專利名稱：3000目以上無機粉體(粒徑≤4.2μm)母料高效生產技術的制作方法
3000目以上無機粉體(粒徑彡4. 2 μ m)母料高效生產技術本發明是“3000目以上無機粉體(粒徑彡4. 2 μ m)母料(包括色母粒)高效生產技木”，是向人們提供一種新的高效生產3000目以上無機粉體(粒徑< 4. 2 μ m)母料技木，使大規模生產3000目以上無機粉體母料成為實現，而且エ藝簡單化、容易化、高效化，生產效率不受粉體目數限制，用本技術生產1250目粉體與4000目粉體的生產效率是同等的。發明背景現在，在國內外對無機粉體的應用，引起廣泛的關注，在改性塑料領域無機粉體起著重要的作用，無機粉體添入塑料不但節省高分子材料從而節省能源，而且能付于塑料許多新的性能，是制造工程塑料必不可少的添加剤。經過探索，人們發現超細無機粉體更為優越，從上世紀末開始用超細無機粉體。按照人們認識的共識，收在“化工辭典”上的定義為1250目以上(粒徑< IOym)的粉體稱為超細粉體。現在應用的大多是1250 目(粒徑=IOym)無機粉體，再細的無機粉體的應用受到在生產中添加這種粉體技術的限制。超細粉體添入塑料，無機粉體在塑料里必須分散均勻，否則會降低塑料的原有性能。在塑料里添加一般粉體(如325目、400目)，添加和分散均勻是容易辦得到的；在塑料里添加超細粉體，添加和分散均勻都是很難的。一般都要做成母料添加，把難度放在做母料中解決。現在做超細無機母料的效率是很低的，用日本先進技術生產超細滑石粉1250目(粒徑=IOym)母料，用常規Φ75直徑的雙螺桿生產，日產(24小吋)只能2-4噸。目數更高的無機粉體母料，未見到在市場上有大規模エ業化生產的產品，如3000目無機粉體母料。如3000目滑石粉，它比表面積(m2/g)大，表面能高，吸油量大，因此，添入塑料或做成母料エ藝都是很難的。現在，國內外多用密煉機，如我國廣東、深圳和臺灣一帯采用密煉機制造超細滑石粉母料，長時間混合、攪拌、加熱和造粒，耗能高，采用微細粉體生產的產品易出現顆粒團聚和產品分散不均勻現象，因為本機不能活化粉體；日本研制了新技術，用雙螺桿造粒機組生產，エ藝先進，生產效率提高，產品質量穩定，但是需三次加料，在雙螺桿機筒上多開兩個加料ロ，在原料加料ロ加入載體塑料，塑料熔融后與第二個加料ロ加入的滑石粉混合，混合后塑化進行到第三加料ロ與從此ロ再加入的滑石粉混合，再經過塑化擠出造粒，在第二加料斗和第三加料斗中的滑石粉下料、進料仍有問題，他們生產的是1250目滑石粉母料，滑石粉越細下料越難，因此，規模化生產3000目以上無機粉體母料未見報導。3000目滑石粉粒子的比表面積(m2/g)比一般粉體(如400目粉體)比表面積要大得多，表面能高，表面原子數增多，原子配位不足及高的表面能，使這些表面原子具有較高的活性，極不穩定，很容易與其它原子結合，在空氣中很容易吸附空氣分子發生氣體反應，因此在粒子表面附有大量空氣。因此在高目數無機粉中含有大量空氣，表現體積很大，325目表觀體積密度O. 8-0. 9，1250目表觀體積密度O. 25-0. 3,4000目表觀體積密度只有O. 