CN105855015B - 一种纳米粉体的解聚工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种纳米粉体的解聚工艺及装置，其中工艺包括如下步骤，将纳米粉体团聚体经搅动、加热后，引入粉碎解聚机内，解聚后的粉体进入旋风收集器内，对收集到的粉体加入活化剂，进行搅拌活化，得到解聚的纳米粉体。解决现有技术中纳米粉体解聚效果不好的问题。

Description

一种纳米粉体的解聚工艺及装置

技术领域

本发明涉及机械制造加工领域，尤其涉及一种纳米粉体解聚的工艺及装置。

背景技术

近年来，随着纳米粉体技术的进步和工艺的不断成熟，纳米粉体的运用也得到不断地拓展。实践证明，纳米粉体用于填充橡塑、硅硐胶、涂料、油墨等时，具有远远优于微米级粉体的性能，比如补强作用好，力学性能优异，外观更加细腻等。但是，纳米粉体在制造过程中，尤其是在烘干过程中产生的团聚问题，使纳米粉体的优异性能在实际使用中大打折扣。因此，纳米粉体的解聚工艺和成套设备成为至关重要的一个环节。

于是，国内粉碎机厂家针对纳米粉体的解聚问题，尝试使用原有的粉碎设备及工艺，有的也作了局部的改进，但是依然存在一系列的问题，效果并不理想，主要有如下几点：

1.通过扫描电镜我们知道，纳米粉体的原生粒子的细度一般从20～90纳米不等，但是粉体越细，团聚越严重，解聚难度越大。在现有的工艺条件下，由于纳米粉体较轻，所以粉体容易顺着风流通道被吸走，得不到很好的解聚，因此，粉体使用客户在使用过程中经常出现“粉头”(团聚体)的问题，并且严重影响各项力学性能或美观程度。

2.有些厂家为了克服“粉不细”的问题，使用了粉碎解聚***与分级***相对分离的技术，即体外分级技术，这个技术虽然在某种程度上缓解了“粉头”多，粉不细的问题，但是返回的粗粉太多，造成产量严重下降、能耗急速上升的新问题。

3.静电也是造成纳米粉体团聚的一个重要因素。因此，当纳米粉体放置一段时间后，由于静电吸附，又形成新的团聚体。

4.纳米粉体在制造过程中，为了改善与有机材料的相融性，一般有添加各种表面改性剂。但是，粉体团聚的连接面往往其改性剂覆盖不足，因此，当粉体解聚完成后投入使用时，其与有机材料的相融性受到一定的影响。

综上所述，在现有的工艺和设备条件下，纳米粉体的解聚成为行业一大难题，严重制约了纳米粉体行业的进一步发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种纳米粉体的解聚工艺及装置，解决现有技术中纳米粉体解聚效果不好的问题。

本发明是这样实现的：一种纳米粉体的解聚工艺，包括如下步骤，将纳米粉体团聚体经搅动、加热后，引入粉碎解聚机内，解聚后的粉体进入旋风收集器内，对收集到的粉体加入活化剂，进行搅拌活化，得到解聚的纳米粉体。

进一步地，还包括步骤，在粉碎解聚机内预喷洒活化剂。

优选地，还包括步骤，对粉碎解聚机解聚后的粉体进行除静电。

优选地，对旋风收集器分离至下一级的粉体用除尘收集器进行收集，并将热风导回粉碎解聚机。

本发明工艺通过预喷洒活化剂，预加热等步骤提高纳米粉体的活化率，提高解聚效果，还通过导回热风的方式减少热能浪费，降低成本。

一种纳米粉体的解聚装置，包括粉碎解聚机，所述粉碎解聚机包括筒体、进料口、锤盘、锤头和分级机，所述进料口设置于筒体底侧，锤盘设置于筒体内，所述锤盘通过动力驱动能够绕盘心旋转，锤盘的圆周还设置有锤头，包括位于圆盘上表面的上锤头和下表面的下锤头，所述分级机位于筒体顶端，分级机出料口与粉碎解聚机的出料口连接。

进一步地，还包括旋风收集器和出料搅龙，所述旋风收集器进料端与粉碎解聚机出料口连接，出料端与出料搅龙进料端连接，所述出料搅龙还包括喷雾装置，用于对进入的物料进行喷洒活化剂并进行搅拌。

