[发明专利]一种制备超轻质填料的设备和方法

说明书

本发明属于超轻质填料制备领域，公开了一种制备超轻质填料的设备和方法，即一种制备已热膨胀的微球发泡剂的设备和方法；所述设备包括机筒，与机筒一端连接的加料装置，与机筒另一端连接的出料口；所述加料装置包括横向加料螺旋装置、与所述横向加料螺旋装置侧壁连接的锥形加料斗、与所述横向加料螺旋装置端部连接的垂直加料螺旋装置；所述垂直加料螺旋装置的底端与所述机筒的侧壁连接。与现有技术相比，本发明的优势在于：可制备不同形态的超轻质填料新材料，可有效防止微球发泡剂在膨胀过程中粘结、提高膨胀质量、生产效率高。

技术领域

本发明涉及一种制备超轻质填料的设备和方法。

背景技术

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)。

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。

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。

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。

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1m/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。

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。

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。

发明内容