0、引言
    在粉末涂料的熱熔擠出之前，將粉末涂料的各種組分進(jìn)行預(yù)混合是決不可忽視的重要過程，這個(gè)步驟對(duì)粉末涂料的性能起著決定性的作用。特別是那些用量很少的助劑和著色顏料，如果預(yù)混合不充分，是不能夠在第二階段的熱熔擠出過程中得到補(bǔ)償?shù)�。熱熔擠出是一個(gè)連續(xù)的過程，如果第一步驟中的預(yù)混合不充分將導(dǎo)致涂膜組成不均一，從而造成涂層表面的流平不好、機(jī)械性能差、涂層表面顏色不均一、光澤度低、表面有缺陷等。
1、預(yù)混合前的準(zhǔn)備工作
    一般來說粉末涂料的原料都是固體狀的，只有當(dāng)所需要混合的各種成分都具有同樣的大小才能在預(yù)混合階段獲最好的效果，但這顯然是不可能的，因?yàn)闃渲�和顏料兩者的粒度差了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，少量的助劑，如流平劑或催化劑的加入，我們可以通過使用制作母料技術(shù)加以克服。
    首先是配料的計(jì)量器稱量誤差。在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)，使用合適稱量精度的計(jì)量工具，使各物料的計(jì)量誤差達(dá)到要求，特別是在稱量顏料的時(shí)候。例如，對(duì)著色力強(qiáng)的顏料稱量的相對(duì)誤差應(yīng)控制在0,5%以內(nèi)，其他材料的相對(duì)誤差也不要超過1%。誤差要求得越高，對(duì)計(jì)量器具的精度要求就越高，操作難度就相應(yīng)加大。主要還是考慮某種原料的誤差量能否對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)造成影響來訂出各物料允許的誤差值。
    其次是投料順序，各種材料的投料順序不同會(huì)在一定程度上影響物料混合的均勻程度和效率，在使用不同的配料設(shè)備時(shí)，應(yīng)依據(jù)其工作原理來制定相應(yīng)的投料順序和配料工藝。對(duì)于無破碎裝置的混料設(shè)備，應(yīng)先把大顆粒的樹脂和助劑破碎成1.5 mm以下的粒度，再進(jìn)行計(jì)量、投料。對(duì)投料質(zhì)量少的材料要進(jìn)行預(yù)分散處理，以保證小料能均勻混合。如使用圖1這種帶有破碎裝置的配料罐，其攪拌槳在底部，因此要先投顆粒大的材料，因粒徑大的物料有利于力的傳導(dǎo)，所以先投樹脂材料利于物料的混合，如果先投粒徑細(xì)的材料，則會(huì)在水平槳葉下部形成混合死角。另外也還要注意小料的預(yù)分散。
    配料時(shí)投料量的掌握，一股來說投入物料的表觀體積要占罐體容積的70%以內(nèi)，否則就沒有足夠的空間進(jìn)行物料的混合，影響混料的均勻程度。
    一般來講，粒度越細(xì)、混合時(shí)間越長，物料混合得越均勻，越利于擠出混煉的均勻。但是，物料太細(xì)，則不利于物料在螺桿內(nèi)的傳送，不僅容易形成傳送死角而且還增加物料對(duì)設(shè)備的粘附量。相反，樹脂顆粒太大，在擠出時(shí)會(huì)加長樹脂的熔融時(shí)間，將影響樹脂間的混溶程度以及樹脂對(duì)顏填料的分散程度。在不影響物料傳輸?shù)那闆r下，物料（主要是樹脂）的粒徑應(yīng)盡量小。
    為了防止基料被過分粉碎，采取適當(dāng)?shù)幕旌蠒r(shí)間是非常重要的。預(yù)混合后基料的理想粒度應(yīng)該在2～4 mm，如果顆粒太小，在擠出工序的喂料期間將傾向干流化，如果顆粒太大則需要增加功率才能使預(yù)混合料在混合機(jī)中流動(dòng)。
2、常用混合機(jī)的品種
    目前常用的粉末涂料高速混合機(jī)是干法制粉工藝非常有效的混合設(shè)備，這個(gè)類型的典型款式是廣泛使用的“Mixaco”容器混合機(jī)，見圖2。這種類型的混合機(jī)用于快速混合，即粉末、球狀顆粒、含有填料的黏性液體、顏料或其他助劑，可在IO s~i]幾分鐘內(nèi)完成混合。它的設(shè)計(jì)允許混合機(jī)頭部容易為多個(gè)容器同時(shí)使用，每次一個(gè)，當(dāng)需要頻繁換色時(shí)，混合設(shè)備頭部很容易且快速地被清理干凈�；旌限D(zhuǎn)子以5m／s的圓周速度運(yùn)轉(zhuǎn)，也可生產(chǎn)雙速型的混合機(jī)，轉(zhuǎn)子的圓周速度分別為5 m/s和lo m/s。
    最新的混合機(jī)，料罐的混合位置1204，混料槳葉旋轉(zhuǎn)，料罐也自轉(zhuǎn)，并與混料槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)速度都可以通過一個(gè)單獨(dú)的變頻器來控制。
