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無機非金屬礦物粉體材料必須進行表面改性后才能廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、膠粘劑等現(xiàn)代高分子新材料行業(yè)、高聚合物基復(fù)合功能性材料及涂料等工業(yè)中，這樣不僅可降低高分子材料的生產(chǎn)成本，同時可賦予產(chǎn)品某些特殊的物化性能。          

但改性機裝備技術(shù)的落后已經(jīng)嚴重制約了我國粉體表面改性技術(shù)的發(fā)展，如果能夠?qū)崿F(xiàn)集研磨解聚、復(fù)合改性和分散處理等多種功能于一體，那么對簡化粉體改性流程、提高粉體改性質(zhì)量、降低粉體改性成本等方面都是至關(guān)重要的。

復(fù)合改性機-蜂巢磨最大的特點是集干燥、復(fù)合改性和分散處理等三種功能于一體，是一種真正高度連續(xù)化的粉體復(fù)合改性機，而且還具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、操作簡便、運行平穩(wěn)、勞動強度低、噪聲小等特點。

長沙萬榮粉體設(shè)備科技有限公司研制并生產(chǎn)的蜂巢磨（簡稱CM），其主機由解聚輪、出料門、進風口、分級機、進料口、多路表面分散劑入口和喂料機組成（圖1)。

解聚輪為核心關(guān)鍵部件，由風量干燥腔、粉碎解聚腔和混合改性腔組成，其主體內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)因形似于蜂巢（圖2)，又具有研磨解聚和改性分散的功能，故名蜂巢磨（CM）連續(xù)式粉體復(fù)合改性機。

復(fù)合改性機-蜂巢磨最大的特點是集粉體干燥、研磨解聚、復(fù)合改性和分散處理等多種功能于一體，是一種真正高度連續(xù)化的粉體復(fù)合改性機，還具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、噪音小、運行平穩(wěn)等特點。

• 2.1極高的深度干燥能力
  

超細粉體和110～130℃的熱風經(jīng)物料入口送入風量干燥腔，在腔中轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)形成劇烈的湍流，達到快速負壓閃蒸干燥的效果，數(shù)秒鐘之內(nèi)就能實現(xiàn)粉體中0.5%左右的殘余水分幾乎完全蒸發(fā)和分離，使產(chǎn)品含水量降至0.05%的深度干燥水平。深度干燥的粉體為后續(xù)復(fù)合改性和分散處理打下了良好的基礎(chǔ)。

• 2.2獨特而先進的研磨解聚理念

深度干燥后的微粉進入粉碎解聚腔，粉碎解聚腔中解聚輪以160m/s的線速度高速轉(zhuǎn)動，再加上引風機形成的負壓效果，驅(qū)動粉體物料高速螺旋狀上升，形成巨大的離心力。圓柱狀筒體內(nèi)壁靜態(tài)的鋸齒（定子）和快速旋轉(zhuǎn)的解聚輪葉片（轉(zhuǎn)子）之間最短距離僅為約3mm，因此，粉體物料在高速螺旋上升過程中，不斷地與定子和轉(zhuǎn)子碰撞、摩擦和剪切。當離心力、碰撞力、摩擦力和剪切力所組成的合力遠遠大于超細粉體顆粒軟團聚的表面能時，粉體顆粒在極短的時間（3-5s）內(nèi)就會被充分打散和完全解聚。

整個解聚和打散過程中完全不同于傳統(tǒng)的攪拌磨或重力錘，是一種全新的解聚打散理念。整個主機中只有解聚輪是運轉(zhuǎn)設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，運行平穩(wěn)，可長周期安全運轉(zhuǎn)，加上筒體內(nèi)壁和解聚輪都采用了特殊的滲碳處理技術(shù)，大大提高了設(shè)備的耐磨性和使用壽命。

• 2.3高度連續(xù)化的三級復(fù)合改性和分散處理技術(shù)

完全解聚后的超細粉體以劇烈的湍流形態(tài)進入混合改性腔，同時液化后的三種改性劑（根據(jù)實際需要選擇1～3種）和分散劑通過壓縮空氣分別從圖1所示的7、8、9、10四個入口噴嘴，以霧化形式被連續(xù)、穩(wěn)定、均勻且?guī)缀跬瑫r地注入混合改性腔，依次進行三級復(fù)合改性和分散處理；由于三種改性劑和分散劑注入時存在空間位置差距（10～20cm，型號不同差距不同），因此，改性劑和分散劑與粉體接觸的時間也存在微小的差距，非常有利于依次進行三級復(fù)合改性和分散處理。

整個混合改性腔是一個圓柱體結(jié)構(gòu)，沒有任何死角。當改性劑用量為改性粉體量的0.8%～1.2%時，活化率可達99%以上。通過形成化學鍵或物理纏繞，表面改性劑和分散劑與超細粉體之間形成牢固的化學鍵耦合或機械物理纏繞；通過精準計算改性劑的用量和過剩系數(shù)，最終可基本上形成單分子包覆膜。

一般的通用設(shè)備處理時間需15～30min，物料與改性劑間才能分散良好并接觸充分，形成改性劑在粉體顆粒表面的均勻包覆。而本機的改性劑采用了霧化處理，粉體物料又處于一種劇烈的湍流狀態(tài)，物料與改性劑得到充分混合，只需3～5s就能完成混合改性過程，從而縮短了在混合改性腔中的處理時間，并提高了包覆率。整個流程中，從微粉進料到改性粉體從CM主機出料并進入分離包裝系統(tǒng)，只需30～50s。

