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北京合鼎動力技術有限責任公司 2005-11-03 點擊2065次
摘 要：本文主要介紹了用振動研磨機對重鈣超細和表面改性實施一體化加工，詳細論述了重鈣的超細和表面改性，經(jīng)該設備一體化加工的重鈣完全可以達到應用的要求。 關鍵詞：超細振動研磨機、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，通過粉碎和超細得到。由于重鈣粉體的工業(yè)性能好、來源廣、價格低，在塑料、橡膠、涂料等有機高分子制品行業(yè)得到廣泛的應用。但是國內重鈣的開發(fā)，無論應用數(shù)量，還是品種，都與發(fā)達國家有較大的差距。而重鈣真正的應用價值應是它的深加工產(chǎn)品，即超細和表面改性。要加大深加工產(chǎn)品的質量和數(shù)量，需選擇理想的設備，而振動研磨機就完全可以一機完成重鈣的超細和表面改性的任務。根據(jù)我們多年的工作，本文主要介紹用振動磨對重鈣進行超細改性的應用。 1、國內重鈣粉體的生產(chǎn)和應用現(xiàn)狀 重鈣粉體的加工分為干法和濕法兩種。干法常用的設備是雷蒙磨、立式磨、高速機械沖擊磨、氣流磨、球磨機等。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行加工，主要生產(chǎn)造紙、涂料及超微細粉體，工藝復雜，成本較高。 國內重鈣目前的產(chǎn)品結構為：1250目以下的細粉占90%左右，1250目以上的超細重鈣粉只占10%左右，經(jīng)表面改性的占10%左右，主要應用于塑料、涂料、橡膠、造紙等行業(yè)，其中塑料行業(yè)是最大的應用領域。 由于800目以下的重鈣粉體很難滿足部分要求較高的有機高分子制品的彎曲強度、拉伸強度、沖擊強度等力學性能。特別是降解塑料類、薄膜類、工程塑料類、塑料異型材類，在這些制品中應用的重鈣不僅要求產(chǎn)品的純度高、粒度細，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化及表面改性在有機高分子制品中能起到功能性的作用。 近年來，有機高分子制品行業(yè)已進入從數(shù)量主導型向質量、品種、效益為主導的產(chǎn)業(yè)結構過渡和升級的階段，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)技術緊密結合，將重鈣及其它粉體的深加工向高質量、高技術、高附加值及多功能化轉化，其中粉體的超細和表面改性就是深加工最重要的部分。 2、重鈣的超細 北京合鼎動力技術有限責任公司生產(chǎn)的超細振動研磨機是采用雙電機同步驅動，空氣彈簧柔性支撐、高頻率、大補償、彈性聯(lián)接、啟動補償?shù)认冗M技術，使該設備結構先進，工作可靠，高效節(jié)能，是各種非礦物料超細粉碎及表面改性一體化最理想的設備。 該超細設備屬于介質研磨加工設備，它依靠激振器使筒體中的介質產(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，使磨管內的介質產(chǎn)生高強度的沖擊和旋轉磨制，使物料產(chǎn)生疲勞效應，繼而物料的晶體微裂紋擴大，由裂紋導致破碎，使物料在強力振動研磨中快速有效的磨細。重鈣的超細效果可以達到10μm>D98以上，并且單位時間內的產(chǎn)量大、能耗低、磨耗小、粉碎效率高，超細粉碎極限粒度小。經(jīng)超細粉碎的重鈣顆粒無棱角，主要以圓角和近球形顆粒為主。這對在有機高分子材料中應用起到了很好的效果，特別是對減小下游產(chǎn)品加工設備的磨損、提高有機高分子制品的應力等問題有明顯的效果。在超細粉碎的過程中同時進行的表面改性是機械化學表面改性，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，具有很好的應用價值。 3、重鈣的表面改性 由于重鈣粉體與有機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聚的問題，可造成在載體樹脂中的分散不均勻，因此首先應對超細重鈣進行表面處理，降低其表面性能，解決重鈣粉體的團聚，提高與樹脂的交聯(lián)性。 用振動研磨機在超細過程中進行表面改性，是一種機械化學效應，即機械化學改性方法。由于在超細粉碎中對重鈣粉施加了大量的機械能，除消耗于顆粒的細化外，還有一部分用于改變顆粒的晶格與表面性質，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，此時物料的溫度已達到90℃左右，表面改性劑以霧化的方式定量加入，在高頻振動下，使腔體內的介質球產(chǎn)生高強度的沖擊和旋轉運動，對重鈣粉進行充分的接觸攪拌，使之不產(chǎn)生粘結的顆粒，以達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，最好復配使用。一般用量是基料的0.3-1.5%。在振動研磨機超細過程中實施的表面改性，其包覆率可達到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)表面改性后的超細重鈣分散到有機高分子材料中之后，在該區(qū)域有機高分子材料——改性劑——超細重鈣粉體之間，可以產(chǎn)生一種良好的界面結合，使超細改性后的重鈣能與有機高分子材料很好交聯(lián)，可提高在有機高分子制品中的填加量，也可使其制品的質量提高。 4、結論 ①、振動研磨機是一種體積小、能耗低、工作穩(wěn)定、粉碎粒度小、效率高的研磨機。 ②、超細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)設備的磨損可大大減小。對塑料、橡膠制品的應力等有明顯的提高，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。