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0、引言
    在粉末涂料的熱熔擠出之前，將粉末涂料的各種組分進(jìn)行預(yù)混合是決不可忽視的重要過程，這個步驟對粉末涂料的性能起著決定性的作用。特別是那些用量很少的助劑和著色顏料，如果預(yù)混合不充分，是不能夠在第二階段的熱熔擠出過程中得到補(bǔ)償?shù)摹�熱熔擠出是一個連續(xù)的過程，如果第一步驟中的預(yù)混合不充分將導(dǎo)致涂膜組成不均一，從而造成涂層表面的流平不好、機(jī)械性能差、涂層表面顏色不均一、光澤度低、表面有缺陷等。
1、預(yù)混合前的準(zhǔn)備工作
    一般來說粉末涂料的原料都是固體狀的，只有當(dāng)所需要混合的各種成分都具有同樣的大小才能在預(yù)混合階段獲最好的效果，但這顯然是不可能的，因?yàn)闃渲�和顏料兩者的粒度差了幾個數(shù)量級，少量的助劑，如流平劑或催化劑的加入，我們可以通過使用制作母料技術(shù)加以克服。
    首先是配料的計(jì)量器稱量誤差。在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)，使用合適稱量精度的計(jì)量工具，使各物料的計(jì)量誤差達(dá)到要求，特別是在稱量顏料的時候。例如，對著色力強(qiáng)的顏料稱量的相對誤差應(yīng)控制在0,5%以內(nèi)，其他材料的相對誤差也不要超過1%。誤差要求得越高，對計(jì)量器具的精度要求就越高，操作難度就相應(yīng)加大。主要還是考慮某種原料的誤差量能否對產(chǎn)品品質(zhì)造成影響來訂出各物料允許的誤差值。
    其次是投料順序，各種材料的投料順序不同會在一定程度上影響物料混合的均勻程度和效率，在使用不同的配料設(shè)備時，應(yīng)依據(jù)其工作原理來制定相應(yīng)的投料順序和配料工藝。對于無破碎裝置的混料設(shè)備，應(yīng)先把大顆粒的樹脂和助劑破碎成1.5 mm以下的粒度，再進(jìn)行計(jì)量、投料。對投料質(zhì)量少的材料要進(jìn)行預(yù)分散處理，以保證小料能均勻混合。如使用圖1這種帶有破碎裝置的配料罐，其攪拌槳在底部，因此要先投顆粒大的材料，因粒徑大的物料有利于力的傳導(dǎo)，所以先投樹脂材料利于物料的混合，如果先投粒徑細(xì)的材料，則會在水平槳葉下部形成混合死角。另外也還要注意小料的預(yù)分散。
    配料時投料量的掌握，一股來說投入物料的表觀體積要占罐體容積的70%以內(nèi)，否則就沒有足夠的空間進(jìn)行物料的混合，影響混料的均勻程度。
    一般來講，粒度越細(xì)、混合時間越長，物料混合得越均勻，越利于擠出混煉的均勻。但是，物料太細(xì)，則不利于物料在螺桿內(nèi)的傳送，不僅容易形成傳送死角而且還增加物料對設(shè)備的粘附量。相反，樹脂顆粒太大，在擠出時會加長樹脂的熔融時間，將影響樹脂間的混溶程度以及樹脂對顏填料的分散程度。在不影響物料傳輸?shù)那闆r下，物料（主要是樹脂）的粒徑應(yīng)盡量小。
    為了防止基料被過分粉碎，采取適當(dāng)?shù)幕旌蠒r間是非常重要的。預(yù)混合后基料的理想粒度應(yīng)該在2～4 mm，如果顆粒太小，在擠出工序的喂料期間將傾向干流化，如果顆粒太大則需要增加功率才能使預(yù)混合料在混合機(jī)中流動。
2、常用混合機(jī)的品種
    目前常用的粉末涂料高速混合機(jī)是干法制粉工藝非常有效的混合設(shè)備，這個類型的典型款式是廣泛使用的“Mixaco”容器混合機(jī)，見圖2。這種類型的混合機(jī)用于快速混合，即粉末、球狀顆粒、含有填料的黏性液體、顏料或其他助劑，可在IO s~i]幾分鐘內(nèi)完成混合。它的設(shè)計(jì)允許混合機(jī)頭部容易為多個容器同時使用，每次一個，當(dāng)需要頻繁換色時，混合設(shè)備頭部很容易且快速地被清理干凈�；旌限D(zhuǎn)子以5m／s的圓周速度運(yùn)轉(zhuǎn)，也可生產(chǎn)雙速型的混合機(jī)，轉(zhuǎn)子的圓周速度分別為5 m/s和lo m/s。
    最新的混合機(jī)，料罐的混合位置1204，混料槳葉旋轉(zhuǎn)，料罐也自轉(zhuǎn)，并與混料槳葉轉(zhuǎn)動方向相反。這兩個旋轉(zhuǎn)速度都可以通過一個單獨(dú)的變頻器來控制。
