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粉末涂料用混合机
发布时间：2013-04-08 13:25 来源：未知
0、引言
在粉末涂料的热熔挤出之前，将粉末涂料的各种组分进行预混合是决不可忽视的重要过程，这个步骤对粉末涂料的性能起着决定性的作用。特别是那些用量很少的助剂和着色颜料，如果预混合不充分，是不能够在第二阶段的热熔挤出过程中得到补偿的。热熔挤出是一个连续的过程，如果第一步骤中的预混合不充分将导致涂膜组成不均一，从而造成涂层表面的流平不好、机械性能差、涂层表面颜色不均一、光泽度低、表面有缺陷等。
1、预混合前的准备工作
一般来说粉末涂料的原料都是固体状的，只有当所需要混合的各种成分都具有同样的大小才能在预混合阶段获最好的效果，但这显然是不可能的，因为树脂和颜料两者的粒度差了几个数量级，少量的助剂，如流平剂或催化剂的加入，我们可以通过使用制作母料技术加以克服。
首先是配料的计量器称量误差。在规定的误差范围内，使用合适称量精度的计量工具，使各物料的计量误差达到要求，特别是在称量颜料的时候。例如，对着色力强的颜料称量的相对误差应控制在0,5%以内，其他材料的相对误差也不要超过1%。误差要求得越高，对计量器具的精度要求就越高，操作难度就相应加大。主要还是考虑某种原料的误差量能否对产品品质造成影响来订出各物料允许的误差值。
其次是投料顺序，各种材料的投料顺序不同会在一定程度上影响物料混合的均匀程度和效率，在使用不同的配料设备时，应依据其工作原理来制定相应的投料顺序和配料工艺。对于无破碎装置的混料设备，应先把大颗粒的树脂和助剂破碎成1.5 mm以下的粒度，再进行计量、投料。对投料质量少的材料要进行预分散处理，以保证小料能均匀混合。如使用图1这种带有破碎装置的配料罐，其搅拌桨在底部，因此要先投颗粒大的材料，因粒径大的物料有利于力的传导，所以先投树脂材料利于物料的混合，如果先投粒径细的材料，则会在水平桨叶下部形成混合死角。另外也还要注意小料的预分散。
配料时投料量的掌握，一股来说投入物料的表观体积要占罐体容积的70%以内，否则就没有足够的空间进行物料的混合，影响混料的均匀程度。
一般来讲，粒度越细、混合时间越长，物料混合得越均匀，越利于挤出混炼的均匀。但是，物料太细，则不利于物料在螺杆内的传送，不仅容易形成传送死角而且还增加物料对设备的粘附量。相反，树脂颗粒太大，在挤出时会加长树脂的熔融时间，将影响树脂间的混溶程度以及树脂对颜填料的分散程度。在不影响物料传输的情况下，物料（主要是树脂）的粒径应尽量小。
为了防止基料被过分粉碎，采取适当的混合时间是非常重要的。预混合后基料的理想粒度应该在2～4 mm，如果颗粒太小，在挤出工序的喂料期间将倾向干流化，如果颗粒太大则需要增加功率才能使预混合料在混合机中流动。
2、常用混合机的品种
目前常用的粉末涂料高速混合机是干法制粉工艺非常有效的混合设备，这个类型的典型款式是广泛使用的“Mixaco”容器混合机，见图2。这种类型的混合机用于快速混合，即粉末、球状颗粒、含有填料的黏性液体、颜料或其他助剂，可在IO s~i]几分钟内完成混合。它的设计允许混合机头部容易为多个容器同时使用，每次一个，当需要频繁换色时，混合设备头部很容易且快速地被清理干净。混合转子以5m／s的圆周速度运转，也可生产双速型的混合机，转子的圆周速度分别为5 m/s和lo m/s。
最新的混合机，料罐的混合位置1204，混料桨叶旋转，料罐也自转，并与混料桨叶转动方向相反。这两个旋转速度都可以通过一个单独的变频器来控制。
有两种原料流动：
(1)原料以螺旋形式向上移动，直到它已经达到料罐的顶部，然后开始下降。
(2)原料将会通过混料桨叶传送到远离密封，靠近排出阀的地方，两种流动方式在空中相遇。
预混合步骤的操作顺序是将一批物料加到容器中后，将容器推到混合头的下面，然后容器在气动作用下升高，并且根据容器型号由手动或气动作用促进夹具自动锁紧混合头。经由一个齿轮传动装置将头部反向装进容器中的混合位置，在这个位置中，头部视为混合室。混合转子设计在反向的操作位置，靠离心作用将材料抛到混合室中和容器壁上。当物料上升并接触到容器的倒转锥形区域时，会退到混合回转轴上。这个流动模式在几秒钟之内发生并且在混合周期内连续运转，因此能使物料混合均匀。计时混合周期完成之后，将混合机倾斜，卸下容器，混合机便可为另外的一个容器使用。
与缓慢运动的搅拌机相比，高速混合机（见图3）有几个优点，使它们成为粉末涂料制造中非常诱人的混合设备。这种机器的一个显著特征是用非常短的混合时间便可达到极高的混合效果，甚至是少量的着色颜料亦可很容易地被预混合，并能被均匀地分散。因为快速混合作用有利于充分展色，为获得淡雅优美的色彩，可以降低所使用的颜料用量，从而达到节约的目的。少量的液体也能被均匀分散，对于液体助剂来说就不需要再花昂贵的经费去制作母料。总之，可快速清洗，加上几个混合容器可公用一个混合头的优点，以及短的混合时间至少在预混合阶段消除了频繁换色所产生的问题。
