一种制备超轻质填料的设备的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种制备超轻质填料的设备。
【背景技术】
[0002]微球发泡剂(即可热膨胀性微球)在现有技术中是已知的，并已在US3615972、EP486080、EP566367、EP1067151、ZL201210241564.5、ZL201210241578.7、CN201280073857.5和CN 2012100109302.3中详细描述，这些文件在此结合以作参考。西能化工科技(上海)有限公司可以提供各种不同膨胀温度的微球发泡剂，形态有干粉和湿浆两种。在这种微球发泡剂中，发泡剂以胶囊形式包裹在热塑壳体中。一旦加热，发泡剂蒸发产生内部压力，同时随着壳体软化，导致微球发泡剂有效膨胀，通常直径增大约3至5倍，得到超轻质填料(即已热膨胀的微球发泡剂制品)。
[0003]未膨胀的和已热膨胀的微球发泡剂(即超轻质填料)可以应用在各种领域。例如，干的已热膨胀的微球发泡剂可以作为敏化剂应用在乳化炸药中，也可以作为轻质填充物填充在溶剂型油漆、涂料和各种热固性塑料(如人造大理石、聚酯腻子、人工木材)中。湿的超轻质填料，通常以含水形式储存，可以应用在许多产品中，如水性涂料、热敏打印纸、多孔陶瓷和乳化炸药等。
[0004]运输超轻质填料往往需要很大的空间，也正是因为这个原因超轻质填料最终使用者常常采购未膨胀的微球发泡剂，现场膨胀或者直接将未膨胀的微球发泡剂加入到生产步骤中用于制备最终产品。
[0005]由于完全膨胀微球发泡剂所需的高温从而会导致因膨胀引起微球的热塑壳体相互粘结而结块的问题。这需要提供一种用于制备膨胀微球发泡剂的方法和设备，其中膨胀程度能够被控制，以便有可能提供不同密度的超轻质填料，同时它们简单且仅需要较小空间，相对便宜，并易于被最终用户使用，且由于超轻质填料就地被使用，从而节省运输空间和成本。
[0006]许多专利对膨胀微球发泡剂的方法和装置均有提及。如美国专利US5484815和US7192989阐述了适合膨胀干粉微球发泡剂的方法和装置。而美国专利US4513106提出适合膨胀微球发泡剂浆料的方法及装置，其作用原理是向微球发泡剂浆料中引入蒸汽并产生足够的压力加热微球，使其至少有一定的膨胀，然后微膨胀的微球发泡剂以至少lm/s的速度离开压力区域，由于压力降低使得微球进一步膨胀。虽然US4513106专利提出以浆料形式膨胀微球发泡剂的方法可以解决直接膨胀干粉微球发泡剂而导致周围粉尘多的现象，但是US4513106专利所述的微球浆料膨胀工艺还有待进一步改善。EP0348372公开了一种制备膨胀微球发泡剂的工艺，其中膨胀发生于传送带上。所述工艺运行良好，但占用较大空间且较为昂贵。US4722943和US5342689描述了用于膨胀微球发泡剂的方法，其中微球混合有表面阻挡涂层以防止在膨胀步骤中结块。但是，加工助剂，如滑石量非常高，而这影响了急冷的可能性。这也在控制微球膨胀程度上产生困难。CN1882638B、CN101263183A和CN1729087A描述了用于膨胀微球发泡剂的方法，同样其中微球混合有表面阻挡涂层以防止在膨胀步骤中结块。同时，其膨胀装置制备复杂。
[0007]中国专利CN 204172262U和CN 104325593公开了一种制备乳化炸药物理敏化用发泡树脂微球的装置及其方法，该方法需要添加机油、石蜡、硅油或它们的混合物。
[0008]上述所有制备方法都存在不能同时适用于制备不同型号和不同状态的超轻质填料，比如分别制备干粉、含水或者含油状态的超轻质填料，以满足不同的应用。
【实用新型内容】
[0009]针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种制备超轻质填料的设备。本设备很好地解决了加料时原料的架桥、堵塞和流动性差等问题，以及制备过程中的排气问题，与现有技术相比，本实用新型的优势在于:可有效防止微球发泡剂在膨胀过程中粘结、提高膨胀质量和生产效率；另一优点是适用于制备不同型号和不同状态的超轻质填料材料，比如可制备干粉、含水或者含油状态的超轻质填料，以满足各种不同的用途。
