Производство порошковых покрытий. Измельчение и просеивание.

Производство порошковых покрытий – это многоступенчатый процесс. Его можно назвать полунепрерывным, поскольку сначала идет периодический процесс (взвешивание и предварительное смешивание), который затем превращается в непрерывный (экструзия и измельчение). В предыдущей статье в №1 (39) 2018 мы рассказывали о первых этапах производства порошковых покрытий. Они включают в себя: взвешивание, предварительное смешивание и экструзию. В данной статье рассматривается, что происходит с хлопьями, полученными в процессе экструзии.

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ

Следующий этап производства порошковых покрытий заключается в уменьшении размера частиц стружки или хлопьев, которые были получены с охлаждающей конвейерной ленты. Необходимо измельчить хлопья в тонкодисперсный порошок с таким гранулометрическим составом, который можно будет использовать в оборудовании для нанесения покрытий заказчика. Обычно это выполняется с помощью мельницы с воздушной сепарацией.

Мельницы с воздушной сепарацией работают от системы непрерывного отрицательного давления (вакуумического), создаваемого большим вентилятором, связанным с рукавным пылеуловителем. Отрицательное давление перемещает хлопья в камеру с быстро вращающимся диском. По периметру диска расположены штифты или молотки.

Штифты или молотки оказывают ударное воздействие на поступающие хлопья. Наряду с этими высокоэнергетическими столкновениями, вращение диска продвигает раздробленные хлопья на ребристую футеровку для дополнительного измельчения частиц. Частицы непрерывно измельчаются в камере, пока не станут достаточно мелкими, чтобы пройти лопасти высокоскоростного сепарационного колеса.

Рисунок 1. Ротационные просеиватели состоят из вращающегося вала с крыльчатками, которые продвигают порошок через цилиндрическое сито. Фото предоставлено компанией Powder Coating Research Group.

Вращение этого колеса также создает воздушный буфер, который ограничивает выход порошка, пока он не будет измельчен до определенного размера частиц. От скорости сепаратора зависит окончательный гранулометрический состав.

Процесс измельчения зависит от различных вариантов состава. Из высокомолекулярных смол получаются порошковые составы, которые сложнее измельчаются и могут потребовать большего охлаждения мельницы. Кроме того, может потребоваться уменьшить скорость подачи, чтобы обеспечить более длительное нахождение в камере измельчения для получения необходимого размера частиц. Температура размягчения или температура стеклования смолы (Tg) также влияет на измельчение. Низкая Tg может стать причиной плавления смолы в мельнице; чтобы его предотвратить может потребоваться дополнительное охлаждение.

Смолы с высокой Tg также могут вызвать трудности с измельчением. В этом случае дополнительное охлаждение делает порошок более крошащимся и облегчает его дробление.

Использование высокотвердых наполнителей делает состав более абразивным и вызывает эрозию внутренних частей мельницы. Высокая концентрация некоторых органических пигментов может усложнить очистку мельницы. Органические красные и оранжевые пигменты славятся тем, что покрывают внутренние поверхности мельницы и превращают очистку в изнурительную работу.

Рисунок 2. Двухстворчатая конструкция обеспечивает легкий доступ для очистки мельницы. Фото предоставлено компанией Powder Coating Research Group.

Факторы, относящиеся к процессу, оказывают существенное влияние на окончательный гранулометрический состав. Распределение частиц по размерам зависит от скорости подачи хлопьев в мельницу. При более высокой скорости состав меньше времени находится в измельчительной камере, что дает более крупные частицы. На размер частиц влияет температура материала, поступающего воздуха и самой мельницы. При повышенной температуре создаются более крупные частицы, а также возникает риск плавления материала в мельнице.

Гранулометрический состав зависит от скорости вращения диска, которая также влияет на скорость молотков или штифтов. Более высокая скорость вызывает большее ударное воздействие на материал, что дает более мелкие частицы.

Рисунок 3. Верхнее колесо мельницы снабжено лопастями, которые ограничивают выход частиц порошка. Нижнее колесо разбивает хлопья в мелкодисперсный порошок. Фото предоставлено компанией Powder Coating Research Group.

Скорость сепарационного колеса также влияет на размер частиц. Более высокая скорость усложняет выход частиц из камеры измельчения, в результате получаются более мелкие частицы. Скорость вентилятора на пылеуловителе тоже влияет на размер частиц. При малой скорости материал медленнее проходит через измельчитель, создавая более мелкие частицы.

ПРОСЕИВАНИЕ И УПАКОВКА

Из камеры измельчения порошок проходит через циклон и поступает в просеивающее устройство. Просеивающее устройство исключает крупнодисперсную фракцию измельченного порошка. В целях оптимизации этот крупнозернистый материал можно снова направить на этап измельчения.