12，這給加料下料帶來極大困難，下料是要排出空氣才能下料，因此，靠粉體自重下料、進入機筒就產生很大困難，極易篷料；含有大量空氣的3000目無機粉體體會像流水那樣流動，因此，用強制加料斗，粉體會從縫隙噴出；粉體進入料筒，粒子要先“濕潤”，而后才能被包覆，目數高的無機粉體吸油量更大，很難被濕潤，因此，3000目無機粉體被塑料包覆亦是很困難的；3000目無機粉體粒子表面能很高，粉體越細，表面能越高，因此，3000目無機粉體粒子很易出現“團聚”現象，因此，常規出售的超細無機粉體多是團聚的粉體，團聚的粒子就不是3000目粉體了，團聚使分散困難隨之出現，這就使得常常出現堵塞過慮網或堵料不下料。上述現象就構成了現代生產超細無機粉體母料的技術難題，限制了對3000目更細無機粉體的應用。發明概要本發明是向人們提供一種新的高效生產3000目以上無機粉體(粒徑^ 4. 2 μ m)母料技術，使生產3000目以上無機粉體母料的エ藝簡單化、容易化、高效化，而且，生產效率不受粉體目數限制，用本技術生產1250目無機粉體母料與4000目無機粉體母料的生產效率是同等的。實驗證明，用這種高效生產出的3000目滑石粉母料具有高的改性性能，是成功的。用本發明技術實踐得知，用常規Φ75直徑的雙螺桿生產3000目滑石粉母料每天(24小時)可生產7-8噸，比較國內外現有技術生產1250目滑石粉母料效率提高2-3 倍。本發明是這樣體現的 I.配方。3000目以上無機粉體母料的組成各組份的重量份數范圍，根據粉體的品種和細度不同，各組份相互配合的份數也不同，母料中的粉體的含量不同，各組份的配合重量份數也不同。母料的組成各組份的重量份數范圍為3000目以上無機粉體60 80份、活化劑I. 5 4份、分散劑6 12份、載體6 20份。2.預處理。預處理的作用是①粉體放入活化劑和分散性劑高速混合，使粉體打開“團聚”的粒子不再團聚②再放入其它材料高速混合，混合均勻，使粉體適合現有常規造粒エ藝和常規造粒設備的要求。先將3000目無機粉體和活化劑放入高速混合器內，活化處理，打開粉體“團聚”的粒子，然后放入分散劑再進行分散性處理，這是使“團聚”的粒子不再團聚。要點是輸入足夠的機械能，我們用提高混合器葉翅轉速的辦法達到目地。3000目無機粉體是輸入機械能或風能制造的(機械磨或高速氣流)，輸入相當的能量，是能夠開那些“團聚”的粒子的，因為粉體粒子“團聚”是靠粉體粒子的表面能，該表面能是小于礦石結晶鍵的鍵能的，如團聚的粉體用手可以捻開，放入水中攪拌可以分散開；礦石塊用手是捻不開的，放入水中攪拌也是分散不開的。再將載體及其它各組份材料放入進行高速混合，混和均勻，使粉體適合現有常規造粒エ藝和常規造粒設備的要求。混合后的3000目體粉已經排除了本身所含的空氣，被包覆的粉體粒子呈小顆粒狀，這時粉體已經適合常規造粒エ藝要求，將處理后的粉體放在造粒機組的料斗內，進行造粒，靠粉體自重亦能流暢地下料。由于3000目粉體粒子已被包覆，添入塑料內極易分散均勻，因此，用單螺桿造粒機組造粒，亦能取得較好的效果。本發明各組分的性能及作用如下·活化劑。活化劑是ー種有機物質，如硬脂酸、鈦酸酯偶聯劑、硅烷偶聯劑、甲基丙烯酸丁酯等，任選一。市場購買。·分散劑。分散劑是ー種低分子量物質，如齊聚物、聚丙烯蠟、聚こ烯蠟弾性體等。市場購買。·載體，母料中加入載體目的是使粉體粒子在塑料中分散更好，加入母料載體量多少，對粉體粒子分散作用是很顯著的。加入的載體應與母料添加到的塑料同類或相容性好的塑料。本發明實現后與國內外現有這方面技術相比有如下優點
