（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）在油墨、涂料等制造中，顏料得以粉碎分散是重要的工藝過(guò)程。在二次粒子（聚集體）狀態(tài)下要使顏料一次粒子分散，并充分發(fā)揮顏料的各種特性，這時(shí)顏料粒子徑對透明度、光澤、著(zhù)色力等等，起到一定的影響，同時(shí)對微細化也提出更高要求。為了促進(jìn)顏料粉碎，產(chǎn)品質(zhì)量和粘度符合要求，必須開(kāi)發(fā)出使用在顏料等原料粉碎分散工程中的新型超微砂磨機。
1 新型超微砂磨機
1.1 圓筒環(huán)隙式砂磨機
國內外最為關(guān)注的是圓筒環(huán)隙式砂磨機，兩同心圓筒的環(huán)隙處作為研磨室，內筒轉動(dòng)以攪拌研磨介質(zhì)。其典型的產(chǎn)品有：雙錐型砂磨機(Coball磨) 和PM-DCP 磨等。其中德國DRAISWERKE 公司新近推出的PMDCP系列磨，采用雙筒式機體設汁，使之擁有雙層研磨室，物料可在兩層研磨室中連續研磨，轉筒及磨罐均裝有小圓釘，使物料分散效果更佳，其效果為傳統式砂磨機的4 ～ 8 倍；所有與物料接觸的磨罐表面都為冷卻面，轉筒內外表面也均受冷卻水冷卻，對熱敏性物料具有極佳的調和、加熱及冷卻作用。經(jīng)研磨成品粒度可達到微粒、超微粒，且粒徑分布均勻?，F廣泛應用于涂料、染料、顏料、醫藥、農藥、合成纖維、皮革化工、化妝品、電子、食品、生物等行業(yè)。
1.2 雙旋轉錐筒型臥式砂磨機
由于研磨空間大，分散葉片或棒銷(xiāo)轉動(dòng)產(chǎn)生的離心力有限，致使研磨介質(zhì)容易沉積筒底，大大削弱了物料與研磨介質(zhì)之間的剪切力，同時(shí)只采用電機驅動(dòng)分散軸一個(gè)方向旋轉，導致物料不能充分分散，造成效率低，能耗高，分散效果不理想。
 為了避免上述缺點(diǎn)，本作者發(fā)明一種雙旋轉錐筒型臥式砂磨機。如圖1 所示，物料先通過(guò)外磨錐筒、內磨錐筒內上交叉的分散棒銷(xiāo)以及分散梯形塊，隨著(zhù)內磨錐筒直徑增加而被隨之增加的高速研磨，同時(shí)分別通過(guò)主電機和次電機作用，外磨錐筒與內磨錐筒內也做反向的旋轉運動(dòng)，物料既受到兩錐筒速度差而形成湍流之研磨作用，又在磨筒的狹窄間隙內作畸形圓周運動(dòng)的研磨介質(zhì)作用，從而產(chǎn)生強大摩擦力以及沖擊力，使物料在分散棒銷(xiāo)、分散梯形塊和研磨介質(zhì)之間得到充分強剪切而快速的分散、研磨，同時(shí)有冷卻水分別通過(guò)冷卻管道以及進(jìn)水通道對應進(jìn)入回流通道、錐形空腔內，能夠進(jìn)一步控制物料的研磨溫度，能得到既超微細又均勻物料，從而大大提高了生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟效益。
1.3 高粘度、高濃度砂磨機（OB 磨）
為了克服納米級高濃度、高粘度物料難以粉碎的狀況，フロイント·タ－ボ新近開(kāi)發(fā)高粘度、高濃度砂磨機（OB磨）。
它具有獨特的定子和轉子形狀，且物料通道的空間狹小，在選定最適宜的研磨介質(zhì)直徑下，能實(shí)現粉碎短時(shí)間處理，結構如圖2 所示。
