供一种超细有机粉体的应用，具有突出的应用效果。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，一种超细有机粉体的生产设备，包括流量泵、雾化喷头，以及依次连接的喇叭形玻璃管道、收集器和引风机；
所述流量泵连接所述雾化喷头，用以将物料输送至所述雾化喷头进行雾化；
所述雾化喷头设置在所述喇叭形玻璃管道的喇叭口内，用以使雾化的液滴形成在喇叭口内，所述雾化的液滴在所述喇叭形玻璃管道内进行UV光固化，形成有机粉体；
所述生产设备设有UV灯，用以向所述喇叭形玻璃管道内提供紫外线。
进一步的，所述流量泵之前还连接有原料仓，所述原料仓用以放置混合后的物料。
进一步的，所述收集器的底部连接有包装机，所述包装机用以包装所述收集器收集的有机粉体。
进一步的，所述喇叭形玻璃管道包括方口喇叭形的玻璃管道和多边口喇叭形的玻璃管道。
第二方面，一种利用上述任一项所述的生产设备制备超细有机粉体的方法，包括以下步骤：
开启引风机与UV灯，UV树脂、UV单体以及光敏剂的混合物经流量泵在雾化喷头处雾化，在喇叭形玻璃管道的喇叭口处雾化成液滴，同时在喇叭形玻璃管道内进行UV光固化，之后用收集器收集UV光固化的有机粉体，得到所述超细有机粉体。
进一步的，所述方法包括以下步骤：
UV树脂、UV单体以及光敏剂混合后置于原料仓中，开启引风机与UV灯，原料仓中的物料经流量泵在雾化喷头处雾化，在喇叭形玻璃管道的喇叭口处雾化成液滴，同时在喇叭形玻璃管道内进行UV光固化，之后用收集器收集UV光固化的有机粉体，再经包装机进行包装，得到所述超细有机粉体。
进一步的，所述UV树脂包括丙烯酸UV树脂、环氧丙烯酸UV树脂以及聚酯型UV树脂中的至少一种；
优选地，所述UV单体包括三缩三丙二醇二丙烯酸脂TPGDA、二季戊四醇六丙烯酸酯DPHA、己二醇二丙烯酸酯PDDA、新戊二醇二丙烯酸酯NPGDA、季戊四醇三丙烯酸酯PETA、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯EOTMPTA以及甲基丙烯酸异冰片酯IBOMA中的至少一种；
优选地，所述光敏剂包括1173 2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、184 1-羟基环己基苯基甲酮、907 2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮以及TPO 2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的至少一种。
第三方面，一种上述任一项所述的方法制备得到的超细有机粉体。
进一步的，所述超细有机粉体的粒径为1～100微米。
第四方面，一种上述任一项所述的超细有机粉体在先进陶瓷、微电子、航天航空、涂料和油墨以及光学检测中的应用。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
本发明提供的超细有机粉体的生产设备，UV树脂、UV单体以及光敏剂混合后经流量泵输送，在玻璃管道的喇叭口内经雾化喷头雾化成液滴，之后雾化的液滴能够在玻璃管道中经过UV光的作用而交联固化形成微溶或不溶，微融或不融的球形有机粉体，之后用收集器收集该有机粉体；本发明的生产设备，在各组件的协同配合下，能够生产实心球形结构的有机粉体，其不仅具有高硬度和高透明性等的特点，而且还具有优越的抗刮伤性、出色的耐溶剂性以及高填充性等的优点。
本发明提供的制备超细有机粉体的方法，UV树脂、UV单体与光敏剂雾化后经过UV光固化而形成得到超细有机粉体，不仅得到的有机粉体的性能优越，而且制备的工艺流程简单、高效，适合工厂化生产。
本发明提供的超细有机粉体，硬度高、透明性好，具有优越的抗刮伤性、出色的耐溶剂性，以及高填充性等的特点，同时手感好。
本发明提供的超细有机粉体的应用，应用于涂料、油墨行业可以作为哑光粉，实心有机球形结构做出的哑光漆具有高透明性、高刮伤性以及婴幼儿般的手感，完全不同于现有的硅微粉类哑粉；用于涂料行业还可以作为铝粉定向剂，与CAB(醋酸纤维素)类定向剂相比，低吸油值的有机粉体填充于铝粉中间作为定向剂，具有高固含、高丰满度以及低VOC排放等的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明一种实施方式提供的超细有机粉体的生产设备的结构示意图。
图标：1-原料仓；2-流量泵；3-雾化喷头；4-UV灯；5-喇叭形玻璃管道；6-收集器；7-包装机；8-引风机。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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做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。
