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浅谈热塑性粉末涂料的工艺生产流程
时间:2021-11-01 14:24:53 点击次数:747

一般来说,热塑性粉末涂料是由热塑性树脂配以色母粒和各种助剂,混合后经过熔融挤出造粒.再经微细损坏和分级而成。热塑性树脂的相对分子质量均较大.硬度较低、富于弹性和弯曲性,且跟着温度的升高而变软,对温度的敏感性十分强,所以使用冲击,磕碰方法难以损坏。与热固性树脂、陶瓷、无机资料比较,是较难损坏的物料。而且,不同热塑性树脂的性能差异较大,难以用同一种方法损坏。此外,热塑性粉末涂料首要用于流化床浸塑、火焰喷涂钢管表里和粉末回转成型等,要求粉末具有较圆滑的形状,较好的流动性和熔融特性。对于这些要求用一种损坏方法也是不可行的。

由于在出产热塑性粉末涂料的过程中损坏是最关键的工序,所以依照损坏方法,可将热塑性粉末涂料的出产方法分为以下几种:①机械损坏法;②化学损坏法;③干式混合法;④复合损坏法。

 

粉末涂料的机械损坏法

1机械损坏法的工艺流程

以低密度聚乙烯粉末涂料为例,工艺流程为:

 

(1)质料选择

聚乙烯粉末涂料分民用、野外工程用、管道用3种。民用粉末涂料多用于冰箱架﹑自行车,摩托车车筐、厨房、卫生间挂具等,重在装饰性,选用熔融指数较高的低密度聚乙烯树脂。野外工程用粉末涂料重在耐候性、结合力,选用低密度聚乙烯树脂和线型低密度聚乙烯树脂合作,一般以1∶1质量比混炼,以前进其强度和耐性。管道用粉末涂料则以线型低密度聚乙烯为首要树脂。

(2)颜料和填料选择

颜料和填料的参加不只可以改动基料的色彩,还可以改进聚乙烯的功用和下降本钱。选择颜料和填料时要考虑到本身的耐化学性、抗老化性、耐候性、耐热性、上色力、分散性以及与基料的相容性,且添加量要恰当。关于工程用和管道用粉末涂料,一般不需加填料,以防止损坏其首要功用。

(3)添加助剂

为了前进涂层的抗老化性和附着力等功用,需选择抗氧剂,抗紫外线吸收剂,黏合剂等,特别是野外用粉末涂料,选择有用的助剂是十分重要的。

(4)混合

为了使粉末涂料配方中的树脂颜料、助剂混合均匀,在熔融挤出前应进行预混合。混合可以选用各种方法,用圆简混合、圆锥混合、螺杆式混合或高速混合机混合均可。

(5)熔融挤出

要选用专用挤出机进行混炼,应控制好各段的温度和挤出速率,使各种成分抵达充沛混合。熔融挤出机将在下文进行具体介绍。

(6)损坏

机械损坏分常温机械损坏和深冷机械损坏。深冷损坏本钱较高,只用于常温难以损坏的物料。用得最多、本钱最低的是常温机械损坏。常温机械损坏也将在下文胪陈。

(7)分级(也叫选择)

损坏后的涂料需通过过筛分级,热塑性粉末的分级常用振动筛,大都与损坏集于一体、主动进行。也有使用旋转筛进行分级。选择是确定粉末粒径的工序,选择合理的分级方法,可以改进粉末的流动性,这也是粉末出产的技巧之一。

 

1机械损坏法的首要设备

1.1熔融挤出机

挤出机及其配套设备见图1

 

挤出机是首要设备,要求螺杆长径比较大,一般应抵达30∶1 ,螺杆形状合理,混料均匀无死角,可根据质料的不同进行调整,用单螺杆挤出机就能抵达混炼作用。现在比较经济实用的挤出机如河北永青县泰山塑料机械厂出产的挤出机,其类型、功用见表1。该挤出机的特点是选用侧排气、氮化机筒﹑氮化螺杆、可控调速机﹑各段自动控温。

 

1.2损坏机

损坏机是出产热塑性粉末涂料的关键设备,以往出产热塑粉多用深冷机械损坏法,使用塑料具有脆化温度的特征,将被损坏物料冷却至–100℃以下,凭仗机械力损坏。为了取得低温,多选用液氮作致冷剂,将液氮通到损坏机内,或将损坏机置于冷冻室内通入液氮,凭仗液氮气化带走很多热量,使物料温度降到脆化温度以下。深冷损坏可以得到细而圆滑的粉末,但设备出资大,液氮消耗多,损坏每吨物料需求添加数千元的成本。为了下降热塑性粉末的出产成本,根据热塑性树脂的特征,郑州金属涂塑研究所规划制作了专门用于损坏热塑性粉末涂料的二级闭路循环常温机械损坏机,并取得国家专利。经过多年工业化出产使用作用良好,促进了我国热塑性粉末的国产化。这种损坏机的结构和原理见图2