    有兩種原料流動：
    (1)原料以螺旋形式向上移動，直到它已經(jīng)達(dá)到料罐的頂部，然后開始下降。
    (2)原料將會通過混料槳葉傳送到遠(yuǎn)離密封，靠近排出閥的地方，兩種流動方式在空中相遇。
    預(yù)混合步驟的操作順序是將一批物料加到容器中后，將容器推到混合頭的下面，然后容器在氣動作用下升高，并且根據(jù)容器型號由手動或氣動作用促進(jìn)夾具自動鎖緊混合頭。經(jīng)由一個齒輪傳動裝置將頭部反向裝進(jìn)容器中的混合位置，在這個位置中，頭部視為混合室。混合轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)在反向的操作位置，靠離心作用將材料拋到混合室中和容器壁上。當(dāng)物料上升并接觸到容器的倒轉(zhuǎn)錐形區(qū)域時，會退到混合回轉(zhuǎn)軸上。這個流動模式在幾秒鐘之內(nèi)發(fā)生并且在混合周期內(nèi)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此能使物料混合均勻。計(jì)時混合周期完成之后，將混合機(jī)傾斜，卸下容器，混合機(jī)便可為另外的一個容器使用。
    與緩慢運(yùn)動的攪拌機(jī)相比，高速混合機(jī)（見圖3）有幾個優(yōu)點(diǎn)，使它們成為粉末涂料制造中非常誘人的混合設(shè)備。這種機(jī)器的一個顯著特征是用非常短的混合時間便可達(dá)到極高的混合效果，甚至是少量的著色顏料亦可很容易地被預(yù)混合，并能被均勻地分散。因?yàn)榭焖倩旌献饔糜欣�于充分展色，為獲得淡雅優(yōu)美的色彩，可以降低所使用的顏料用量，從而達(dá)到節(jié)約的目的。少量的液體也能被均勻分散，對于液體助劑來說就不需要再花昂貴的經(jīng)費(fèi)去制作母料�？傊�，可快速清洗，加上幾個混合容器可公用一個混合頭的優(yōu)點(diǎn)，以及短的混合時間至少在預(yù)混合階段消除了頻繁換色所產(chǎn)生的問題。
    該混料罐下部裝有水平轉(zhuǎn)動的并有一定斜面的槳葉，槳葉將物料水平攪動，并在離心力的作用下物料趨向罐體內(nèi)壁。同時，槳葉的斜面將物料向上推拋，物料再順著罐體側(cè)壁的斜面向內(nèi)翻動。與此同時，側(cè)面的破碎刀片高速旋轉(zhuǎn)，將樹脂打碎。該混料罐混料強(qiáng)度大、效率高，是目前最常用的混料設(shè)備。
    V型混料罐沒有攪拌槳，無破碎裝置，只靠自身的翻轉(zhuǎn)，將罐體內(nèi)的物料提升和下落進(jìn)行物料的混合，見圖4。
    錐型混料罐也無破碎裝置，在自身翻轉(zhuǎn)的同時，罐的一頭還配有一個低速攪拌槳用以出料，水平中軸上配有螺旋推進(jìn)器，以加大混料強(qiáng)度，見圖5。
    近年來我國粉末涂料制粉設(shè)備行業(yè)對混合機(jī)作了許多改進(jìn)，技術(shù)性能得到提高，體現(xiàn)在以下幾方面：設(shè)計(jì)了多種形式的攪拌機(jī)器供用戶選擇；改進(jìn)提高了立柱支撐系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的剛度，使所有機(jī)器的運(yùn)行更加平穩(wěn)；配置了混合頭冷卻系統(tǒng)和集塵系統(tǒng)；配置了精確、可靠的運(yùn)動限位裝置；配置了精確、可靠的過載保護(hù)系統(tǒng)；在卸料點(diǎn)配置了自動化程度較高的卸料站；普遍采用PLC實(shí)現(xiàn)全過程自動控制。
3、邦定(Bonding)&術(shù)
    粉末涂料的邦定技術(shù)是由干混法和熱處理法結(jié)合而成的。將粉末涂料底粉加入到具有控溫夾套的高速混合機(jī)中，利用混合設(shè)備的高速旋轉(zhuǎn)，在短時間內(nèi)因攪拌槳和被混物料之間運(yùn)動速度不同而產(chǎn)生摩擦，摩擦生熱使基料混合物溫度升高。當(dāng)物料溫度升高至接近樹脂的玻璃化溫度( Tg)時，在氮?dú)獗Ｗo(hù)和設(shè)備的高速攪拌下，迅速將金屬顏料加入到高速旋轉(zhuǎn)的粉體中，使它粘結(jié)在已經(jīng)軟化的粉末涂料粒子表面，然后迅速放料冷卻處理，這就是粉末涂料的邦定工藝過程。