根据本发明的第一个方面，提供了一种超细有机粉体的生产设备，包括流量泵、雾化喷头，以及依次连接的喇叭形玻璃管道、收集器和引风机；
其中，流量泵连接雾化喷头，用以将物料输送至雾化喷头处进行雾化；
雾化喷头设置在喇叭形玻璃管道的喇叭口内，用以使雾化的液滴形成在喇叭口内，雾化的液滴在喇叭形玻璃管道内进行UV光固化，形成有机粉体；
本发明的生产设备设有UV灯，用以向喇叭形玻璃管道内提供紫外线。
本发明提供的超细有机粉体的生产设备，UV树脂、UV单体以及光敏剂混合后经流量泵输送，在玻璃管道的喇叭口内经雾化喷头雾化成液滴，之后雾化的液滴能够在玻璃管道中经过UV光的作用而交联固化形成微溶或不溶，微融或不融的球形有机粉体，之后用收集器收集该有机粉体。
本发明的生产设备，在各组件的协同配合下，能够生产实心球形结构的有机粉体，其不仅具有高硬度和高透明性等的特点，而且还具有优越的抗刮伤性、出色的耐溶剂性以及高填充性等的优点。
在一种优选的实施方式中，本发明的生产设备在流量泵之前还连接有原料仓，该原料仓用以放置混合后的物料，用来放置包括UV树脂、UV单体以及光敏剂在内的混合物。
在一种优选的实施方式中，本发明的生产设备在收集器的底部还连接有包装机，该包装机用以包装收集器收集到的有机粉体。
在本发明中，喇叭形玻璃管道是圆形喇叭口管道也可以为方口喇叭形的玻璃管道，还可以为多边口(例如可以为五边口、六边口、七边口、八边口，但不限于此)喇叭形的玻璃管道，但不限于此。有机粉体的制备可以在喇叭形玻璃管道中制作，也可以在带有抽风系统的超大容器中制作，其里面可以设置多个高压雾化喷头，也可以将多个UV光源设置在容器中或者是设置在容器的玻璃窗外，雾化的UV单体、UV树脂在玻璃容器中迅速固化成粉末，抽风系统再利用吸力吸走粉末成品(固化得到的有机粉体)，在收集器中聚集。
一种超细有机粉体的典型的生产设备，见图1，包括原料仓1、流量泵2、雾化喷头3，依次连接的喇叭形玻璃管道5、收集器6和引风机8，以及包装机7；
其中，原料仓1与流量泵2连接，原料仓1用以放置混合后的物料，用来放置包括UV树脂、UV单体以及光敏剂在内的混合物；
流量泵2连接雾化喷头3，用以将物料输送至雾化喷头3进行雾化；
雾化喷头3设置在喇叭形玻璃管道5的喇叭口内，用以使雾化的液滴形成在喇叭口内，雾化的液滴在喇叭形玻璃管道5内进行UV光固化，形成有机粉体；
本发明的生产设备还设有UV灯4，用以向喇叭形玻璃管道5内提供紫外线；
在收集器6的底部还连接有包装机7，包装机7用以包装收集器6收集到的有机粉体。
本发明的生产设备，在各组件的协同配合下，能够生产实心球形结构的有机粉体，其不仅具有高硬度和高透明性等的特点，而且还具有优越的抗刮伤性、出色的耐溶剂性以及高填充性等的优点。
根据本发明的第二个方面，提供了一种利用上述任一项所述的生产设备制备超细有机粉体的方法，包括以下步骤：
开启引风机与UV灯，UV树脂、UV单体以及光敏剂的混合物经流量泵在雾化喷头处雾化，在喇叭形玻璃管道的喇叭口处雾化成液滴，同时在喇叭形玻璃管道内进行UV光固化，之后用收集器收集UV光固化的有机粉体，得到超细有机粉体。
本发明提供的制备超细有机粉体的方法，UV树脂、UV单体与光敏剂雾化后经过UV光固化而形成得到超细有机粉体，不仅得到的有机粉体的性能优越，而且制备的工艺流程简单、高效，适合工厂化生产。
在一种优选的实施方式中，本发明的制备超细有机粉体的方法，包括以下步骤：
UV树脂、UV单体以及光敏剂混合后置于原料仓中，开启引风机与UV灯，原料仓中的物料经流量泵在雾化喷头处雾化，在喇叭形玻璃管道的喇叭口处雾化成液滴，同时在喇叭形玻璃管道内进行UV光固化，之后用收集器收集UV光固化的有机粉体，再经包装机进行包装，得到超细有机粉体。
在本发明中，UV树脂包括但不限于丙烯酸UV树脂、环氧丙烯酸UV树脂以及聚酯型UV树脂中的至少一种；UV单体包括但不限于三缩三丙二醇二丙烯酸脂TPGDA、二季戊四醇六丙烯酸酯DPHA、己二醇二丙烯酸酯PDDA、新戊二醇二丙烯酸酯NPGDA、季戊四醇三丙烯酸酯PETA、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯EOTMPTA以及甲基丙烯酸异冰片酯IBOMA中的至少一种；光敏剂包括但不限于1173 2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、184 1-羟基环己基苯基甲酮、907 2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮以及TPO 2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的至少一种，更有利于提高超细有机粉体的UV光固化效果。
