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北京合鼎動力技術(shù)有限責(zé)任公司 2005-11-03 點(diǎn)擊2118次
摘 要：本文主要介紹了用振動研磨機(jī)對重鈣超細(xì)和表面改性實(shí)施一體化加工，詳細(xì)論述了重鈣的超細(xì)和表面改性，經(jīng)該設(shè)備一體化加工的重鈣完全可以達(dá)到應(yīng)用的要求。 關(guān)鍵詞：超細(xì)振動研磨機(jī)、重鈣、表面改性、一體化、一次完成 重鈣粉體主要是以方解石、大理石為主要原料，通過粉碎和超細(xì)得到。由于重鈣粉體的工業(yè)性能好、來源廣、價(jià)格低，在塑料、橡膠、涂料等有機(jī)高分子制品行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。但是國內(nèi)重鈣的開發(fā)，無論應(yīng)用數(shù)量，還是品種，都與發(fā)達(dá)國家有較大的差距。而重鈣真正的應(yīng)用價(jià)值應(yīng)是它的深加工產(chǎn)品，即超細(xì)和表面改性。要加大深加工產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，需選擇理想的設(shè)備，而振動研磨機(jī)就完全可以一機(jī)完成重鈣的超細(xì)和表面改性的任務(wù)。根據(jù)我們多年的工作，本文主要介紹用振動磨對重鈣進(jìn)行超細(xì)改性的應(yīng)用。 1、國內(nèi)重鈣粉體的生產(chǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀 重鈣粉體的加工分為干法和濕法兩種。干法常用的設(shè)備是雷蒙磨、立式磨、高速機(jī)械沖擊磨、氣流磨、球磨機(jī)等。雷蒙磨和立式磨主要是加工400目粉料。沖擊磨、氣流磨可生產(chǎn)1250目粉體產(chǎn)品，但能耗高，產(chǎn)量低。濕法生產(chǎn)工藝主要是用濕塵攪拌磨進(jìn)行加工，主要生產(chǎn)造紙、涂料及超微細(xì)粉體，工藝復(fù)雜，成本較高。 國內(nèi)重鈣目前的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為：1250目以下的細(xì)粉占90%左右，1250目以上的超細(xì)重鈣粉只占10%左右，經(jīng)表面改性的占10%左右，主要應(yīng)用于塑料、涂料、橡膠、造紙等行業(yè)，其中塑料行業(yè)是最大的應(yīng)用領(lǐng)域。 由于800目以下的重鈣粉體很難滿足部分要求較高的有機(jī)高分子制品的彎曲強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度等力學(xué)性能。特別是降解塑料類、薄膜類、工程塑料類、塑料異型材類，在這些制品中應(yīng)用的重鈣不僅要求產(chǎn)品的純度高、粒度細(xì)，而且還要求重鈣粉體是經(jīng)過表面改性的產(chǎn)品。如小于10μm的改性重鈣，按一定量填加到PE中，其沖擊強(qiáng)度可提高2-4倍，而大于20μm的重鈣則沒有提高。這足以說明重鈣的微細(xì)化及表面改性在有機(jī)高分子制品中能起到功能性的作用。 近年來，有機(jī)高分子制品行業(yè)已進(jìn)入從數(shù)量主導(dǎo)型向質(zhì)量、品種、效益為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)過渡和升級的階段，對所需填加的重鈣粉體的性能要求也就越高。所以要圍繞有機(jī)高分子制品行業(yè)的發(fā)展方向，并與其制品的生產(chǎn)技術(shù)緊密結(jié)合，將重鈣及其它粉體的深加工向高質(zhì)量、高技術(shù)、高附加值及多功能化轉(zhuǎn)化，其中粉體的超細(xì)和表面改性就是深加工最重要的部分。 