一种氢氧化镁的改性设备的制作方法

本实用新型涉及一种改性设备，特别涉及一种氢氧化镁的改性设备。

背景技术：

氢氧化镁是一种新型环保填充型阻燃剂，通过受热分解时释放出结合水，吸收大量的潜热，来降低它所填充的合成材料在火焰中的表面温度，具有抑制聚合物分解和对所产生的可燃气体进行冷却的作用，分解生成的氧化镁又是良好的耐火材料，也能帮助提高合成材料的抗火性能。氢氧化镁是公认的橡塑行业中具有阻燃、抑烟、填充三重功能的优秀阻燃剂。鉴于氢氧化镁固有的优秀特性，在阻燃透气膜中作为阻燃剂和成孔剂非常适合。随着我国对建筑节能环保要求越来越严格，各个厂家对阻燃透气膜的研究越来越重视。国内建筑用阻燃防水透气膜生产工艺五花八门，各家产品质量参差不齐，与国外产品存在较大差距，主要表现在：1)拉伸强度低，2)水蒸汽透过性能差，3)产品使用寿命短易粉化等，4)产品不阻燃不环保。现有市面上的氢氧化镁由于改性方法和改性设备的限制很难满足阻燃透气膜的要求，主要表现在氢氧化镁的包覆效果不好，容易团聚，在聚烯烃树脂中的分散性难以保证，因此开发适合阻燃透气膜使用的改性氢氧化镁就迫在眉睫。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种氢氧化镁的改性设备。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种氢氧化镁的改性设备，包含改性仓、改性仓驱动装置、改性剂喷洒装置、改性剂计量加热输送装置、粉体计量输送装置和改性仓加热冷却装置；

所述的改性仓加热冷却装置包括加热管和冷却液体管道；加热管和冷却液体管道交替设置于改性仓的表面；从而，通过控制加热管和控制冷却液体管道中的液体流速或温度，控制改性仓的温度，使得改性仓中物料达到工艺设定温度；

所述的改性剂喷洒装置包括若干组搅拌桨，搅拌桨设置在驱动轴II上，位于改性仓的内部；每组搅拌桨由两片桨叶I和一片桨叶II组成，桨叶I是切面为圆弧形的桨叶，桨叶II是切面为长方形的桨叶；两片桨叶I分别位于桨叶II的两侧；在桨叶II的内部设置有改性剂喷洒管路；在每片桨叶I上设置挡流板；从而，在挡流板的作用下，氢氧化镁与搅拌桨和挡流板产生多个方向的撞击，这样有利于打开氢氧化镁微小的团聚，为桨叶II喷洒的改性剂均匀的包覆在氢氧化镁表面创造条件；

所述的改性仓驱动装置包括一台用于控制改性仓转动的电机和一台用于控制改性剂喷洒装置转动的电机；用于控制改性仓转动的电机通过驱动轴I与改性仓连接，用于控制改性剂喷洒装置转动的电机通过驱动轴II与改性剂喷洒装置连接；

所述的改性剂计量加热输送装置包括依次连接的计量装置I、恒温油浴锅和气体喷雾装置；气体喷雾装置通过管道A与改性剂喷洒装置连接；改性剂通过计量装置I定量进入恒温油浴锅内，被加热成液体，得到的液体改性剂在气体喷雾装置中的压缩空气的作用下生成雾状改性剂；

所述的粉体计量输送装置包括依次连接的计量装置II和粉体输送装置；粉体输送装置与改性仓连接。

所述的氢氧化镁的改性设备还包含控制单元，控制单元分别与改性仓驱动装置、改性剂计量加热输送装置、粉体计量输送装置和改性仓加热冷却装置连接。通过控制单元，可以控制改性仓加热冷却装置中的加热管和冷却液体管道中的液体流速或温度，进而控制改性仓的温度；通过控制单元，可以调整用于控制改性仓转动的电机和用于控制改性剂喷洒装置转动的电机的转速和转向；通过控制单元，可以控制粉体计量输送装置和改性仓加热冷却装置，进而控制改性剂和粉体的加入量和加入时间。

所述的控制单元优选为计算机。

所述的改性仓优选为圆柱形中空筒体。

所述的用于控制改性仓转动的电机和所述的用于控制改性剂喷洒装置转动的电机优选为变频电机，特别优选为能调节转速和转向的变频电机。

所述的桨叶I通过其圆弧切点与所述的桨叶II连接，以连接点为中心，桨叶I和桨叶II均为对称结构。

所述的挡流板的块数为1块以上，优选为4块。

所述的改性剂喷洒管路的出口优选为设置在与桨叶I连接的桨叶II的侧面上，此时，改性剂喷洒管路的出口不能低于桨叶I的高度，即改性剂喷洒管路的出口不能被桨叶I完全遮挡住，从而有利于改性剂顺着切面为圆弧形的桨叶的方向喷出，并被切面为圆弧形的桨叶进一步分散，改性剂在喷洒出来后更能均匀覆盖在粉体的表面。

