粉末涂料固化劑(簡稱haa)是一種β-羥烷基酰胺的化合物,是耐候性聚酯優(yōu)良的固化劑,相對于目前國內(nèi)外廣泛使用的tgic固化劑,具有無毒性;不刺激皮膚;固化速度快等特點,采用本產(chǎn)品制得的粉末涂料具有杰出的戶外使用性能,是真正的綠色環(huán)保型優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
聚酯固化劑HAA是一類含2-4個羥基官能團的酰胺類化合物,由于其羥基處于β位,受N原子影響,活性很高,受熱易黃變,尤其是高溫、長時間更易發(fā)生,因此生產(chǎn)后期的干燥過程對其外觀及品質(zhì)甚為關鍵。
粉末涂料固化劑生產(chǎn)工藝及干燥工藝的探討
粉末涂料固化劑HAA一般都是利用己二酸二甲酯與二乙醇胺直接反應合成,副產(chǎn)物是甲醇,之后出料,冷卻,再進入各種干燥設備中進行干燥。為防止在反應釜中結(jié)料,該反應不完全,濕料中大部分是產(chǎn)品,少量是未反應的原料或中間體,其他是甲醇。因此后續(xù)過程不僅僅是一個干燥過程,更是一個充分反應過程。
常規(guī)開式干燥機的缺點是循環(huán)空氣與甲醇易形成爆炸性混合物,存在安全隱患,而且甲醇一旦與空氣混合,難以回收,變成廢氣,增加環(huán)保費用。根據(jù)此特點,粉末涂料固化劑HAA的烘干采用真空干燥工藝,在低壓下干燥時氧含量低,能防止被干燥物料氧化變質(zhì),可干燥易燃易爆的危險品。同時應選擇間歇批量式,保證物料在設備中的時間足夠長,如方形真空干燥機、雙錐回轉(zhuǎn)型真空干燥機、耙式真空干燥機、單錐真空干燥機。
粉末涂料固化劑真空干燥機的工藝探討
(1) 方形真空干燥機
方形真空干燥機是在低于常壓的狀態(tài)下降低濕分的沸點,去除物料中的濕分,達到低溫干燥的目的。利用真空泵進行抽氣抽濕,使工作室內(nèi)形成真空狀態(tài),加快了干燥速度。
真空干燥箱的結(jié)構有干燥箱體、加熱隔板、真空表、壓力表、溫度表、安全閥、疏水閥、物料托盤等元件。因為裝料和出料都是手工操作,費時費力,影響生產(chǎn)效率,此干燥箱已在幾年前更新為雙錐真空干燥機。
(2) 雙錐回轉(zhuǎn)型真空干燥機
雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機為雙錐形的回轉(zhuǎn)罐體,罐內(nèi)在真空狀態(tài)下,向夾套內(nèi)通入蒸汽或熱水進行加熱,熱量通過罐體內(nèi)壁與濕物料接觸,濕物料吸熱后蒸發(fā)的水汽,通過真空泵經(jīng)真空排氣管被抽走。由于罐體內(nèi)處于真空狀態(tài),且罐體的回轉(zhuǎn)使物料不斷的上下內(nèi)外翻動,故加快了物料的干燥速度,提高干燥效率,達到均勻干燥的目的。
對于有一些粘性、熱敏性的晶狀物料用其干燥時,會有結(jié)團現(xiàn)象發(fā)生,產(chǎn)生干燥時間較長、容積生產(chǎn)強度較低以及大型化比較困難等缺點,使其應用受到了很大的限制。
(3) 耙式真空干燥機