该混料罐下部装有水平转动的并有一定斜面的桨叶，桨叶将物料水平搅动，并在离心力的作用下物料趋向罐体内壁。同时，桨叶的斜面将物料向上推抛，物料再顺着罐体侧壁的斜面向内翻动。与此同时，侧面的破碎刀片高速旋转，将树脂打碎。该混料罐混料强度大、效率高，是目前最常用的混料设备。
V型混料罐没有搅拌桨，无破碎装置，只靠自身的翻转，将罐体内的物料提升和下落进行物料的混合，见图4。
锥型混料罐也无破碎装置，在自身翻转的同时，罐的一头还配有一个低速搅拌桨用以出料，水平中轴上配有螺旋推进器，以加大混料强度，见图5。
近年来我国粉末涂料制粉设备行业对混合机作了许多改进，技术性能得到提高，体现在以下几方面：设计了多种形式的搅拌机器供用户选择；改进提高了立柱支撑系统和传动系统的刚度，使所有机器的运行更加平稳；配置了混合头冷却系统和集尘系统；配置了精确、可靠的运动限位装置；配置了精确、可靠的过载保护系统；在卸料点配置了自动化程度较高的卸料站；普遍采用PLC实现全过程自动控制。
3、邦定(Bonding)&术
粉末涂料的邦定技术是由干混法和热处理法结合而成的。将粉末涂料底粉加入到具有控温夹套的高速混合机中，利用混合设备的高速旋转，在短时间内因搅拌桨和被混物料之间运动速度不同而产生摩擦，摩擦生热使基料混合物温度升高。当物料温度升高至接近树脂的玻璃化温度( Tg)时，在氮气保护和设备的高速搅拌下，迅速将金属颜料加入到高速旋转的粉体中，使它粘结在已经软化的粉末涂料粒子表面，然后迅速放料冷却处理，这就是粉末涂料的邦定工艺过程。
干混技术(Dry Blending)是指采用普通的混合(Mixing)工艺将金属粉颜料掺混到粉末涂料中的工艺过程。掺混后的金属粉末涂料亦可产生较为光亮的金属效果。但是金属粉颜料极易结块，且与粉末涂料分离，从而导致喷粉的颜色和光泽不均匀，分离的金属粉颜料也可能使喷枪堵塞。通过回收系统回收的金属粉末涂料重复利用率较低，且色差较大。
奥地利Benda-Lutz金属闪光颜料公司于1980年在欧洲大陆首次推出了粘结工艺技术，即粉末涂料与金属颜料的邦定技术工艺，随后包括Akzo Nobel(阿克苏诺贝尔)和Tiger(老虎)等粉末涂料公司都将热粘结技术成功地应用于粉末涂料的生产中。
邦定工艺包括以下3个基本过程：
3.1粘贴附着过程
最常用的方法是将粉末涂料高速混合数分钟。在搅拌桨的高速作用下，机械能转化成热能，使粉末‘涂料颗粒均匀升温，达到粉末涂料树脂的软化点温度。继续混合，在很短的时间内金属粉颜料便粘贴到树脂颗粒表面，粘贴附着过程即告结束。此时，应以最快的速度将粘贴好的金属粉末涂料从高速混合机中排放到专用冷却混合机中进行冷却处理。
粘贴附着过程中应精确控制混合容器内惰性气体的安全比例、精确控制混合容器内的温度，并使容器内的温度场均匀一致，这是保证金属粉邦定成功的关键。不同配方和不同批次的粉末涂料其软化点不同，因此准确测定粉末涂料的软化点和玻璃化温度十分重要。
3.2冷却过程
高速混合机排出的热态金属粉末涂料应尽快进行冷却处理，使其温度降到常温以下。冷却过程通常使用低速混合机，其混合容器应设有冷却水套和冷却环，并可向容器内通入干燥冷气。低速混合机的容量应足够大，以满足批量混合物迅速冷却的需要。
3.3筛分
由于邦定过程中粉末涂料受热升温，不可避免地会产生局部粉末涂料颗粒结团的现象，因此必须对已完成邦定过程的金属粉末涂料进行筛分，除去大颗粒，建议采用100～120目的筛网。
4、混合机的选择
混合机的选择依据是混合强度、换色频率以及操作工艺是连续生产还是间歇生产，因为更换品种的清洁时间对整个生产操作至关重要，因此粉末涂料工厂生产的配方品种也会影响混合机的选择。对于要经常换色的生产线，应首选高速预混合机或容器预混合机，因为它们很容易清洗且混合时间较短，只需2～3min，对于不经常换色的生产线，螺条混合机是很有优势的，它只要很低的投资，且每批产量大。
除操作工艺以外，为了制造一致性能的涂膜或对混合设备本身的损耗考虑，我们必然特别关注混合机的结构，混合机需要适当的构造设计。特别需要提出的是，在混合机工作期间，它可能会被突然的原因停止或者有意地停下来，检查运转过程。对于这种情况下驱动装置必须能承受满负荷反复起动这个最基本的要求，比较好的装配是直流电动机，它能比一般的正常起动提供2～3倍的附加扭矩。
5、结语
相信随着混合设备的进一步改进，会以更好的混合性能为粉末涂料生产厂家服务，同时价格有所降低。
三门峡富通新能源生产销售饲料搅拌机、同时也销售颗粒机、木屑颗粒机等机械设备。
