[发明专利]适用于脲醛模塑料的湿法造粒后粒子干燥的平板干燥器及粒子干燥方法

说明书

本发明涉及一种适用于脲醛模塑料的湿法造粒后粒子干燥的平板干燥器及粒子干燥方法。所述的平板干燥器包括加料器、箱体、热风干燥装置、物料输送装置和冷却出料单元。所述的物料输送装置采用单级带式输送装置，并且所选择的循环热风干燥装置的蒸汽加热器采用热空气出口位于物料输送装置的上方的方式设置，使得经过蒸汽加热器的空气直接吹到位于输送带上的物料上，从而使得输出蒸汽加热器的热空气高效直接地向物料传递热量，传热效率较高。与已有技术的多层的干燥设备相比，本发明的平板干燥器结构简单、能耗较低、干燥效率较高、产能较大，还安全环保。

技术领域

本发明涉及对塑料粒子进行干燥的技术领域，具体涉及一种适用于脲醛模塑料的湿法造粒后粒子干燥的平板干燥器及粒子干燥方法。

背景技术

脲醛模塑料是指以尿素与甲醛为原料，经缩聚反应得到脲醛树脂，再加填料、着色剂、润滑剂、增塑剂等而加工成的用于压塑的粉状物料（俗称电玉粉）或颗粒状物料。脲醛模塑料经加热、模压后则得到的相应的脲醛塑料制品。传统的脲醛模塑料的制造方法有两种。第一种采用的是一步法工艺，第二种采用的是二步法工艺。

所述的一步法工艺包括制浆、真空混合、粉碎和分筛（或压片）等步骤。所述制浆步骤是搅拌下在制浆罐中加入甲醛和作为催化剂的乌洛托品，混合后，再加入尿素而进行制浆，保持物料温度在40℃以下，使得甲醛与尿素发生加成反应，生成单羟甲基脲，而在体系内引入羟甲基基团。所述真空混合步骤是指将浆液经过过滤放至搅拌机中，再在搅拌机中加入剩余乌洛托品，然后加入颜料、润滑剂以及其他助剂，启动搅拌桨高速转动，使得甲醛与尿素发生进一步的加成反应而生成二羟甲基脲，以及发生脱水缩聚反应（也称为预缩聚反应）而生成线性结构的初期脲醛树脂。再加入作为填料的纤维素（通常是被粉碎的小纸片），待浆液被纤维素充分吸收之后，开启加热器，使得料温达到40℃时，开始抽真空，真空度保持在-85kPa以下，使得含水率至4%左右。物料缓慢升温直至升至75～80℃，反应20分钟后，卸料。在本步骤中，由于缩聚反应使得分子量不断增加，物料的粘度也不断增大。在不断的高速搅拌中，物料反复结团又反复被分散，最后成为大小基本相同的均匀的颗粒。所述的粉碎步骤，是将颗粒料粉碎。所述的分筛步骤，是通过过筛，取粉碎步骤后的20～100目之间的颗粒料作为氨基模塑料成品。所述的压片步骤，是将粉碎步骤后的物料压制成几毫米大小的片状成品。由上述描述可知，虽然一步法的流程比较短，而且密闭性较好，从而环保性较好。但是仍存在较多的技术问题，一是在其真空混合步骤中，由于要使得物料最终的含水率下降至4%左右，故反应和真空脱水时间要长达5个小时，而使得能耗较高。二是若在真空搅拌步骤中物料的颜色控制不好，所得到的模塑料成品的颜色则无法调整，严重者会导致本批产品的报废。三是对于模塑料成品来说，若脱模性能、固化时间和含水率等其他指标不适合用户要求，则也无法做出调整，严重者也会造成产品的报废。

所述的二步法的工艺与一步法相比，由真空捏合步骤代替真空混合步骤，并在真空捏合步骤之后，增加了采用专门的干燥设备的干燥步骤，而不是像一步法那样直接在真空混合设备中采用抽真空的方法脱去水分。之后，再经过粉碎、球磨、筛粉后得到粉状成品，或者对筛粉后的粉体进行造粒后得到颗粒状成品。二步法中的捏合，有利于加成和预缩聚反应，由于专门设置的干燥步骤，故在真空捏合中，对于含水率和预缩聚的反应程度，并无严苛的要求。因此，真空捏合步骤的时间可以比较短，从而使得能耗下降。所述的球磨步骤中，由于在加料时可以添加有关的辅助原料，而使得成品率较高。所述的造粒步骤中，需要进行干燥。

由上述描述可知，在二步法制造颗粒状脲醛模塑料的工艺中，造粒中的干燥是必不可少的工序。最早的干燥是采用需要人工翻料的烘箱进行干燥，但是该方法存在干燥效率低、干燥不均匀等缺陷，使得产品质量不稳定。后来，人们对干燥装置和干燥方式进行了改进，采用网带式烘箱进行干燥，在烘箱内部以不锈钢丝网作为物料传送带，不锈钢丝网的直径一般为0.7～0.8mm，网孔边长2mm，网带长度为30～38m，宽度为2m；干燥箱一般采用电热干燥，即对整个干燥箱进行加热。该种方法的脲醛模塑料在干燥箱里干燥的不均匀，靠近干燥箱壁的干燥效果好，而远离干燥箱壁的干燥效果较差，且干燥过程能耗较大。