颗粒颜料--混合造粒制造工艺

作者：上海一品国际颜料有限公司 王浩 罗建卫 沈勤

欢迎访问e展厅 展厅 4 涂料/油墨/染料展厅 涂料, 油墨, 颜料, 染料, 色漆, ... 传统颜料一般以粉末状态销于市场。粉末颜料加工简便，使用方便，价格低廉。但粉末颜料物料分子轻，易起粉尘，污染环境，不利于环保；如果吸入人体，可能会危害建康。其次，粉末颜料由于粒子过细，易粘联，在现代自动化流水线大生产中不利于输送及精确计量。国际上的颜料生产商和相关人士一直致力于颜料环保化和实用性研究，并取得很大的成果：如液体颜料的色浆和色母粒。色浆是颜料的液体分散形式，主要用于涂料行业，色母粒是将颜料分散在相应聚合物中的颗粒形式，主要用于塑料。这些颜料制品使用方便，不产生粉尘，深受相关行业的青睐。然而由于价格较高或使用领域不同，在建材业（制砖、制瓦）很少使用。上世纪八十年代德国伯劳巨公司推出喷雾造粒产品，以其合适的价格推动了颗粒颜料在建材业的使用。 颗粒颜料的生产工艺有多种方法，混合法造粒也不失为一种可以尝试的生产工艺。混合造粒的工艺是颜料和雾化的水分别经计量进入混合器，物料在高速搅拌作用下作高速旋转运动，互相碰撞，粘结聚集成颗粒颜料。聚集的颗粒经干燥后通过震动筛分级得到所需颗粒。颗粒成品的相关性能受喷水量和搅拌转速大小的影响。下面介绍混合造粒的试验情况： 试验设备：混合搅拌器FLEX—500，固液体进料泵，流化床干燥器，震动分级筛。试验用物料：氧化铁，水。 混合造粒工艺参数的选择 ◆ 喷水量、转速的改变对颗粒颜料得率的影响 1.喷水量对混合造粒的颗粒得率影响 从表1数据观察到在低水量（1—15%）时颗粒颜料的得率随转速增加而逐渐增加，在较高水量时颗粒颜料的得率也随转速的增加而增加，但增长率略高于低水份的得率。但当增加到3500RPM时，得率反而下降。以上现象是由混合造粒的工艺决定的。混合造粒是将水雾化喷到粉末颜料的表面，被雾化水湿润的粉末颜料在高速搅拌器的作用下作高速旋转运动，彼此互相碰撞，结合成团聚颗粒，因此团聚颗粒的多少显然与喷水量及转速有关。若喷水量少，粉末颜料的表面湿润不充分，粘结力小，得率低；若喷水量大，湿润的表面增加，粉末粘结倾向大，易团聚，得率高。但水份过多到一定量，粉末呈淤浆态，容易团聚成块，得率反而下降。 实验现象表明：低水份情况下混合造粒后得到的产品含有大量的粉末或细微颗粒；而高水量时产品中含有较多的块状物。 2．转速对混合造粒的颗粒得率影响 在一定量的水份条件下，转速越快，粉末旋转的速度越快，动能大，碰撞的机会多，粉末颜料易团聚成颗粒。但当水份量超过一定量（本实验≥25%）、转速过大（≥3000RPM）时，由于产生过多的块状物，颗粒颜料的得率减少。 从以上分析可知，混合造粒的得率与喷水量及搅拌速度有着很大的关系，需权衡两者的关系，选择合适的参数方能的到较高的颗粒得率，体现出颗粒颜料的经济性。综合本试验结果，混合造粒的雾化喷水量约35%、转速2500RPM左右时，颗粒得率较高。 ◆ 喷水量35%时不同转速对颗粒产品流动性、机械强度、分散性的影响 １.转速对颗粒颜料流动性的影响 颗粒颜料流动性的测试是将一漏斗放置一定高度，让相同体积的物料自由坠落，然后测量其堆积高度。以此衡量其流动性。堆积越高，流动性越大。 相对粉末颜料（1.5cm）来说，转速对颗粒的堆积高度有一定的影响，较高转速时颗粒颜料流动性好于低转速时的颗粒颜料产品，这是由于运动速度高时粉末撞击力强，颗粒略致密，自身重量大，故导致流动性稍改善。 ２.转速对颗粒颜料产品机械强度的影响 机械强度的测试是将相同量的物料在相同的高度自由坠落在铁板上（铁板与水平成45℃），然后通过筛分，得到破碎的细粉与原物料量的比值为坠落破碎率，若该值大，则相对机械强度低。 坠落破损率随转速的增加而减少，这是由于在一定条件下，颗粒颜料的机械强度取决于湿润粉末团聚时的粘结结合力，转速越大，粉末撞击时的作用力大，聚集时越紧凑，粘结越牢，机械强度越大，所以颗粒颜料破碎率越小。 ３．转速对颜料分散性的影响 颜料分散性可用颜料的色差E来表示。这个色差指的是原料粉末的水泥制品与相应颗粒颜料的水泥制品的颜色差异。其方法是将一定比例的水泥、水、石英砂、颜料在同等条件下制成水泥制品，经干燥后用色差仪测试其颜色差异。 颗粒颜料的色差随转速增加而减小。转速小，粉末旋转时团聚粘接的结合力小，颗粒颜料相对而言容易分散，色差小；反之则不易分散，色差大。当转速大到一定程度后，粉末的结合力达到极限，不再受速度的影响，此后色差的变化很小，分散性趋于稳定。 但就本试验的颜料制品其色差最大值E＝0.31来看，这个色差值从颜料专业角度上是属于很小的范围，非专业人员用肉眼是难于分辨得到的。 结论 混合造粒工艺在低喷水量、低转速情况下，颗粒颜料的得率低，机械强度低，必然增高了颗粒颜料的经济成本；而且较低的机械强度在运输和输送颗粒颜料时易破碎，重新产生粉末。而过高的喷水量和转速造成生产时结块，最终导致颗粒颜料的得率下降。因此混合造粒的工艺参数——喷水量、转速须选择恰当的为宜。试验表明：混合造粒的工艺参数应在喷水量为约35%，搅拌器转速为2500RPM左右，这样的条件下所得到的颗粒颜料，较能体现其经济性和实用性的价值。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (1/28/2005)