 由于處理高粘度、高濃度的物料，機內溫度會(huì )上升，產(chǎn)品的溫度也隨之激烈上升，這時(shí)OB 磨定子和轉子的兩邊多采用冷卻水流動(dòng)，能防止溫度的上升，特別是轉子側的冷卻效果大。同時(shí)在高粘度處理中，為了避免隨流體的阻力增大而使機內的壓力升高，在研磨介質(zhì)與粘性液的分離機構處裝備金字塔式篩。OB 磨能處理粘度高達20～60Pa.s, 特別是對于高粘度、高濃度有高剪切效果。能減少原料罐與砂磨機之間的循環(huán)次數，一次就能達到所希望的粉碎粒徑。
1.4 多量循環(huán)方式的砂磨機（Opti磨）
為了減少高粘度、高濃度處理的輔助設備，滿(mǎn)足用戶(hù)多量循環(huán)處理的要求，大大降低設備的投資費用，フロイント·タ－ボ研制了多量循環(huán)方式的Opti 型砂磨機。
如圖3 所示，在粉碎室定子和轉子上裝有攪拌棒，防止短路，從0～20Pa.s 低到中粘度物料， 具有高的分散能力，能得到粗粒少而分布均勻粒徑，如在顏料分散透明度好得到優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。Opti 型砂磨機內部采用了冷卻機構，如定子和轉子的兩邊多有冷卻通道，具有大的冷卻效果，能適應于熱敏性的原料。同時(shí)該機還具有獨特的研磨分離機構，實(shí)現了穩定的大容量運轉。
 在多量循環(huán)方式的場(chǎng)合，為了避免一次在機內通過(guò)時(shí)其滯留時(shí)間要變短和原料在機內的分散性有問(wèn)題。Opti 型砂磨機從機械下部進(jìn)入原料，分散葉輪與分散媒質(zhì)一起分散，防止原料在滯留時(shí)間內短路。物料最終縫隙中通過(guò)，防止研磨介質(zhì)100% 的不混入產(chǎn)品。采用再循環(huán)方式，能得到尖狀粒度分布的分散體，滿(mǎn)足初始顏料粒子納米范圍均勻性要求，特別廣泛應用在油墨、化妝品、液晶平板原料，生物原料，健康食品原料等。
1.5 納米級專(zhuān)用砂磨機
為了避免以前砂磨機因分離裝置的結構問(wèn)題，而導致使用微小的研磨介質(zhì)在粉碎室內研磨介質(zhì)偏移而造成壓力上升和異常磨耗；還有高速旋轉軸密封問(wèn)題，穩定運行困難。因此，為了達到納米級粉碎和分散的目的，アシザワ·フインテック株式會(huì )社最近研制納米粒子分散專(zhuān)用最新型砂磨機，采用追求超微細化概念開(kāi)發(fā)而成，如圖4 所示。
、  納米級專(zhuān)用砂磨機的特征就是粉碎室內長(cháng)徑比小，即L/D 小。如果L/D 大，研磨介質(zhì)產(chǎn)生偏離現象，增加無(wú)效的運動(dòng)，引起效能的降低。新型納米粒子分散專(zhuān)用砂磨機L/D 小，避免了以前砂磨機在直徑方向上因剪切力的不均勻而產(chǎn)生的短路現象，抑制無(wú)效的能耗。該機使用研磨介質(zhì)的直徑限定為Φ0.03 ～ Φ0.2，微小研磨介質(zhì)和原料采用離心分離旋轉篩分離，原料能在狹小寬度限定結構中得到均勻分布剪切力作用，促使原料在環(huán)形間隙中流動(dòng)而得以較好的粉碎和分散，并在附加強烈均勻的剪切力作用，從而得到效率高、質(zhì)量好的產(chǎn)品。
2 結語(yǔ)
隨著(zhù)原材料納米粒子用的產(chǎn)品的小型化、高功能化的發(fā)展，為了使納米粒子用一次粒子粉碎，且分散狀態(tài)的維持，納米粒子均勻化作用，粒徑分布，微粒子化下粉體好的特性的功能，美、德、日等國正在研究新型納米級專(zhuān)用砂磨機，以滿(mǎn)足產(chǎn)品功能和質(zhì)量的需要。
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