1、前言
熱塑性粉末涂料的主要原料是聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯，醋酸乙烯(EVA)、聚酰胺（尼龍）等，與熱固性粉末涂料的原料如環(huán)氧樹脂、聚醋樹脂、丙烯酸樹脂不同，分子量較高，硬度較低，富于彈性、韌性彎曲性，隨著溫度的升高而變軟，對(duì)溫度敏感性非常強(qiáng)，因而，在生產(chǎn)熱塑性粉末涂料時(shí)，粉碎是個(gè)關(guān)鍵，用一般的熱固性粉末涂料所使用的
粉碎機(jī)，例如ACM磨是不能夠粉碎的。
以往，生產(chǎn)熱塑性粉末涂料多用深冷機(jī)械粉碎方法，利用塑料具有脆化溫度的特性，將被粉碎物冷至脆化溫度以下，借助機(jī)械力使其粉碎到一定粒度。塑料的脆化溫度在- 50℃- 120℃，為了獲得低溫，多采用液氮作致冷劑，將液氮通到粉碎機(jī)內(nèi)，或?qū)⒎鬯闄C(jī)置于冷凍室內(nèi)，憑借液氮化帶走大量熱量，使溫度降到塑料的脆化溫度以下。深冷粉碎可以得到較細(xì)的粒度，粉末呈多角形狀，但設(shè)備損資大，液氮消耗多，粉碎每噸物料需要增加數(shù)千元的成本。所以，目前國(guó)內(nèi)外除了粉碎有些難以粉碎的物料外，一般很少采用深冷粉碎機(jī)。
隨著熱塑性粉末涂料需要量的增加，開始研制常溫機(jī)械粉碎機(jī)，最初出現(xiàn)的是渦輪葉片粉碎機(jī)，在轉(zhuǎn)子上固定刀片，在定子內(nèi)殼鍍鉗環(huán)形齒．物料進(jìn)入粉碎室后，受高速轉(zhuǎn)動(dòng)，被離心力送到刀刃和環(huán)形齒間進(jìn)行剪切和沖擊，當(dāng)物料粉碎到一定粒粒度時(shí)，被送到分級(jí)篩中進(jìn)行分級(jí)。因?yàn)闊崴苄运芰暇鶎贌崦舾行晕锪希诜鬯檫^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，粉碎室的溫度若不能及時(shí)交換或被帶走，物料就會(huì)軟化，因此，常溫機(jī)械粉碎的產(chǎn)量較低，且粉碎粒度較粗。
筆者多年來(lái)從事金屬表面粉末流動(dòng)浸塑生產(chǎn)和粉末涂裝工藝及設(shè)備的研究和應(yīng)用，曾使用過(guò)大量的熱塑性粉末涂料，特別是交通、園林戶外用的隔離柵，幾乎全部使用耐侯性的工程粉。前些年由于國(guó)內(nèi)熱塑性粉末的質(zhì)量欠佳，產(chǎn)量也低，只好大量使用進(jìn)口粉末。也曾到國(guó)外考察、詢價(jià)，企圖引進(jìn)較好的粉碎機(jī)，囚價(jià)格高+資金籌措困難，只好著手研制熱塑粉末粉碎機(jī)。
根據(jù)熱塑性塑料的性能特點(diǎn)，綜合國(guó)內(nèi)目前使用的粉碎機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)制造了專門用于粉碎熱塑性粉末涂料的二級(jí)閉路循環(huán)控溫機(jī)械粉碎機(jī)，經(jīng)過(guò)幾年的試驗(yàn)、改進(jìn)，并投入工業(yè)性生產(chǎn)檢驗(yàn)，效果良好，已獲國(guó)家專利。
2、設(shè)計(jì)原理
如圖l，物料由原料斗(l)經(jīng)送料器(2)進(jìn)入一級(jí)粉碎裝置(3)，粗粉碎后的物料用抽風(fēng)機(jī)(6)經(jīng)管路(10)吸到旋風(fēng)分離器(7)內(nèi)，然后經(jīng)旋轉(zhuǎn)伐(8)落到分級(jí)篩(9)中，約有半數(shù)粉碎物過(guò)篩達(dá)到粉碎粒度，篩上物進(jìn)入二級(jí)粉碎裝置(4)進(jìn)行細(xì)粉碎，粉碎后又經(jīng)吸風(fēng)管路(5)返回分級(jí)篩(9)，物料在封閉的回路中循環(huán)加工，直至粉碎成合適的粒度。由于一級(jí)粉碎后的細(xì)粉及時(shí)被分離，半成品再進(jìn)入二級(jí)粉碎裝置進(jìn)行粉碎，所以能夠減少細(xì)粉，改善粉碎物的粒度分布。