所述的挡流板与驱动轴II平行设置。

所述的计量装置I包括重量计量装置和质量计量装置。

所述的管道A设置在驱动轴II的内部。

所述的粉体输送装置优选为粉体气力输送装置，更优选为压缩空气粉体气力输送装置。

所述的计量装置II包括重量计量装置和质量计量装置。

所述的氢氧化镁的改性设备在氢氧化镁改性中的应用。

一种氢氧化镁的改性方法，为使用上述氢氧化镁的改性设备实现，包括以下步骤：

(1)按改性仓旋转设定如下参数：改性仓和改性剂计量加热输送装置的温度，改性仓的旋转参数，氢氧化镁和改性剂的加入量和加入流速；

(2)启动所述的氢氧化镁的改性设备；

(3)当改性仓和改性剂计量加热输送装置达到设定温度后，在改性剂计量加热输送装置中加入改性剂，在粉体计量输送装置中加入氢氧化镁；

(4)改性仓在旋转的状态下通入氢氧化镁；同时，由改性剂计量加热输送装置形成的雾状改性剂通过改性剂喷洒装置也进入到改性仓中；氢氧化镁在改性仓中随改性仓旋转以及改性剂喷洒装置中搅拌桨和挡流板作用下形成不规则的往返运动，改性剂喷洒装置喷出的改性剂定时定量的喷洒在氢氧化镁表面；

(5)待氢氧化镁加到改性仓3/4体积后，停止加氢氧化镁，继续定时定量加改性剂，待改性剂加到氢氧化镁质量2％～5％后，停止加入改性剂，继续执行改性仓旋转工艺，直至工艺执行完。

所述的改性仓旋转工艺的参数优选如下：

1)改性仓按500～1000rpm转速启动，改性剂喷洒装置按转速300～500rpm转速启动，改性仓和改性剂喷洒装置同方向旋转；改性仓的温度设置在100～250℃，改性剂计量加热输送装置(即加有计量加料和输送物料功能的恒温油浴锅)的温度设置在50～300℃；

2)改性剂的加入流速按0.5～1kg/h计，氢氧化镁的加入流速按按1～5kg/h计；

3)待氢氧化镁和改性剂加完后改性仓按转速1500～2000rpm旋转，改性剂喷洒装置按转速500～800rpm旋转；改性仓和改性剂喷洒装置同方向旋转，且与步骤1)中的方向相同；旋转时间为10～20分钟；

4)改性仓按转速1500～2000rpm旋转，改性剂喷洒装置按转速500～800rpm旋转；改性仓和改性剂喷洒装置反方向旋转；旋转时间为20～30分钟。

步骤1)中所述的旋转优选为按顺时针方向旋转。

步骤3)中所述的旋转优选为按顺时针方向旋转。

步骤4)中所述的改性仓的旋转方向优选为逆时针，所述的改性剂喷洒装置的旋转方向优选为顺时针。

所述的改性剂即表面改性剂，包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂及硬脂酸钙等。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本实用新型提供的改性设备主要通过如下设计，获得改性剂包覆效果好的氢氧化镁：

(1)对改性剂计量加热输送装置进行优化，改性剂以经过油浴加热和雾化处理，形成气雾状形式；

(2)对改性剂喷洒装置进行优化，改性剂的喷洒出口设置在桨叶上，在桨叶高速转动的状态下，以气雾状形式喷洒出来的改性剂进一步分散，能更好地包覆在纳米氢氧化镁粉体上；搅拌桨叶为两种，桨叶I和桨叶II的形状不同，再加上改性仓本身的旋转，氢氧化镁粉体在改性仓内受到不同旋转离心力的作用，从而不易贴着改性仓的内壁运动，而且，桨叶I为圆弧状设计，更有利于氢氧化镁粉体往改性仓中间移动；在桨叶I上设置挡流板，氢氧化镁与搅拌桨和挡流板产生多个方向的撞击，有利于打开氢氧化镁微小的团聚，为桨叶II喷洒的改性剂均匀的包覆在氢氧化镁表面创造条件

2、基于本改性设备所用的改性方法使氢氧化镁和改性剂在高剪切条件下碰撞，改性剂在氢氧化镁表面的包覆率有了大大的提高。

附图说明

图1为本实用新型提供的改性设备的结构示意图。

图2为改性仓加热冷却装置的结构示意图。

图3是改性剂喷洒装置的剖面结构示意图。

其中，1-改性仓、2-改性仓驱动装置、3-改性剂喷洒装置、4-改性剂计量加热输送装置、5-粉体计量输送装置、6-改性仓加热冷却装置、7-加热管、8-冷却液体管道、10-用于控制改性仓转动的电机、11-用于控制改性剂喷洒装置转动的电机、12-切面为圆弧形的桨叶、13-切面为长方形的桨叶、14-改性剂喷洒管路、15-挡流板、16-计量装置、17-恒温油浴锅、18-气体喷雾装置。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