一种利用上述任一项所述的生产设备(见图1)制备超细有机粉体的典型的方法，包括以下步骤：
将UV树脂、UV单体以及光敏剂充分混合均匀后放到原料仓1中，开启引风机8与UV灯4，打开压缩空气与流量泵2，UV树脂、UV单体以及光敏剂的混合物在高压气体的作用下经雾化喷头3雾化成超小液滴，超小液滴经过UV灯4的光照射，在喇叭形玻璃管道5内迅速固化成超细有机粉体，并在引风机8的抽力下迅速带入至收集器6中进行收集，再经包装机7进行包装，得到超细有机粉体，为实心的超细有机粉，具有出色的耐溶剂和耐化学性，且抗刮伤性好，手感好等特点。
根据本发明的第三个方面，提供了一种上述任一项所述的方法制备得到的超细有机粉体。
本发明提供的超细有机粉体，硬度高、透明性好，具有优越的抗刮伤性、出色的耐溶剂性，以及高填充性等的特点，同时手感好等特点。
在一种优选的实施方式中，本发明的超细有机粉体的粒径可以为1～100微米。
根据本发明的第四个方面，提供了一种上述任一项所述的超细有机粉体在涂料和油墨中的应用。
本发明提供的超细有机粉体的应用，应用于涂料、油墨行业可以作为哑光粉，实心有机球形结构做出的哑光漆具有高透明性、高刮伤性以及婴幼儿般的手感，完全不同于现有的硅微粉类哑粉；用于涂料行业还可以作为铝粉定向剂，与CAB(醋酸纤维素)类定向剂相比，低吸油值的有机粉体填充于铝粉中间作为定向剂，具有高固含、高丰满度以及低VOC排放等的优点。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明，实施例中的材料为根据现有方法制备而得，或直接从市场上购得。
实施例1
一种超细有机粉体的生产设备，包括原料仓、流量泵、雾化喷头，依次连接的喇叭形玻璃管道、收集器和引风机，以及包装机和UV灯；
原料仓与流量泵连接，原料仓用以放置混合后的物料，用来放置包括UV树脂、UV单体以及光敏剂在内的混合物；
流量泵连接雾化喷头，用以将物料输送至雾化喷头进行雾化；
雾化喷头设置在喇叭形玻璃管道的喇叭口内，用以使雾化的液滴形成在喇叭口内，雾化的液滴在喇叭形玻璃管道内进行UV光固化，形成有机粉体；
其中，喇叭形玻璃管道为方口喇叭形的玻璃管道；
UV灯用以向喇叭形玻璃管道内提供紫外线；
收集器的底部连接包装机，包装机用以包装收集器收集到的有机粉体。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的生产设备在流量泵之前未设置连接原料仓，其余组件及其连接均与实施例1相同。
本实施例的生产设备在生产运行过程中易导致原料发生抛洒，造成浪费资源。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的生产设备中喇叭形玻璃管道可以为多边形口喇叭形的玻璃管道，其余组件及其连接均与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供一种制备超细有机粉体的方法，利用的是实施例1的生产设备，包括以下步骤：
将UV树脂(可以为丙烯酸UV树脂、环氧丙烯酸UV树脂以及聚酯型UV树脂中的一种或多种)、UV单体(可以为三缩三丙二醇二丙烯酸脂TPGDA、二季戊四醇六丙烯酸酯DPHA、己二醇二丙烯酸酯PDDA、新戊二醇二丙烯酸酯NPGDA、季戊四醇三丙烯酸酯PETA、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯EOTMPTA以及甲基丙烯酸异冰片酯IBOMA中的一种或多种)以及光敏剂(可以为1173 2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、184 1-羟基环己基苯基甲酮、907 2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮以及TPO 2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的一种或多种)，按照需要有机粉体性能组成相应的配比，充分混合均匀后放到原料仓中，开启引风机与UV灯，打开压缩空气与流量泵，UV树脂、UV单体以及光敏剂的混合物在高压3-7公斤的气体的作用下经雾化喷头雾化成超小液滴，超小液滴经过500-5000瓦UV灯的光1～5秒的照射下，在喇叭形玻璃管道内迅速固化成超细有机粉体，并在引风机的抽力下被腔内高速气流迅速带入至收集器中进行收集，再经包装机进行包装，得到超细有机粉体。