Просеивание можно выполнять с помощью ротационного просеивателя или просеивателя с плоским ситом.

При использовании ротационного просеивателя порошок поступает в камеру с вращающимися лопастями, прикрепленными к горизонтальному валу. Лопасти продвигают порошок через цилиндрическое сито.

Мелкие частицы проходят через сито, а крупные частицы выносятся за пределы сита и собираются как “сход”. Эти крупные частицы можно повторно направить в мельницу, чтобы улучшить выход. Просеиватель с плоским ситом состоит из горизонтально расположенного сита с круглыми отверстиями, которое вибрирует механически, а в некоторых случаях и с применением ультразвука. Мелкие частицы проходят через сито, а крупные частицы под воздействием центростремительной силы перемещаются из сита и собираются для повторной подачи в мельницу.

Сита, используемые в просеивателях, классифицируются либо по размеру отверстий (микроны) либо по значению меш (количество отверстий на квадратный дюйм). Размер сита для стандартной обработки порошка составляет от 80 до 120 меш (125 – 180 мкм).

Порошковые покрытия обычно упаковывают в коробки, бочки или мешки/контейнеры для насыпных товаров, которые выстилаются полиэтиленовыми пакетами. Толщина полиэтиленового пакета обычно составляет 3,0 – 4,0 мила (75 – 100 мкм). Коробки должны обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать транспортировку, хранение и погрузку-разгрузку. Высококачественный мешок предохраняет порошок от воздействия окружающей среды, сохраняя его в сухом и сыпучем состоянии.

ВЫВОДЫ

Производство порошковых покрытий – это довольно сложный полунепрерывный процесс. После того, как материал поступает на заключительные этапы измельчения, просеивания и упаковки, его состав фактически становится фиксированным и не может быть изменен.

Измельчение – это сложный процесс, который зависит от множества факторов, включая природу материала и условия процесса, такие как температура, скорость подачи и скорость измельчения. Заключительные этапы производства порошковых покрытий оказывают критическое влияние на гранулометрический состав и, в конечном счете, на характеристики нанесения порошкового покрытия.

Кевин Биллер, директор компании The Powder Coating Research Group

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Последние достижения в области сверхгидрофобных резиновых покрытий
Последние достижения в области сверхгидрофобных резиновых покрытий
В экстремальных климатических условиях значительно возрастает потребность в защите поверхности от намокания и обледенения. Многие…
24.10.2022
36
Покрытия из фитиновой кислоты на магниевом сплаве
Покрытия из фитиновой кислоты на магниевом сплаве
В новом обзоре представлены последние разработки биоразлагаемых конверсионных покрытий из фитиновой кислоты на магниевом сплаве…
15.08.2022
77
Улучшение системы порошковых покрытий: средства предварительной обработки
Улучшение системы порошковых покрытий: средства предварительной обработки
Говорят, что качество отделки металла держится на трех столпах. Это предварительная обработка, подложка и краска.
Джон Джандристс, руководитель технической службы в компании Coral Chemical
30.06.2020
401
Чистая платина и золото в аддитивном гальваническом процессе
Чистая платина и золото в аддитивном гальваническом процессе
По данным компании, чистое золото и платина превосходно проводят электричество и обладают другими эксплуатационными преимуществами…
05.09.2022
66
Новый огнезащитный состав на биологической основе
Новый огнезащитный состав на биологической основе
В новом исследовании представлен способ повышения огнестойкости и долговечности при стирке смесовых тканей из нейлона…
27.10.2022
35
Практические рекомендации по  очистке сточных вод и отработанных растворов гальванических производств
Практические рекомендации по очистке сточных вод и отработанных растворов гальванических производств
В последние годы существенно обострились проблемы, связанные с загрязнениями воды. Кардинальное решение проблемы охраны окружающей…
Перелыгин Ю.П., Пензенский ГУ
21.06.2018
1555
Ванны химического никелирования становятся проще
Ванны химического никелирования становятся проще
Как Мичиганский цех перешел на одностадийный процесс, чтобы повысить уровень блеска. Компания Classic Plating использует…
Тим Пеннингтон
05.11.2020
423
Улучшение системы подвесок для нанесения порошковых покрытий
Улучшение системы подвесок для нанесения порошковых покрытий
Каждый продукт, на который вы наносите покрытие, имеет свои собственные уникальные характеристики. И даже несмотря…
Скотт Ремпала
12.08.2020
167
Процессы нанесения покрытий с повышенной энергоэффективностью и экономией материалов
Процессы нанесения покрытий с повышенной энергоэффективностью и экономией материалов
Когда речь идет о процессах нанесения покрытий и окраски, во всем мире цель одна: снизить…
Дорис Шульц
21.01.2020
669