耙式真空干燥設備利用夾套殼體加熱物料,并在不斷轉(zhuǎn)動的耙齒的攪拌下,物料與殼體壁面接觸時,表面不斷更新,被干燥物料受熱而使其中濕分汽化,汽化的濕分蒸汽由真空抽氣系統(tǒng)及時抽走。被干燥物料表面濕分蒸汽壓遠大于干燥機殼體內(nèi)空間的濕分蒸汽分壓,從而有利于被干燥物料的表面的濕分蒸汽的汽化。由于耙齒的攪拌作用有利于被干燥物料內(nèi)部濕分的遷移及其分子的運動,從而使物料達到干燥的目的。
經(jīng)過一段時間的運行使用,耙式真空干燥機的缺陷是支撐軸部件極易磨耗泄漏,且HAA易結(jié)團,內(nèi)部物料極難干燥,導致熔點低,揮發(fā)分超標,且得率低,有機溶劑損耗大,運行成本高。
(4) 單錐真空干燥機
常用真空干燥機靠夾套加熱,物料被加熱后溫度不夠均勻,所需干燥時間較長,能耗高。特點對于熱敏性物料允許的操作溫度約為60℃的使用效果很差問題,無錫雙瑞研制出了改進型的復合加熱真空螺帶干燥機,與上下崗位設備形成自動化生產(chǎn)過程,實現(xiàn)了生產(chǎn)的連續(xù)化。
單錐真空干燥機是在傳統(tǒng)錐形混合干燥設備的基礎上,針對精細化工行業(yè)的快速干燥與混合工藝要求而開發(fā)的新一代產(chǎn)品,新型脈沖混合裝置使混合更加快速均勻;在螺帶攪拌上增設加熱功能,大大提高了干燥的效率。
粉末涂料固化劑真空干燥機的工藝分析對比
粉末涂料固化劑真空單錐干燥機的工藝改進
(1) 錐形罐體采用無菌全密閉結(jié)構設計,內(nèi)部結(jié)構簡潔無死角,特別適合易燃易爆、有毒或劇毒、不允許有污染或無菌要求的食品、生物制品、藥品等的物料混合干燥。
(2) 先進的單錐螺帶攪拌式結(jié)構,充裝率高,可達70%以上,節(jié)省占地面積和使用成本
HAA的干燥前期是恒速干燥階段,時間短,大部分的干燥時間都花費在后期的降速干燥階段,同時促使進一步反應。因此需要干燥設備對物料有較強的破碎能力,使物料變得足夠細,zui好無內(nèi)外部之分,使其的干燥過程都處于恒速干燥階段,盡量縮短降速干燥階段的過程。
(3) 錐體、封頭、主軸和攪拌螺帶均可通熱水或蒸汽加熱,加熱面積大,加熱效率高。首先加入濕料,加熱殼體、中心軸和內(nèi)加熱螺帶,利用加熱螺帶的攪動,帶動物料的同時進行破碎,隨著溫度的升高,不斷干燥物料,zui終可得理想的產(chǎn)品。
(4) 新型的脈沖混合設計,利用高壓氮氣沖擊物料迅速混合,物料的混合更加快速和均勻。
(5) 帶氮氣吹掃的無菌專用放料閥,氣體浮動式密封結(jié)構,結(jié)構簡潔無死角,完全符合GMP和FDA的潔凈生產(chǎn)要求。
(6) 智能化干燥溫度控制系統(tǒng)
干燥過程中,溫度過高,濕料中的甲醇足以溶解表面的HAA,整體變軟,易結(jié)團;溫度過低,未反應的原料或中間體不能轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品,或干燥過程需要很長的時間,效率降低。因此,干燥溫度緩慢升高至反應溫度,使未反應的原料繼續(xù)反應,同時攪拌破碎,防止物料黏連成團。
新型真空單錐干燥機非常適合粉末涂料固化劑HAA的后續(xù)干燥過程,尤其是其內(nèi)加熱螺帶具有柔和攪拌破碎功能,大大降低結(jié)團現(xiàn)象,同時提高干燥效率,為滿足客戶對于HAA的外觀、性能等需求,可進一步改進該設備,實現(xiàn)更好的產(chǎn)品外觀,符合實際應用要求。