本实施例得到的超细有机粉体为实心的超细有机粉，具有出色的耐溶剂和耐化学性，且抗刮伤性好，手感好。
实施例5-6
实施例5-6提供一种制备超细有机粉体的方法，与实施例4的区别在于，实施例5-6分别利用的是实施例2-3的生产设备，其余步骤及其工艺参数均与实施例1相同，得到超细有机粉体。
对比例1
做清漆对比性实验：
硬度：未添加1H<添加2H
耐磨性(RCA)：未添加15圈<添加100圈
可见，添加本发明工艺得到的有机粉体能够明显提高漆膜硬度和抗刮伤性。
对比例2
作铝粉漆的对比应用：
| 有机粉体配方 | CAB配方 | ||
| 树脂 | 65 | 树脂 | 55 |
| 溶剂 | 18 | 溶剂 | 33 |
| 有机UV粉体 | 8 | CAB | 3 |
| 助剂(流平、消泡剂) | 1 | 助剂(流平、消泡剂) | 1 |
| 铝粉 | 8 | 铝粉 | 8 |
| 100 | 100 |
铝粉定向性：有机粉体与CAB铝粉漆排列性均比较优越；
流平性：有机粉体铝粉漆优于CAB铝粉漆；
VOC排放：有机粉体铝粉漆优于CAB铝粉漆；
丰满度：有机粉体铝粉漆优于CAB铝粉漆。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。
Claims (10)
1.一种超细有机粉体的生产设备，其特征在于，包括流量泵、雾化喷头，以及依次连接的喇叭形玻璃管道、收集器和引风机；
所述流量泵连接所述雾化喷头，用以将物料输送至所述雾化喷头进行雾化；
所述雾化喷头设置在所述喇叭形玻璃管道的喇叭口内，用以使雾化的液滴形成在喇叭口内，所述雾化的液滴在所述喇叭形玻璃管道内进行UV光固化，形成有机粉体；
所述生产设备设有UV灯，用以向所述喇叭形玻璃管道内提供紫外线。
2.根据权利要求1所述的生产设备，其特征在于，所述流量泵之前还连接有原料仓，所述原料仓用以放置混合后的物料。
3.根据权利要求1所述的生产设备，其特征在于，所述收集器的底部连接有包装机，所述包装机用以包装所述收集器收集的有机粉体。
4.根据权利要求1-3任一项所述的生产设备，其特征在于，所述喇叭形玻璃管道包括方口喇叭形的玻璃管道和多边形口喇叭形的玻璃管道。
5.一种利用权利要求1-4任一项所述的生产设备制备超细有机粉体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
开启引风机与UV灯，UV树脂、UV单体以及光敏剂的混合物经流量泵在雾化喷头处雾化，在喇叭形玻璃管道的喇叭口处雾化成液滴，同时在喇叭形玻璃管道内进行UV光固化，之后用收集器收集UV光固化的有机粉体，得到所述超细有机粉体。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
UV树脂、UV单体以及光敏剂混合后置于原料仓中，开启引风机与UV灯，原料仓中的物料经流量泵在雾化喷头处雾化，在喇叭形玻璃管道的喇叭口处雾化成液滴，同时在喇叭形玻璃管道内进行UV光固化，之后用收集器收集UV光固化的有机粉体，再经包装机进行包装，得到所述超细有机粉体。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述UV树脂包括丙烯酸UV树脂、环氧丙烯酸UV树脂以及聚酯型UV树脂中的至少一种；
优选地，所述UV单体包括三缩三丙二醇二丙烯酸脂TPGDA、二季戊四醇六丙烯酸酯DPHA、己二醇二丙烯酸酯PDDA、新戊二醇二丙烯酸酯NPGDA、季戊四醇三丙烯酸酯PETA、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯TMPTA、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯EOTMPTA以及甲基丙烯酸异冰片酯IBOMA中的至少一种；
优选地，所述光敏剂包括1173 2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、184 1-羟基环己基苯基甲酮、907 2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮以及TPO 2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的至少一种。
8.一种权利要求5-7任一项所述的方法制备得到的超细有机粉体。
9.根据权利要求8所述的超细有机粉体，其特征在于，所述超细有机粉体的粒径为1～100微米。
10.一种权利要求8或9所述的超细有机粉体在先进陶瓷、微电子、航天航空、涂料和油墨以及光学检测中的应用。
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