[实用新型]用于制备超轻聚合物空心微球的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于制备超轻聚合物空心微球的装置，属于高分子材料加工设 备技术领域。

背景技术

超轻聚合物空心微球是指已经膨胀的微球发泡剂(即已发泡热膨胀微球)，微球发 泡剂(即可热膨胀微球)在现有技术中是已知的，并已在US3615972、EP486080、EP566367、 EP1067151、ZL201210241564.5、ZL201210241578.7、201280073857.5和2012100109302.3 等文件中有详细描述。目前，微球发泡剂的形态有干粉和湿浆两种。在这种微球壳体中， 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，导致微球有效发泡，通常直径增大约2至5倍。

未膨胀的和已膨胀的热塑性微球可以应用在各种领域。例如，干的已膨胀的微球可 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。湿的已膨胀微球，通常以含 水悬浮浆形式储存，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。

运输已膨胀微球往往需要很大的空间，也正是因为这个原因膨胀微球最终使用者常 常采购未膨胀的膨胀微球，现场膨胀或者直接将未膨胀的膨胀微球加入到生产步骤中用 于制备最终产品。

由于完全膨胀可热膨胀性微球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可热膨胀微球的方法和设备，其 中膨胀程度能够被控制，以便有可能提供不同密度的膨胀微球，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，且由于已膨胀微球就地被使用，从而节 省运输空间和成本。

许多专利对膨胀热塑性膨胀微球方法和装置均有提及。如美国专利US5484815和 US7192989阐述了适合膨胀微球干粉膨胀的方法和装置。而美国专利US4513106提出适 合微球浆料膨胀的方法及装置，其作用原理是向可膨胀微球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 胀膨胀微球的方法可以解决直接膨胀微球干粉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 备膨胀热塑塑料微球的工艺，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的方法，其中微球混 合有表面阻挡涂层以防止在干燥步骤中结块。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。

上述所有制备方法都得不到非常纯净的已膨胀微球(超轻聚合物空心微球)，使得 产品的使用受到了限制，比如在人造大理石、聚酯腻子和人工木材中的应用。中国专利 (201510483687.3和201520594436.8)公布了一种制备非常纯净的已膨胀微球的热气 流膨胀釜装置，不过由于采用釜式膨胀，所以会引起微球发泡剂在釜内受热不均匀，造 成膨胀不均的产品质量问题。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于制备超轻聚合物空心 微球的装置。采用本实用新型装置，使得所有微球发泡剂原料几乎具有相同的膨胀 和冷却时间，微球在旋转热风中充分分散，加热均匀，接触热风时间短，在旋转冷 风中冷却迅速充分，可有效防止微球发泡剂在膨胀过程中膨胀不够、不均匀和收缩 结块的问题，提高了制品质量，可连续稳定地获得纯净超轻聚合物空心微球，保证 生产效率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：