优选地，所述旋风收集器排风端通过回风管道与粉碎解聚机进料端连接。

优选地，所述旋风收集器排风端通过除尘器与回风管道连接。

具体地，所述锤盘为多个，在筒体内竖直方向上同轴设置，所述粉碎解聚机进料端还包括粉碎喷雾装置，所述粉碎喷雾装置用于喷洒活化剂

具体地，所述粉碎解聚机的进料端还安装有电热丝，出料端还安装有除静电网。

其中，旋风收集器指的是通过施加不同的空气动力对不同粒径的粉尘进行筛分、收集功能的设备。

本发明具有如下优点：1.通过电加热装置和热风循环***，使纳米粉体在解聚过程中得到烘干，减少水份含量，提高粉体档次；并且粉体在一定的高温条件下，其表面活性剂会融化成熔融状，所以有利于后续的搅拌活化。

2.通过以长距离的强制运行路线为特色的粉碎解聚***，使纳米粉体得到充分的解聚，防止“粉头”(粉体团聚体)的问题。

3.通过除静电装置，将吸附在粉体表面的静电导走，可以有效防止解聚后的二次团聚问题。

4.通过连续式出料搅龙，使团聚面解开后得到重新活化包覆，从而增加粉体的活化率，提高粉体与有机材料的相融性。

附图说明

图1为本发明具体实施方式所述的纳米粉体的解聚工艺流程图；

图2为本发明具体实施方式所述的粉碎解聚机剖面图；

图3为本发明具体实施方式所述的锤盘示意图；

图4为本发明具体实施方式所述的纳米粉体的解聚装置连接图；

图5位本发明具体实施方式所述的出料搅龙示意图。

附图标记说明：

1、基座；

2、进料口；

3、轴承总成；

4、齿圈(定子)；

5、下锤头；

6、上锤头；

7、锤盘；

8、筒体；

9、引流壁；

10、分级机总成；

11、合格粉体出料口；

12、除静电通道；

13、除静电网；

14、旋风收集器；

15、旋风器关风机；

16、搅拌活化机；

17、纳米粉体成品出料口；

18、除尘器；

19、除尘器出料搅龙；

20、除尘器出料口；

21、引风机；

22、回风管道；

23、电热丝。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1为本发明一种纳米粉体的解聚工艺流程图，包括如下步骤，将纳米粉体团聚体经搅动、加热后，引入粉碎解聚机内，解聚后的粉体进入旋风收集器内，对收集到的粉体加入活化剂，进行搅拌活化，得到解聚的纳米粉体。通过对团聚体进行搅动加热，能够使粉体在较高温度时利于与表面活性剂的接触反应，利用粉碎解聚机对团聚体进行冲击、打散，足够细的微粒被送进旋风收集器内，随后再进行搅拌活化，达到了对纳米粉体进行解聚的效果。

在某些实施例中，还包括步骤，在粉碎解聚机内预喷洒活化剂。进行活化剂的预喷洒有利于充分活化，并使其在解聚机内便能够尽快解聚，节约了能耗。

其他一些优选的实施例中，还包括步骤，对粉碎解聚机解聚后的粉体进行除静电。进行除静电的好处也是防止已解聚的粉体由于静电吸附效用再度团聚，提高解聚效率。

为了更进一步的节省能源和成本，对旋风收集器分离至下一级的粉体用除尘收集器进行收集，并将热风导回粉碎解聚机。热风的重复使用提高了能源利用效率，除尘收集器收集粉体可以用于其他用途，达到了产品多样化的效果。

一种纳米粉体的解聚装置，包括粉碎解聚机，这里请看图2，所述粉碎解聚机包括筒体8、进料口2、锤盘7、锤头5和分级机10，所述进料口设置于筒体8底侧，锤盘7设置于筒体8内，所述锤盘7通过动力驱动能够绕盘心旋转，这里请参阅图3，锤盘7通过轴承3带动旋转，锤盘7的圆周还设置有锤头，包括位于圆盘上表面的上锤头6和下表面的下锤头5，所述分级机10位于筒体顶端，分级机出料口与粉碎解聚机的出料口连接。在实际应用中，1为基座；2为进风口，同时也是进料口；3为轴承总成；4为齿圈(定子)；5为下锤头；6为上锤头；7为锤盘；8为筒体；9为引流壁；10分级机总成；11为合格粉体出料口。纳米粉体原料通过进料口被风流吸到锤盘下方，经过下锤头打散后，通过陕长的通道，在陕长的通道中被多道锤头和齿圈所解聚，到达分级机，合格的粉料通过分级机，不合格的粉体被分级机甩向引流壁，掉落到锤盘继续粉碎。通过上述粉碎解聚机，达到了解聚团聚的纳米粉体的效果。

