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带你了解那艾喷雾干燥做ADC发泡剂的应用

发泡剂是塑料、橡胶行业用量最大的功能性助剂之一,ADC发泡剂因分解温度适中、发气量稳定、无毒无味,广泛应用于PVC、PE、EVA等塑料发泡制品,也用于鞋材、保温材料、汽车内饰件等加工生产。随着国内塑料加工产业升级,下游客户对ADC发泡剂成品的粒径均匀度、松散度、含水率要求越来越高,传统烘干粉碎工艺已经很难满足高端市场需求。

磷化氢蒸馏吸收装置

ADC发泡剂本身是水合肼和尿素缩合得到的产物,结晶后分离得到的湿物料含水率通常在12%~18%,传统工艺采用气流烘干或者烘箱烘干再粉碎,不仅容易出现温度过高导致提前分解失效,还容易产生粒径分布不均、结块、粉尘污染大等问题。另外不同下游应用对ADC发泡剂的粒径要求差异大,从100目到300目都有需求,传统工艺调整粒径麻烦,批次稳定性差,急需更灵活稳定的干燥工艺。

案例1:实验室小试开发窄粒径分布ADC发泡剂

某化工企业要开发供高端鞋材用的窄粒径ADC发泡剂产品,之前用传统烘干粉碎工艺,每批产品粒径跨度大,超标的大颗粒占比超过15%,下游客户反馈发泡后泡孔大小不均,次品率高,所以想用喷雾干燥直接一步得到合格粉末,先在实验室做小试验证工艺。本次实验物料是湿ADC发泡滤饼,调配成固含量18%的水基悬浮液,不需要添加壁材,使用那艾实验室小型喷雾干燥机NAI-LSD,二流体雾化方式,溶剂为纯水,进风温度设置105℃,出风温度稳定在65℃,进料泵转速设定15r/min,雾化压力控制在0.15MPa。刚开始试的时候进风温度调到120℃,结果出料含水率虽然低,但有3%左右的物料提前分解,发气量下降了10%,后来逐步调低进风温度,同时减慢进料速度,稳定出风温度在60-65℃之间,最终得到的产品含水率控制在0.35%,平均粒径120μm,粒径分布跨度比传统工艺缩小了42%,收率达到91%,发气量保留率98.2%,完全符合客户的指标要求。

案例2:有机溶剂法提纯ADC发泡剂中试干燥

某特种化工企业生产电子包装用开孔发泡材料,要求ADC发泡剂的杂质含量低于0.1%,生产过程中需要用有机溶剂提纯脱除缩合副产物,提纯后得到的有机相悬浮液需要干燥,常规敞口干燥不仅溶剂挥发不安全,还容易让物料结块,所以用那艾有机溶剂喷雾干燥机NAI-CLSD做中试干燥试验。本次物料是丙酮提纯后的ADC发泡剂有机悬浮液,固含量22%,不需要添加壁材,雾化方式为气流式,溶剂为丙酮,因为有机溶剂需要冷凝回收,设备提前开启冷凝回收系统,进风温度设置95℃,出风温度稳定在52℃,进料流量控制在12L/h,雾化压力0.2MPa。试验过程中一开始出现了雾化器出口粘壁的问题,后来调整了冷风夹带风量,把雾化出口温度控制低2℃,就解决了粘壁问题,最终溶剂回收率达到96.5%,成品杂质含量0.08%,含水率0.28%,收率89.3%,发气量完全符合特种发泡的要求,而且整个过程密闭无溶剂泄漏,安全达标。

案例3:热敏型低分解温度ADC发泡剂干燥放大

某改性塑料企业开发低温发泡级ADC发泡剂,通过活化改性把分解温度降到140℃左右,比常规ADC低30℃,这种改性产品对干燥温度非常敏感,稍微温度高一点就会提前分解失效,之前用传统低温烘干需要12小时,不仅生产效率低,还是会有8%左右的提前分解率,所以尝试用那艾真空低温喷雾干燥机NAI-VSD来做干燥生产试验。本次物料是改性活化后的ADC发泡剂水悬浮液,固含量16%,不需要添加壁材,雾化方式为二流体,溶剂为水,设备真空度控制在-0.08MPa,进风温度设置75℃,出风温度稳定在38℃,进料流量控制在8L/h,雾化压力0.12MPa。刚开始因为真空度波动,出风温度不稳定,一会儿高一会儿低,导致分解率忽高忽低,后来稳定了真空系统的控压精度,把出风温度波动控制在±1℃以内,问题就解决了。最终得到的成品提前分解率只有1.2%,含水率0.4%,收率90.1%,活性发气量保留率达到97.5%,生产时间从原来的12小时缩短到2小时,生产效率提升了好几倍。

三个案例都是围绕ADC发泡剂不同应用场景的干燥需求,用那艾不同类型的喷雾干燥设备都得到了符合要求的结果,和传统烘干粉碎工艺比,喷雾干燥一步成型,不需要后续粉碎筛分,产品粒径均匀度更好,发气量保留率更高,针对热敏改性和有机溶剂体系的特殊需求,也能通过匹配对应设备型号和调整温参数解决问题。从实验室小试到中试放大,工艺参数的调整逻辑都是一致的:核心是控制出风温度不超过ADC发泡剂的分解临界温度,再通过调整进料速度、雾化压力匹配出合适的含水率,对于特殊体系只要选对对应的防爆、真空设备,就能稳定得到合格产品,给ADC发泡剂的升级生产提供了一个靠谱的工艺路线。

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