    干混技術(shù)(Dry Blending)是指采用普通的混合(Mixing)工藝將金屬粉顏料摻混到粉末涂料中的工藝過程。摻混后的金屬粉末涂料亦可產(chǎn)生較為光亮的金屬效果。但是金屬粉顏料極易結(jié)塊，且與粉末涂料分離，從而導(dǎo)致噴粉的顏色和光澤不均勻，分離的金屬粉顏料也可能使噴槍堵塞。通過回收系統(tǒng)回收的金屬粉末涂料重復(fù)利用率較低，且色差較大。
    奧地利Benda-Lutz金屬閃光顏料公司于1980年在歐洲大陸首次推出了粘結(jié)工藝技術(shù)，即粉末涂料與金屬顏料的邦定技術(shù)工藝，隨后包括Akzo Nobel(阿克蘇諾貝爾)和Tiger(老虎)等粉末涂料公司都將熱粘結(jié)技術(shù)成功地應(yīng)用于粉末涂料的生產(chǎn)中。
    邦定工藝包括以下3個基本過程：
3.1粘貼附著過程
    最常用的方法是將粉末涂料高速混合數(shù)分鐘。在攪拌槳的高速作用下，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成熱能，使粉末‘涂料顆粒均勻升溫，達(dá)到粉末涂料樹脂的軟化點(diǎn)溫度。繼續(xù)混合，在很短的時間內(nèi)金屬粉顏料便粘貼到樹脂顆粒表面，粘貼附著過程即告結(jié)束。此時，應(yīng)以最快的速度將粘貼好的金屬粉末涂料從高速混合機(jī)中排放到專用冷卻混合機(jī)中進(jìn)行冷卻處理。
    粘貼附著過程中應(yīng)精確控制混合容器內(nèi)惰性氣體的安全比例、精確控制混合容器內(nèi)的溫度，并使容器內(nèi)的溫度場均勻一致，這是保證金屬粉邦定成功的關(guān)鍵。不同配方和不同批次的粉末涂料其軟化點(diǎn)不同，因此準(zhǔn)確測定粉末涂料的軟化點(diǎn)和玻璃化溫度十分重要。
3.2冷卻過程
    高速混合機(jī)排出的熱態(tài)金屬粉末涂料應(yīng)盡快進(jìn)行冷卻處理，使其溫度降到常溫以下。冷卻過程通常使用低速混合機(jī)，其混合容器應(yīng)設(shè)有冷卻水套和冷卻環(huán)，并可向容器內(nèi)通入干燥冷氣。低速混合機(jī)的容量應(yīng)足夠大，以滿足批量混合物迅速冷卻的需要。
3.3篩分
    由于邦定過程中粉末涂料受熱升溫，不可避免地會產(chǎn)生局部粉末涂料顆粒結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象，因此必須對已完成邦定過程的金屬粉末涂料進(jìn)行篩分，除去大顆粒，建議采用100～120目的篩網(wǎng)。
4、混合機(jī)的選擇
    混合機(jī)的選擇依據(jù)是混合強(qiáng)度、換色頻率以及操作工藝是連續(xù)生產(chǎn)還是間歇生產(chǎn)，因?yàn)楦鼡Q品種的清潔時間對整個生產(chǎn)操作至關(guān)重要，因此粉末涂料工廠生產(chǎn)的配方品種也會影響混合機(jī)的選擇。對于要經(jīng)常換色的生產(chǎn)線，應(yīng)首選高速預(yù)混合機(jī)或容器預(yù)混合機(jī)，因?yàn)樗鼈兒苋菀浊逑辞一旌蠒r間較短，只需2～3min，對于不經(jīng)常換色的生產(chǎn)線，螺條混合機(jī)是很有優(yōu)勢的，它只要很低的投資，且每批產(chǎn)量大。
    除操作工藝以外，為了制造一致性能的涂膜或?qū)�混合設(shè)備本身的損耗考慮，我們必然特別關(guān)注混合機(jī)的結(jié)構(gòu)，混合機(jī)需要適當(dāng)?shù)臉?gòu)造設(shè)計(jì)。特別需要提出的是，在混合機(jī)工作期間，它可能會被突然的原因停止或者有意地停下來，檢查運(yùn)轉(zhuǎn)過程。對于這種情況下驅(qū)動裝置必須能承受滿負(fù)荷反復(fù)起動這個最基本的要求，比較好的裝配是直流電動機(jī)，它能比一般的正常起動提供2～3倍的附加扭矩。
5、結(jié)語
    相信隨著混合設(shè)備的進(jìn)一步改進(jìn)，會以更好的混合性能為粉末涂料生產(chǎn)廠家服務(wù)，同時價格有所降低。
    三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售飼料攪拌機(jī)、同時也銷售顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)等機(jī)械設(shè)備。