    有兩種原料流動(dòng)：
    (1)原料以螺旋形式向上移動(dòng)，直到它已經(jīng)達(dá)到料罐的頂部，然后開始下降。
    (2)原料將會(huì)通過混料槳葉傳送到遠(yuǎn)離密封，靠近排出閥的地方，兩種流動(dòng)方式在空中相遇。
    預(yù)混合步驟的操作順序是將一批物料加到容器中后，將容器推到混合頭的下面，然后容器在氣動(dòng)作用下升高，并且根據(jù)容器型號(hào)由手動(dòng)或氣動(dòng)作用促進(jìn)夾具自動(dòng)鎖緊混合頭。經(jīng)由一個(gè)齒輪傳動(dòng)裝置將頭部反向裝進(jìn)容器中的混合位置，在這個(gè)位置中，頭部視為混合室�；旌限D(zhuǎn)子設(shè)計(jì)在反向的操作位置，靠離心作用將材料拋到混合室中和容器壁上。當(dāng)物料上升并接觸到容器的倒轉(zhuǎn)錐形區(qū)域時(shí)，會(huì)退到混合回轉(zhuǎn)軸上。這個(gè)流動(dòng)模式在幾秒鐘之內(nèi)發(fā)生并且在混合周期內(nèi)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此能使物料混合均勻。計(jì)時(shí)混合周期完成之后，將混合機(jī)傾斜，卸下容器，混合機(jī)便可為另外的一個(gè)容器使用。
    與緩慢運(yùn)動(dòng)的攪拌機(jī)相比，高速混合機(jī)（見圖3）有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，使它們成為粉末涂料制造中非常誘人的混合設(shè)備。這種機(jī)器的一個(gè)顯著特征是用非常短的混合時(shí)間便可達(dá)到極高的混合效果，甚至是少量的著色顏料亦可很容易地被預(yù)混合，并能被均勻地分散。因?yàn)榭焖倩旌献饔糜欣�于充分展色，為獲得淡雅優(yōu)美的色彩，可以降低所使用的顏料用量，從而達(dá)到節(jié)約的目的。少量的液體也能被均勻分散，對(duì)于液體助劑來說就不需要再花昂貴的經(jīng)費(fèi)去制作母料�？傊�，可快速清洗，加上幾個(gè)混合容器可公用一個(gè)混合頭的優(yōu)點(diǎn)，以及短的混合時(shí)間至少在預(yù)混合階段消除了頻繁換色所產(chǎn)生的問題。
    該混料罐下部裝有水平轉(zhuǎn)動(dòng)的并有一定斜面的槳葉，槳葉將物料水平攪動(dòng)，并在離心力的作用下物料趨向罐體內(nèi)壁。同時(shí)，槳葉的斜面將物料向上推拋，物料再順著罐體側(cè)壁的斜面向內(nèi)翻動(dòng)。與此同時(shí)，側(cè)面的破碎刀片高速旋轉(zhuǎn)，將樹脂打碎。該混料罐混料強(qiáng)度大、效率高，是目前最常用的混料設(shè)備。
    V型混料罐沒有攪拌槳，無破碎裝置，只靠自身的翻轉(zhuǎn)，將罐體內(nèi)的物料提升和下落進(jìn)行物料的混合，見圖4。
    錐型混料罐也無破碎裝置，在自身翻轉(zhuǎn)的同時(shí)，罐的一頭還配有一個(gè)低速攪拌槳用以出料，水平中軸上配有螺旋推進(jìn)器，以加大混料強(qiáng)度，見圖5。
    近年來我國粉末涂料制粉設(shè)備行業(yè)對(duì)混合機(jī)作了許多改進(jìn)，技術(shù)性能得到提高，體現(xiàn)在以下幾方面：設(shè)計(jì)了多種形式的攪拌機(jī)器供用戶選擇；改進(jìn)提高了立柱支撐系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度，使所有機(jī)器的運(yùn)行更加平穩(wěn)；配置了混合頭冷卻系統(tǒng)和集塵系統(tǒng)；配置了精確、可靠的運(yùn)動(dòng)限位裝置；配置了精確、可靠的過載保護(hù)系統(tǒng)；在卸料點(diǎn)配置了自動(dòng)化程度較高的卸料站；普遍采用PLC實(shí)現(xiàn)全過程自動(dòng)控制。
3、邦定(Bonding)&術(shù)
    粉末涂料的邦定技術(shù)是由干混法和熱處理法結(jié)合而成的。將粉末涂料底粉加入到具有控溫夾套的高速混合機(jī)中，利用混合設(shè)備的高速旋轉(zhuǎn)，在短時(shí)間內(nèi)因攪拌槳和被混物料之間運(yùn)動(dòng)速度不同而產(chǎn)生摩擦，摩擦生熱使基料混合物溫度升高。當(dāng)物料溫度升高至接近樹脂的玻璃化溫度( Tg)時(shí)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)和設(shè)備的高速攪拌下，迅速將金屬顏料加入到高速旋轉(zhuǎn)的粉體中，使它粘結(jié)在已經(jīng)軟化的粉末涂料粒子表面，然后迅速放料冷卻處理，這就是粉末涂料的邦定工藝過程。