為了將粉碎室的溫度控制在熱塑性塑料的玻璃化溫度以下，除了采用上述的抽風(fēng)裝置，調(diào)節(jié)風(fēng)量，將粉碎后的物料及時(shí)抽走，同時(shí)吸進(jìn)冷風(fēng)冷卻粉碎室的溫良外，在粉碎裝置的夾套內(nèi)通以冷凍水，冷凍機(jī)將自來(lái)水的溫度冷卻到8℃- 10℃以下，由循環(huán)泵將冷水輸入夾套內(nèi)進(jìn)行循環(huán)冷卻。物料在粉碎過(guò)程中由于高速剪切和摩擦和撞擊會(huì)迅速產(chǎn)生熱量，粉碎機(jī)采用風(fēng)、水兩種同時(shí)冷卻的方式，把產(chǎn)生的熱量及時(shí)帶走和交換，使粉碎室的溫度控制在60℃以下。熱塑性塑料通常具有玻璃化溫度的特性，在玻璃化溫度下，其結(jié)構(gòu)和形態(tài)發(fā)生突變，例如聚乙烯塑料的玻璃化溫度一般在50℃- 60℃，控溫粉碎機(jī)就是將粉碎室的溫度控制在60℃以下，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱敏感性的熱塑性塑料的粉碎的。熱塑性塑料粉碎后的粉末顆粒量橢圓形狀，在粉末流化床浸塑時(shí)的流動(dòng)性較好，接近于球狀粉末的流動(dòng)性。
3、粉碎試驗(yàn)
各種物料粉碎試驗(yàn)結(jié)果、粒度分布及粉碎機(jī)性能比較。
4、設(shè)備性能及特點(diǎn)
4.1設(shè)備性能
新研制的熱塑性粉末涂料粉碎機(jī)性能優(yōu)越，具體各項(xiàng)技術(shù)性能參數(shù)。
4.2粉碎機(jī)特點(diǎn)
由于采用風(fēng)、水同時(shí)冷卻方式，可以保證物料在合適的溫度下進(jìn)行粉碎。采用二級(jí)粉碎，使不同粒度的物料在適宜的刃具和間隙下進(jìn)行粉碎，因而使粉碎的粒度趨于合理，從而提高粉末涂料在流化床中流動(dòng)的均勻性，減少了涂裝過(guò)程的粉塵和消耗。采用閉路循環(huán)加工，原料投入后，自動(dòng)粉碎分級(jí)，直到生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，采用自動(dòng)檢測(cè)、控制和顯示裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行可靠、安全、連續(xù)，自動(dòng)化程度高。
刃具獨(dú)特刃具采用特殊鋼，設(shè)計(jì)制造獨(dú)具匠心，使用壽命長(zhǎng)。
5、使用情況和應(yīng)用前景
5.1使用情況
該機(jī)研制成功后，與擠出造粒機(jī)配套使用，建成一條年產(chǎn)500t的熱塑性粉末涂料生產(chǎn)線，生產(chǎn)室內(nèi)用的普通粉末涂料同時(shí)，又研制戶外交通隔離棚用的工程粉末涂料，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
根據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要，先后為河北、江蘇、四川、兩廣等地提供了數(shù)臺(tái)粉碎機(jī)，用戶使用情況良好，目前國(guó)產(chǎn)熱塑性粉末涂料基本替代了進(jìn)口粉末，節(jié)省了外匯，例如進(jìn)口的LDPE工程粉末，價(jià)格為3000美元，噸- 4000美元／噸，而國(guó)產(chǎn)同類粉末的價(jià)格僅1.5萬(wàn)元，噸- 1.6萬(wàn)元／噸。
5.2應(yīng)用前景
近幾年我國(guó)公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)及城市交通設(shè)施迅速發(fā)展，交通隔離柵的需要量越來(lái)越多，我國(guó)已建成數(shù)十條金屬隔離柵粉末浸塑生產(chǎn)線，每年需要數(shù)千噸的熱塑性粉末涂料。隨著環(huán)境保護(hù)的發(fā)展、管道涂塑正方興未艾，更需要大量的熱塑粉末。此外，粉末回轉(zhuǎn)成型和服裝熱熔膠用粉末也正與日俱增。熱塑性粉末涂料粉碎機(jī)的研制成功，為生產(chǎn)各種熱塑性粉末涂料提供了先進(jìn)可靠的粉碎設(shè)備。有了這種粉碎機(jī)，配套擠出造粒機(jī)等設(shè)備，投資十多萬(wàn)或幾十萬(wàn)元，便可建成年產(chǎn)數(shù)百噸的粉末生產(chǎn)線，短時(shí)間內(nèi)就可以收回投資，取得顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