一种氢氧化镁的改性设备，如图1所示，包含改性仓1、改性仓驱动装置2、改性剂喷洒装置3、改性剂计量加热输送装置4、粉体计量输送装置5和改性仓加热冷却装置6。如图2所示，改性仓加热冷却装置6包括加热管7和冷却液体管道8；加热管7和冷却液体管道8交替设置于改性仓的表面。改性剂喷洒装置3包括若干组搅拌桨，搅拌桨设置在驱动轴II上，位于改性仓的内部。如图3所示，每组搅拌桨由两片切面为圆弧形的桨叶12和一片切面为长方形的桨叶13组成，两片桨叶12分别位于桨叶13的两侧；在切桨叶13的内部设置有改性剂喷洒管路14，在桨叶13上设置有改性剂喷洒出口；在桨叶12上设置挡流板15。改性仓驱动装置2包括一台用于控制改性仓转动的电机10和一台用于控制改性剂喷洒装置转动的电机11；电机10通过驱动轴I与改性仓1连接，电机11通过驱动轴II与改性剂喷洒装置3连接。改性剂计量加热输送装置4包括依次连接的计量装置16、恒温油浴锅17和气体喷雾装置18；气体喷雾装置18通过管道A与改性剂喷洒装置3连接；改性剂通过计量装置16定量进入恒温油浴锅17内，被加热成液体，得到的液体改性剂在气体喷雾装置18中的压缩空气的作用下生成雾状改性剂。粉体计量输送装置5包括依次连接的计量装置II和粉体输送装置；粉体输送装置与改性仓连接。粉体计量输送装置5和改性剂计量加热输送装置4联动，按工艺比例定量加改性剂和氢氧化镁到改性仓1中。

具体地，电机10和11为变频电机，从而能调节改性仓和改性剂喷洒装置的转速和转向。

桨叶12通过其圆弧切点与桨叶13连接，以连接点为中心，桨叶12和桨叶13均为对称结构。

挡流板15的块数为4块。

管道A设置在驱动轴II的内部。

粉体输送装置为压缩空气粉体气力输送装置。

实施例2

应用实施例1提供的氢氧化镁的改性设备对氢氧化镁进行改性，步骤如下：

(1)按改性仓旋转设定如下参数：改性仓和改性剂计量加热输送装置的温度，改性仓的旋转参数，氢氧化镁和改性剂的加入量和加入流速；

(2)启动所述的氢氧化镁的改性设备；

(3)当改性仓和改性剂计量加热输送装置达到设定温度后，在改性剂计量加热输送装置中加入改性剂，在粉体计量输送装置中加入氢氧化镁；

(4)改性仓在旋转的状态下通入氢氧化镁；同时，由改性剂计量加热输送装置形成的雾状改性剂通过改性剂喷洒装置也进入到改性仓中；氢氧化镁在改性仓中随改性仓旋转以及改性剂喷洒装置中搅拌桨和挡流板作用下形成不规则的往返运动，改性剂喷洒装置喷出的改性剂定时定量的喷洒在氢氧化镁表面；

(5)待氢氧化镁加到改性仓3/4体积后，停止加氢氧化镁，继续定时定量加改性剂，待改性剂加到氢氧化镁质量2％～5％后，停止加入改性剂，继续执行改性仓旋转工艺，直至工艺执行完。

所述的改性仓旋转工艺的参数如下：

1)改性仓按800rpm转速启动，改性剂喷洒装置按转速400rpm转速启动，改性仓和改性剂喷洒装置均顺时针旋转；改性仓的温度设置在200℃及改性剂计量加热输送装置的温度设置为200～250℃；

2)改性剂硬脂酸钙的加入流速按0.8kg/h计，氢氧化镁的加入流速按2.5kg/h计；

3)待氢氧化镁和改性剂加完后改性仓按转速1800rpm旋转，改性剂喷洒装置按转速650rpm旋转；改性仓和改性剂喷洒装置均顺时针旋转；旋转时间为10～20分钟；

4)改性仓按转速1800rpm逆时针旋转，改性剂喷洒装置按转速650rpm顺时针旋转；旋转时间为20～30分钟。

改性后的氢氧化镁通过聚烯烃共混造粒经流延机制备阻燃透气膜，阻燃透气膜基重为40g/m²，改性前后每平方米上的直径为0.1mm以上白点数目(取20张薄膜求平均值)对比如表1所示：

表1

可见，通过该改性设备得到的改性氢氧化镁包覆效果好，满足阻燃透气膜的要求，效果可与国外产品媲美。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。