[0010]本实用新型的技术方案是通过以下技术方案实现的:
[0011]本实用新型提供一种超轻质填料的制备设备，包括机筒(7)，与机筒一端连接的加料装置，与机筒⑵另一端连接的出料口(9);
[0012]所述加料装置包括横向加料螺旋装置(4)、与所述横向加料螺旋装置(4)侧壁连接的锥形加料斗(5)、与所述横向加料螺旋装置(4)端部连接的垂直加料螺旋装置￠);所述垂直加料螺旋装置出)的底端与所述机筒(7)的侧壁连接。
[0013]优选地，所述锥形加料斗(5)顶部设有电机(10)，所述电机(10)的输出端连接中心轴(11)，所述中心轴(11)上设有锥形螺旋桨(12)。
[0014]优选地，所述电机(10)垂直连接在所述锥形加料斗(5)顶部。
[0015]优选地，所述中心轴(11)的长度与所述锥形加料斗(5)的深度相匹配。
[0016]优选地，所述锥形螺旋桨(12)与所在平面的夹角为38° -58°，夹角过大会导致加微球发泡剂的速度太快，从而导致微球发泡剂膨胀不足，如果夹角过小，导致加微球发泡剂的速度太慢，会导致微球发泡剂加热太过分，引起微球发泡剂粘结；所述锥形螺旋桨
(12)的外围与所述锥形加料斗(5)内圆周面的间隙为2-4mm，间隙小于2mm，设备制备会比较困难，大于4_，物料输送会不完全。
[0017]优选地，所述横向加料螺旋装置⑷与锥形加料斗(5)的连接、所述横向加料螺旋装置(4)与所述垂直加料螺旋装置￠)的连接均为垂直连接。
[0018]优选地，所述机筒(7)内设有双螺杆(8);所述双螺杆(8)沿物料运输方向依次设置加料段、预热段、膨胀段、冷却段、输出段；所述双螺杆(8)的本体的长径比为24-36。
[0019]优选地，所述双螺杆(8)的圆周面上设置有相互啮合的螺棱条；所述螺棱条展开时与螺杆本体的轴心线所形成的夹角为19° -20°，夹角过大会导致输送微球发泡剂的速度太快，从而导致微球发泡剂膨胀不足，夹角过小导致输送微球发泡剂的速度太慢，会导致微球发泡剂加热太过分，引起微球发泡剂粘结；所述两根螺杆相互啮合端面形状长楞中心线成90° (见图4)。
[0020]优选地，所述垂直加料螺旋装置￠)的底端与所述机筒(7)的侧壁连接的位点的上游还设有沿物料运输方向依次连接的主电机(2)和减速箱(3)。
[0021]优选地，所述主电机(2)、所述减速箱(3)、所述机筒(7)固定在机架(1)上。
[0022]优选地，所述出料口(9)还连接有出料接受容器；所述连接为密封连接。
[0023]本实用新型的工作原理是:
[0024](1)定量加料装置工作时，锥形加料斗上的加料电机带动中心轴转动，从而带动锥形螺旋桨把物料推向横向加料螺旋装置的入料口，横向加料螺旋装置的螺旋杆把物料推向垂直加料螺旋装置的入料口，垂直加料螺旋装置的螺旋杆又把物料定量压进双螺杆膨胀机机筒的入料口；
[0025](2)双螺杆在机筒内输送和分散微球发泡剂，微球发泡剂经过丨旦温机筒的加热，微球的温度升高，微球内发泡剂蒸发产生内部压力，同时随着微球壳体软化，导致微球发泡剂有效膨胀，通常微球直径增大约3至5倍，得到已膨胀的微球发泡剂制品(即超轻质填料)；
[0026](3)已膨胀的微球发泡剂经过冷却段冷却后，通过输出段的出料口进入密封的包装桶，这样不会有粉尘污染环境。从而较好地实现使用本双螺杆膨胀机制备超轻质填料。
[0027]本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0028]1、本实用新型通过采用特殊的加料装置，很好地解决了原料下料时的架桥和堵塞问题，能把粘结分散不好的物料连续、均匀、稳定地喂入螺杆膨胀机；
[0029]2、特殊的双螺杆结构，可以得到高膨胀倍率的，几乎没有粘结的超轻质填料制品;
[0030]3、特殊的定量加料装置和双螺杆结构，可以使本实用新型适用于各种型号和状态的微球发泡剂的膨胀，得到干粉、含水或者含油状态的超轻质