在如图4所示的实施例中，还包括旋风收集器14和出料搅龙16，所述旋风收集器14进料端与粉碎解聚机出料口连接，出料端与出料搅龙16进料端连接，所述出料搅龙还包括喷雾装置，用于对进入的物料进行喷洒活化剂并进行搅拌。所述出料搅龙16的构造可参阅图5，内部的空腔中有转轴和转轴带动的多层桨叶，对进入空腔的粉体喷洒活化剂并搅拌可以有效提高解聚效果，更好地达到了解聚团聚纳米粉体的效果。

优选的实施例中，所述旋风收集器14排风端通过回风管道22与粉碎解聚机进料端连接。通过将装置中的热风通过回风管道重新利用，一则升高团聚体的反应温度，使其能够更好地与活化剂进行反应，二则能够降低能耗，节约成本，更好地解决纳米粉体解聚的问题。

另一些优选的实施例中，所述旋风收集器14排风端通过除尘器18与回风管道22连接。旋风收集器中随风分离至下级的粉尘中仍有许多有价值的成分，对这部分粉料进行收集，或是送入除尘器出料搅龙中进行活化，解聚都可以，通过上述设计能够提高产品多样性，节约总体成本。

在某些优选地实施例中，如图2所示，所述锤盘7为多个，在筒体内竖直方向上同轴设置，能够提高对分体团聚体的打击作用，更好地进行粉体解聚作业，所述粉碎解聚机进料端还包括粉碎喷雾装置，所述粉碎喷雾装置用于喷洒活化剂，通过预喷洒活化剂，能够使得活化剂借助粉碎解聚机内分体相互碰撞产生的高温充分进行反应，显著提高了粉体解聚的效率。

如图4所示，所述粉碎解聚机的进料端还安装有电热丝23，出料端还安装有除静电网13。电热丝的作用在于补充加热，提高粉体的温度利于活化反应的进行和解聚的提效，出料端安装除静电网13能够减少静电吸附作用造成的二次团聚，从而达到提高解聚效率的作用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种纳米粉体的解聚工艺，其特征在于，包括如下步骤，在粉碎解聚机内预喷洒活化剂，将纳米粉体团聚体经搅动、加热后，引入粉碎解聚机内，解聚后的粉体进入旋风收集器内，对收集到的粉体加入活化剂，进行搅拌活化，得到解聚的纳米粉体。

2.根据权利要求1所述的纳米粉体的解聚工艺，其特征在于，还包括步骤，对粉碎解聚机解聚后的粉体进行除静电。

3.根据权利要求1所述的纳米粉体的解聚工艺，其特征在于，对旋风收集器分离至下一级的粉体用除尘收集器进行收集，并将热风导回粉碎解聚机。

4.一种纳米粉体的解聚装置，其特征在于，包括粉碎解聚机，所述粉碎解聚机包括筒体、进料口、锤盘、锤头和分级机，所述进料口设置于筒体底侧，锤盘设置于筒体内，所述锤盘通过动力驱动能够绕盘心旋转，锤盘的圆周还设置有锤头，包括位于圆盘上表面的上锤头和下表面的下锤头，所述分级机位于筒体顶端，还包括引流壁，所述引流壁设置于筒体内的分级机外侧；分级机出料口与粉碎解聚机的出料口连接，所述粉碎解聚机的进料端还安装有电热丝，出料端还安装有除静电网。

5.根据权利要求4所述的纳米粉体的解聚装置，其特征在于，还包括旋风收集器和出料搅龙，所述旋风收集器进料端与粉碎解聚机出料口连接，出料端与出料搅龙进料端连接，所述出料搅龙还包括喷雾装置，用于对进入的物料进行喷洒活化剂并进行搅拌。

6.根据权利要求5所述的纳米粉体的解聚装置，其特征在于，所述旋风收集器排风端通过回风管道与粉碎解聚机进料端连接。

7.根据权利要求6所述的纳米粉体的解聚装置，其特征在于，所述旋风收集器排风端通过除尘器与回风管道连接。

8.根据权利要求4所述的纳米粉体的解聚装置，其特征在于，所述锤盘为多个，在筒体内竖直方向上同轴设置，所述粉碎解聚机进料端还包括粉碎喷雾装置，所述粉碎喷雾装置用于喷洒活化剂。