I..生產效率高，節省能源。“生產效率高”是指利用普通常用生產設備、同一單臺機在相同條件下生產效率的比較而言；生產效率不受粉體目數限制，用本技術生產1250目粉體與4000目粉體的生產效率是同等的。用常規Φ 75直徑的雙螺桿生產3000目滑石粉母料每天(24小吋)可生產7-8噸，比較國外現在技術生產1250目滑石粉母料效率提高2-3倍；本技術用一般簡單的單螺桿造粒機組亦可生產3000目以上無機粉體母料，エ藝范圍寬，易操作，簡單易行。2.用本技術制造的3000目滑石粉母料外觀漂亮，比較現有技術生產出來的母料外觀要好得多。母料的使用性能好，并通過大量實驗證明，用這種高效生產出的3000目滑石粉母料具有高的改性效能，添入塑料，添加一定量能夠提高塑料所有的力學性能，都比純塑料高用3000目滑石粉母料添入聚丙烯PPF401，復合材料的力學性能實測如下表-1: 表-權利要求
1.預處理。預處理的作用是①粉體放入活化劑和分散性劑高速混合，使粉體打開“團聚”的粒子不再團聚②再放入其它材料高速混合，混合均勻，使粉體適合現有常規造粒エ藝和常規造粒設備的要求。
先將3000目無機粉體和活化劑放入高速混合器內，活化處理，打開粉體“團聚”的粒子，然后放入分散劑再進行分散性處理，這是使“團聚”的粒子不再團聚。要點是輸入足夠的機械能，我們用提高混合器葉翅轉速的辦法達到目地。3000目無機粉體是輸入機械能或風能制造的(機械磨或高速氣流)，輸入相當的能量，是能夠開那些“團聚”的粒子的，因為粉體粒子“團聚”是靠粉體粒子的表面能，該表面能是小于礦石結晶鍵的鍵能的，如團聚的粉體用手可以捻開，放入水中攪拌可以分散開；礦石塊用手是捻不開的，放入水中攪拌也是分散不開的。再將載體及其它各組份材料放入進行高速混合，混和均勻，使粉體適合現有常規造粒エ藝和常規造粒設備的要求。混合后的3000目體粉已經排除了本身所含的空氣，被包覆的粉體粒子呈小顆粒狀，這時粉體已經適合常規造粒エ藝要求，將處理后的粉體放在造粒機組的料斗內，進行造粒，靠粉體自重亦能流暢地下料。由于3000目粉體粒子已被包覆，添入塑料內極易分散均勻，因此，用單螺桿造粒機組造粒，亦能取得較好的效果。
2.配方。3000目以上無機粉體母料的組成各組份的重量份數范圍，根據粉體的品種和細度不同，各組份相互配合的份數也不同，母料中的粉體的含量不同，各組份的配合重量份數也不同。母料的組成各組份的重量份數范圍為3000目以上無機粉體60 80份、活化劑I. 5 4份、分散劑6 12份、載體6 20份。
全文摘要
本發明是“3000目以上無機粉體(粒徑≤4.2μm)母料(包括色母粒)高效生產技術”，技術包括預處理和配方。本發明實現后與國內外現有這方面技術相比有如下優點1.生產效率高，節省能源。使大規模生產3000目以上無機粉體母料成為實現，而且工藝簡單化、容易化、高效化，生產效率不受粉體目數限制，用本技術生產1250目粉體與4000目粉體的生產效率是同等的。2.生產出來的3000目以上滑石粉母料外觀漂亮。母料的使用性能好，并通過大量實驗證明，用這種高校生產出的3000目滑石粉母料具有高的改性效能。添加一定量能夠提高塑料所有的力學性能，都比純塑料高。
文檔編號C08J3/22GK102690439SQ201110073198
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月25日 優先權日2011年3月25日
發明者劉偉, 劉永峰 申請人:劉偉, 劉永峰