2、重鈣的超細(xì) 北京合鼎動力技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的超細(xì)振動研磨機(jī)是采用雙電機(jī)同步驅(qū)動，空氣彈簧柔性支撐、高頻率、大補(bǔ)償、彈性聯(lián)接、啟動補(bǔ)償?shù)认冗M(jìn)技術(shù)，使該設(shè)備結(jié)構(gòu)先進(jìn)，工作可靠，高效節(jié)能，是各種非礦物料超細(xì)粉碎及表面改性一體化最理想的設(shè)備。 該超細(xì)設(shè)備屬于介質(zhì)研磨加工設(shè)備，它依靠激振器使筒體中的介質(zhì)產(chǎn)生高頻率小振幅的振動，由于振動加速度比重力加速度大得多，使磨管內(nèi)的介質(zhì)產(chǎn)生高強(qiáng)度的沖擊和旋轉(zhuǎn)磨制，使物料產(chǎn)生疲勞效應(yīng)，繼而物料的晶體微裂紋擴(kuò)大，由裂紋導(dǎo)致破碎，使物料在強(qiáng)力振動研磨中快速有效的磨細(xì)。重鈣的超細(xì)效果可以達(dá)到10μm>D98以上，并且單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量大、能耗低、磨耗小、粉碎效率高，超細(xì)粉碎極限粒度小。經(jīng)超細(xì)粉碎的重鈣顆粒無棱角，主要以圓角和近球形顆粒為主。這對在有機(jī)高分子材料中應(yīng)用起到了很好的效果，特別是對減小下游產(chǎn)品加工設(shè)備的磨損、提高有機(jī)高分子制品的應(yīng)力等問題有明顯的效果。在超細(xì)粉碎的過程中同時(shí)進(jìn)行的表面改性是機(jī)械化學(xué)表面改性，該方法的改性不但效果好，而且還可提高粉體的加工效率、簡化生產(chǎn)工藝，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。 3、重鈣的表面改性 由于重鈣粉體與有機(jī)高分子樹脂的極性不同，相互之間的親合性差，加之重鈣粉體之間也存在著團(tuán)聚的問題，可造成在載體樹脂中的分散不均勻，因此首先應(yīng)對超細(xì)重鈣進(jìn)行表面處理，降低其表面性能，解決重鈣粉體的團(tuán)聚，提高與樹脂的交聯(lián)性。 用振動研磨機(jī)在超細(xì)過程中進(jìn)行表面改性，是一種機(jī)械化學(xué)效應(yīng)，即機(jī)械化學(xué)改性方法。由于在超細(xì)粉碎中對重鈣粉施加了大量的機(jī)械能，除消耗于顆粒的細(xì)化外，還有一部分用于改變顆粒的晶格與表面性質(zhì)，在粉碎的過程中不斷出現(xiàn)新鮮的顆粒表面，這種新鮮的表面極易與改性劑發(fā)生反應(yīng)，此時(shí)物料的溫度已達(dá)到90℃左右，表面改性劑以霧化的方式定量加入，在高頻振動下，使腔體內(nèi)的介質(zhì)球產(chǎn)生高強(qiáng)度的沖擊和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，對重鈣粉進(jìn)行充分的接觸攪拌，使之不產(chǎn)生粘結(jié)的顆粒，以達(dá)到對重鈣表面改性的目的。 重鈣用的表面改性劑，選用的多是鈦酸脂或鋁酸脂偶聯(lián)劑等，最好復(fù)配使用。一般用量是基料的0.3-1.5%。在振動研磨機(jī)超細(xì)過程中實(shí)施的表面改性，其包覆率可達(dá)到98%以上，其效果是十分理想的。該表面改性方法的成本是其它單一表面改性方法成本的一半左右。 經(jīng)表面改性后的超細(xì)重鈣分散到有機(jī)高分子材料中之后，在該區(qū)域有機(jī)高分子材料——改性劑——超細(xì)重鈣粉體之間，可以產(chǎn)生一種良好的界面結(jié)合，使超細(xì)改性后的重鈣能與有機(jī)高分子材料很好交聯(lián)，可提高在有機(jī)高分子制品中的填加量，也可使其制品的質(zhì)量提高。 4、結(jié)論 ①、振動研磨機(jī)是一種體積小、能耗低、工作穩(wěn)定、粉碎粒度小、效率高的研磨機(jī)。 ②、超細(xì)粉碎出的重鈣顆粒無棱角，以圓角和近球形顆粒為主，對下游產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備的磨損可大大減小。對塑料、橡膠制品的應(yīng)力等有明顯的提高，對涂料的流平性也將有一定的改善。 ③、該種表面改性的包覆率可達(dá)98%以上，表面改性的成本比其它表面性方法有十分明顯的降低。