摘要:粉末涂料粉碎分級系統(tǒng)是粉末涂料制備過程的重要環(huán)節(jié)^針對粉末涂料的特點(diǎn)和對粒徑的需求,在研究ACM沖擊 式粉碎機(jī)和SCX超細(xì)分級機(jī)基礎(chǔ)上,探索了 2條不同工藝流程的粉碎分級系統(tǒng)，分析了影響該工藝及系統(tǒng)的粉碎分級性能的 因素。實(shí)驗(yàn)表明,進(jìn)行2次分級的粉末涂料粉碎分級系統(tǒng)，能分別控制粒徑的上限和下限,使得粒徑分布窄，合格產(chǎn)品的質(zhì)量分 數(shù)為96%，平均粒徑為40 fjim。
關(guān)鍵詞:粉末涂料;粉碎分級;工藝流程;影響因素
粉末涂料是一種新型的不含溶劑的純固體粉末 狀涂料,具有無溶劑、無污染、可回收、環(huán)保、節(jié)省能 源和資源、減輕勞動強(qiáng)度、涂膜機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)。 無論對環(huán)境保護(hù)還是對降低生產(chǎn)成本而言,粉末涂 料都顯示了其卓越的性能。同時(shí)隨著現(xiàn)代工業(yè)和技 術(shù)的發(fā)展，各行業(yè)對粉末涂料提出了更高的要求。 這也對粉末涂料的制造工業(yè)和相關(guān)設(shè)備提出了較高 的要求。粉末涂料的粉碎分級是其制備過程中的重 要環(huán)節(jié)，對粉末涂料的粒徑是否符合要求有著重要 作用,因此對粉末涂料的粉碎分級工藝的研究意義 重大。
1粉末涂料的要求
1.1粉末涂料對粒徑的要求
粉末涂料的粒徑是判斷粉末涂料質(zhì)量的一個(gè)重 要指標(biāo)，是粉末涂料生產(chǎn)過程中要控制的一個(gè)重要 參數(shù)。
據(jù)報(bào)道，完全自動化的粉末靜電噴涂系統(tǒng)要求 很高的涂著效率,因此,對粉末涂料的粒度分布有嚴(yán) 格的要求[1_2]。小于10 jim的細(xì)顆粒易于凝聚，積 聚在噴槍進(jìn)料管的噴咀處，會使粉末涂料的流量發(fā) 生波動，供料不均，從而影響噴涂質(zhì)量。粒徑太小， 粉末的帶電量低,上粉率差，穩(wěn)定性也較低;但粒徑 也不能太大,特別是含有大顆粒的粉末涂料,對涂膜 的外觀平整性和其他涂膜質(zhì)量指標(biāo)有相當(dāng)程度的影 響。通常，小于10 fim和大于80 jwn的顆粒含量應(yīng) 當(dāng)較少。
由于靜電噴涂要求粉末涂料不僅具有極均勻的 組成，而且要求有適當(dāng)?shù)牧６确植迹勰┩苛蠂娡康?粉末粒徑在20 ~ 80 jjum較適宜[2]。
1.2粉末涂料對粉碎分級設(shè)備的要求
鑒于粉末涂料對粒徑的嚴(yán)格要求（粒徑小，分 布窄）和其自身屬性（玻璃化溫度低等）的限制，一 般要求它的粉碎分級設(shè)備應(yīng)具備以下條件：（1)粉 碎設(shè)備能產(chǎn)生較高的沖擊力，有效地將物料粉碎，剪 切成較細(xì)的粒子;(2)粉碎室內(nèi)溫升低，溫度應(yīng)控制 在粉末涂料的玻璃化溫度以下;（3)分級設(shè)備的分 級效率和分級精度高，能與粉碎設(shè)備組合成閉路循 環(huán)系統(tǒng);(4)粉碎分級設(shè)備應(yīng)能夠調(diào)節(jié)涂料產(chǎn)品的 粒度，以滿足不同類型粉末涂料的需要;（5)操作簡 便，易于清洗換色，可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)效率高，對環(huán)境 污染盡可能小[3]。
因此，要獲得粒徑和性能滿足要求的粉末涂料， 對其粉碎分級設(shè)備的優(yōu)選和工藝的優(yōu)化是十分必要
的，按需要的粒度范圍生產(chǎn)出合格的粉末涂料，是對 粉碎分級設(shè)備的基本要求。
2粉碎分級設(shè)備的選擇
2.1 ACM超細(xì)粉碎機(jī)