• 2.4型號及主要技術(shù)參數(shù)

表1  蜂巢磨技術(shù)參數(shù)表

CM型連續(xù)式粉體復(fù)合改性機的氣體流量、主機功率、生產(chǎn)能力等工藝條件都可以在一定的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。整套裝置的生產(chǎn)能力可通過變頻調(diào)速調(diào)節(jié)主機功率、鼓風機功率和引風機功率來調(diào)整，以此達到降低功耗的目的。

CM型連續(xù)式粉體復(fù)合改性工藝如圖3所示。

改性工藝流程整套系統(tǒng)由給藥（改性劑）系統(tǒng)，CM型連續(xù)解聚改性主機和成品收集與除塵收集系統(tǒng)組成（圖3）。計量給料系統(tǒng)由原料倉、給料螺旋輸送機、計量螺旋輸送機和稱重傳感器組成；熱風發(fā)生器是一個天然氣燃燒室或者采用電加熱器結(jié)合鼓風機產(chǎn)生熱風的裝置；給藥(改性劑)系統(tǒng)由改性劑料斗、計量裝置、液化器和壓縮空氣入口組成。

第一步要開啟引風機，使系統(tǒng)形成負壓，然后再開啟熱風發(fā)生器。熱風發(fā)生器熱風溫度一般控制在110~130℃之間，熱風依次進入CM主機和分離包裝系統(tǒng)，對整個系統(tǒng)進行預(yù)熱。系統(tǒng)預(yù)熱后，超細粉體由原料倉依次進入計量器、螺旋給料輸送機，在物料入口管中與壓縮熱風匯合送入風量室干燥腔。在干燥腔中轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)下，微粉物料形成劇烈的氣旋，達到快速負壓閃蒸干燥的效果，數(shù)秒鐘之內(nèi)就能實現(xiàn)殘余水分幾乎完全蒸發(fā)和分離，使產(chǎn)品中最終含水量達到0.05%的深度干燥水平。

深度干燥后的微粉進入粉碎腔，微粉在高速螺旋上升過程中，不斷地與筒體內(nèi)壁定子和解聚輪轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生巨大的碰撞力、摩擦力和剪切力，粉體顆粒將在極短的時間（3-5s）內(nèi)就被充分打散和完全解聚。

完全解聚后的超細粉體以劇烈的湍流形態(tài)進入混合改性腔，液化后的改性劑（1～3種改性劑可選）和分散劑通過壓縮空氣分別從四個噴嘴噴霧進入，以霧化形式被連續(xù)均勻地、幾乎同時地注入混合改性腔，依次進行三級復(fù)合改性和分散處理。

混合改性腔內(nèi)，粉體物料運動形態(tài)又處于一種劇烈的湍流狀態(tài)，從而使物料與改性劑得到充分混合，3～5s之內(nèi)就完成了混合改性過程，在改性劑用量僅為0.8%～1.2%的條件下，就能確保活化率達到99%以上，最終基本上形成單分子包覆膜。

不同物料、不同用途有著不同的改性工藝要求。CM主機中定子、轉(zhuǎn)子之間的強烈摩擦都會產(chǎn)生熱量，如何維持系統(tǒng)的熱量平衡？除了調(diào)節(jié)燃氣溫度之外，還可通過調(diào)節(jié)引風機的轉(zhuǎn)速改變空間速度大小和停留時間來調(diào)節(jié)CM主機內(nèi)溫度。物料出CM主機后經(jīng)風管進入布袋除塵分離器得到產(chǎn)品并包裝，熱風經(jīng)引風機排空（熱風余熱可用于預(yù)熱和液化改性劑）。

整個CM型連續(xù)解聚改性工藝過程在負壓下操作，連續(xù)化程度高、改性劑預(yù)先液化并霧化給料、給料自動計量、系統(tǒng)溫度可調(diào)、給料速度可控、成品氣流輸送、無粉塵污染，可實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，且操作簡便、運行平穩(wěn)、勞動強度低。同時，可根據(jù)改性劑的性質(zhì)實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)運行技術(shù)參數(shù)、改性溫度和停留時間，確保對超細粉體良好的改性效果和分散效果。

CM型連續(xù)式粉體復(fù)合改性機現(xiàn)已申請國家發(fā)明專利——《一種蜂巢磨》（專利號為：ZL201430222902.0）和六個緊密相關(guān)的實用新型專利，堪稱我國超細粉體連續(xù)式復(fù)合改性和分散處理技術(shù)的重大突破。蜂巢磨被譽為技術(shù)、科技、 自主、工藝、新材料的革命里程碑。

CM型連續(xù)式粉體復(fù)合改性機特別適用于硬脂酸類、各種偶聯(lián)劑、透氣薄膜專用碳酸鈣、碳纖維、碳素纖維、硫酸鋇（重晶石）、氧化鋁、氫氧化鋁（鎂）、滑石、新能源電池磷酸鐵等需要干燥、解聚、表面包覆改性的行業(yè)。其改性和解聚效果、工藝性能都明顯強于國內(nèi)現(xiàn)有粉體改性設(shè)備。

? 聯(lián)系人劉暢，聯(lián)系方式：13487573856

部分圖文來自新材料在線