    干混技術(shù)(Dry Blending)是指采用普通的混合(Mixing)工藝將金屬粉顏料摻混到粉末涂料中的工藝過程。摻混后的金屬粉末涂料亦可產(chǎn)生較為光亮的金屬效果。但是金屬粉顏料極易結(jié)塊，且與粉末涂料分離，從而導(dǎo)致噴粉的顏色和光澤不均勻，分離的金屬粉顏料也可能使噴槍堵塞。通過回收系統(tǒng)回收的金屬粉末涂料重復(fù)利用率較低，且色差較大。
    奧地利Benda-Lutz金屬閃光顏料公司于1980年在歐洲大陸首次推出了粘結(jié)工藝技術(shù)，即粉末涂料與金屬顏料的邦定技術(shù)工藝，隨后包括Akzo Nobel(阿克蘇諾貝爾)和Tiger(老虎)等粉末涂料公司都將熱粘結(jié)技術(shù)成功地應(yīng)用于粉末涂料的生產(chǎn)中。
    邦定工藝包括以下3個(gè)基本過程：
3.1粘貼附著過程
    最常用的方法是將粉末涂料高速混合數(shù)分鐘。在攪拌槳的高速作用下，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成熱能，使粉末‘涂料顆粒均勻升溫，達(dá)到粉末涂料樹脂的軟化點(diǎn)溫度。繼續(xù)混合，在很短的時(shí)間內(nèi)金屬粉顏料便粘貼到樹脂顆粒表面，粘貼附著過程即告結(jié)束。此時(shí)，應(yīng)以最快的速度將粘貼好的金屬粉末涂料從高速混合機(jī)中排放到專用冷卻混合機(jī)中進(jìn)行冷卻處理。
    粘貼附著過程中應(yīng)精確控制混合容器內(nèi)惰性氣體的安全比例、精確控制混合容器內(nèi)的溫度，并使容器內(nèi)的溫度場均勻一致，這是保證金屬粉邦定成功的關(guān)鍵。不同配方和不同批次的粉末涂料其軟化點(diǎn)不同，因此準(zhǔn)確測定粉末涂料的軟化點(diǎn)和玻璃化溫度十分重要。
3.2冷卻過程
    高速混合機(jī)排出的熱態(tài)金屬粉末涂料應(yīng)盡快進(jìn)行冷卻處理，使其溫度降到常溫以下。冷卻過程通常使用低速混合機(jī)，其混合容器應(yīng)設(shè)有冷卻水套和冷卻環(huán)，并可向容器內(nèi)通入干燥冷氣。低速混合機(jī)的容量應(yīng)足夠大，以滿足批量混合物迅速冷卻的需要。
3.3篩分
    由于邦定過程中粉末涂料受熱升溫，不可避免地會(huì)產(chǎn)生局部粉末涂料顆粒結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象，因此必須對(duì)已完成邦定過程的金屬粉末涂料進(jìn)行篩分，除去大顆粒，建議采用100～120目的篩網(wǎng)。
4、混合機(jī)的選擇
    混合機(jī)的選擇依據(jù)是混合強(qiáng)度、換色頻率以及操作工藝是連續(xù)生產(chǎn)還是間歇生產(chǎn)，因?yàn)楦鼡Q品種的清潔時(shí)間對(duì)整個(gè)生產(chǎn)操作至關(guān)重要，因此粉末涂料工廠生產(chǎn)的配方品種也會(huì)影響混合機(jī)的選擇。對(duì)于要經(jīng)常換色的生產(chǎn)線，應(yīng)首選高速預(yù)混合機(jī)或容器預(yù)混合機(jī)，因?yàn)樗鼈兒苋菀浊逑辞一旌蠒r(shí)間較短，只需2～3min，對(duì)于不經(jīng)常換色的生產(chǎn)線，螺條混合機(jī)是很有優(yōu)勢的，它只要很低的投資，且每批產(chǎn)量大。
    除操作工藝以外，為了制造一致性能的涂膜或?qū)�混合設(shè)備本身的損耗考慮，我們必然特別關(guān)注混合機(jī)的結(jié)構(gòu)，混合機(jī)需要適當(dāng)?shù)臉?gòu)造設(shè)計(jì)。特別需要提出的是，在混合機(jī)工作期間，它可能會(huì)被突然的原因停止或者有意地停下來，檢查運(yùn)轉(zhuǎn)過程。對(duì)于這種情況下驅(qū)動(dòng)裝置必須能承受滿負(fù)荷反復(fù)起動(dòng)這個(gè)最基本的要求，比較好的裝配是直流電動(dòng)機(jī)，它能比一般的正常起動(dòng)提供2～3倍的附加扭矩。
5、結(jié)語
    相信隨著混合設(shè)備的進(jìn)一步改進(jìn)，會(huì)以更好的混合性能為粉末涂料生產(chǎn)廠家服務(wù)，同時(shí)價(jià)格有所降低。
    三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售飼料攪拌機(jī)、同時(shí)也銷售顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)等機(jī)械設(shè)備。