ACM超細(xì)粉碎機(jī)是一種典型的機(jī)械沖擊式粉 碎機(jī)，其粉碎室結(jié)構(gòu)主要由軸承座、動磨盤、靜磨盤、 分流環(huán)、上磨殼、分級輪、喂料螺旋、擋風(fēng)盤、下磨殼 等組成，其工作原理為:物料在螺旋喂料器的作用下,進(jìn) 入粉碎室，在高速旋轉(zhuǎn)的動磨盤和帶齒的靜磨盤之 間受到?jīng)_擊、剪切和摩擦等作用而粉碎，在負(fù)壓作用 下，被粉碎后的顆粒向上運(yùn)動至粉碎室上部，顆粒運(yùn) 動方向改變180°進(jìn)人分流環(huán)與分級輪之間的分級 室,此時(shí)因?yàn)轭w粒運(yùn)動方向突然改變,撞擊到機(jī)殼， 有一部分粗顆粒下落;在分級室內(nèi)，顆粒主要受到因 分級葉輪高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力弋、負(fù)壓氣流對 顆粒的氣流阻力K以及自身重力G的作用。粗顆 粒受到的離心力F
u大于氣流阻力廠，被甩向分流 環(huán)內(nèi)壁，碰撞失去動能后掉人粉碎室繼續(xù)粉碎;而細(xì) 小顆粒受到的氣流阻力大于離心力F
u,在負(fù)壓 氣流的作用下，通過分級輪葉片間的間隙被帶出粉 碎室進(jìn)行氣固分離。
2.1 SCX超細(xì)分級機(jī)
SCX型超細(xì)分級機(jī)
[4]因其具有分級精度高、性 能好、粒徑小、能耗低等優(yōu)點(diǎn)而逐漸被廣泛應(yīng)用。其 結(jié)構(gòu)主要由喂料管、細(xì)粉出口、氣動密封裝置、主軸、 皮帶、電機(jī)、轉(zhuǎn)子、二次進(jìn)風(fēng)口、粗粉集料錐等組成， 如圖2所示。
其工作原理為:物料在負(fù)壓氣流作用下,從進(jìn)料 管進(jìn)人到下錐體，由于氣流過流斷面面積增大，氣流 速度減小，此時(shí)，粗顆粒所受的上升作用力不足以克 服其重力，沉降速度大于氣流上升速度,向下沉降; 細(xì)顆粒的沉降速度小于氣流上升速度，被上升氣流
攜帶向上運(yùn)動，顆粒愈細(xì)，其向上速度愈接近氣流速 度，至此完成第一次分級。顆粒運(yùn)動到分級室內(nèi)，物 料主要受到自身重力G、慣性離心力、氣流阻力 &的作用。當(dāng)F
u>&時(shí)，顆粒做離心運(yùn)動，與邊壁 碰撞失去動能后落人粗粉集料錐;當(dāng)尺時(shí)，顆 粒在氣流的攜帶下向轉(zhuǎn)子中心運(yùn)動,通過細(xì)粉出口 輸出;當(dāng)F
u =廠時(shí)，顆粒在徑向受力達(dá)到平衡,加速 度為零，顆粒做圓周運(yùn)動，但任意因素的改變都將改 變顆粒的這種運(yùn)動狀態(tài),顆粒在重力的作用下最終 落入粗粉集料錐，實(shí)現(xiàn)第二次分級。
3粉末涂料粉碎分級工藝及流程
粉末涂料的粒度分布主要取決于制造工藝中粉 碎分級設(shè)備的水平以及工藝流程的制定。設(shè)計(jì)了 2 種粉末涂料的粉碎分級工藝流程，以探求哪種流程 更適合粉末涂料的制備。
3.1流程一
該工藝流程中主要采用ACM超細(xì)粉碎機(jī)、旋風(fēng) 除塵器、袋式除塵器、離心風(fēng)機(jī)等組成閉路粉碎分級 系統(tǒng)，對粉末涂料進(jìn)行加工制備，系統(tǒng)中的設(shè)備結(jié)構(gòu)和風(fēng)量等 確定以后，粉末涂料的粒徑取決于ACM超細(xì)粉碎機(jī) 中分級輪的轉(zhuǎn)速，可以通過調(diào)節(jié)分級輪的轉(zhuǎn)速來控 制粉末涂料的粒徑，粗顆粒因受到的離心力較大，被 甩向分流環(huán)的內(nèi)壁，因碰撞失去動能而下落，掉人粉 碎室再進(jìn)行粉碎,而細(xì)顆粒則在負(fù)壓氣體的攜帶下 進(jìn)入旋風(fēng)除塵器，由旋風(fēng)除塵器進(jìn)行產(chǎn)品的收集，更 細(xì)顆粒由脈沖袋式除塵器進(jìn)行捕集，凈化的氣體由 風(fēng)機(jī)排人大氣。
該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是工藝流程簡單,可以通過調(diào)節(jié) 分級輪的轉(zhuǎn)速來控制粉末涂料的最大粒徑,可連續(xù) 運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備占地面積小，投資低。不足之處是粉末涂 料的粒度分布寬，分級效率和精度不高，因此很難滿 足現(xiàn)在對粉末涂料關(guān)于粒徑分布窄、效率高等一些 高要求。