 

如图2所示,物料由质料斗经送料器定量进入一级损坏设备,粗损坏后的物料由抽风机经管路吸到旋风别离器内,然后经闭风旋转阀落到分级筛中,约有对折损坏物过筛抵达制品粒度,搜集包装:筛上物进入二级损坏设备进行细损坏,损坏后的物料又经吸风管路回来分级筛。物料在封闭的回路中循环加工,直至损坏到适宜的粒度。由于一级损坏后的细粉制品及时被别离,半制品再进入二级损坏设备进行损坏,所以可以减少细粉,改进损坏物的粒度散布。

为了将损坏室的温度控制在热塑性树脂的熔融温度以下,除了选用上述的抽风设备,将损坏后的物料及时抽走、同时吸进凉风来冷却损坏室的温度外,在损坏设备定盘的夹套内通以冷却水。冷却水可以用自来水.井水、冷冻水,由循环泵将冷却水输入夹套内循环冷却。物料的损坏主要靠高速剪切,而不是靠挤出碰击,剪切和抵触发生的热量及时被风和水带走和沟通,可以使损坏室的温度控制在60℃以下,从而完成对热塑性树脂的损坏。用上述损坏机损坏聚乙烯等热塑性树脂,出产功率见表2

 

上述二级损坏机也可以做成一级损坏机,装置调试和维护更便当,价格也相对廉价。

运用机械损坏机的要害在于控制进料速率。进料速率过快,热塑性树脂会出现温度升高,甚至发生熔结现象。另外应合理调整损坏动盘与定盘间的空隙,根据过筛的目数调整空隙。常温机械损坏可以损坏各种密度的聚乙烯物料。现在国表里大部分聚乙烯粉末涂料都是用常温机械法出产的,由于本钱最低,操作便当,1人可以一同操作几台损坏机。

试验证明,要损坏聚丙烯、聚酰胺11和聚酰胺12及聚酰胺1010,就需求用冷冻法,即将物料和机械损坏机置于冷冻室内,用液氮冷至-100 ℃以下,才华顺利损坏。用机械损坏法出产粉末涂料,最后的分级也很要害,应根据粉末涂料的用途进行分级,以使粉末具有出色的流动性。

 

3化学损坏法

化学损坏法是将质料树脂放入反应釜中,加人溶剂,使树脂膨润﹑溶解,再加人助剂,在一定温度和压力下进行搅拌混合,然后固液别离,分出树脂晶体,再分级成粉末。用化学法出产聚乙烯粉末,最早在欧洲瑞士柯其伦公司初步出产,日本于20世纪70年代也有运用,住友精化曾用化学法出产微细聚乙烯粉末,粒径达10~20 um。图3为出产结晶性塑料粉末工艺流程,适用于PEPP.PA

 

4为出产非结晶性塑料粉末工艺流程,适用于PESPIPEI

 

一般来说用化学破坏法出产的粉末颗粒较油滑,且粒度较细,粒度散布范围较窄。但化学法出产粉末的工艺较杂乱,本钱也较高。

干式混合法

所谓干混法是将树脂粉末按所定粒度分级后再在其间掺入颜料、助剂进行高速搅拌混合制成粉末涂料。所用树脂在出产工艺过程中往往直接可以取得定粒度的粉末。干混法适用于HDPE.PVCPP等。干混法出产粉末,由于各种成分只是经过机械搅拌混合,未经过熔融挤出混炼,所以要求其充沛涣散是困难的。有时需求升温混合,例如聚氯乙烯粉末就是经过高速搅拌,使粉末因冲突而升温进行混合,加上聚氯乙烯粉末具有多孔性,对增塑剂及其他助剂有较好的吸附性,所以多用干混法出产粉末涂料。图5为干混合法出产粉末涂料的工艺流程。

 

(1)粉末质料

无色粉末质料,粉末的粒径为100 ~ 300 um

(2)颜料

颜料可根据需求选择,一般为无机颜料。

(3)添加剂

添加剂的品种随粉末质料和用途而异。主要是稳定剂,如紫外线吸收剂、光稳定剂.抗氧剂,抗老剂等。

(4)混合

选用高速混合机,控制好时间和温度,用热掺和可以进步分散作用。

干混法的长处和缺陷如下。

长处:①出产方法简略,适合小批量、多品种出产;②设备价格低廉,操作简略;③出产成本较低。

缺陷:①树脂与添加剂不彼此熔融,对外观要求严厉的产品不适宜;②关于薄膜涂装有时会出现表面缺陷;③对进步添加剂的分散性有困难。



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