[发明专利]用于生产膨胀的微球体的装置

说明书

本发明涉及一种用于使未膨胀的、可热膨胀的热塑性微球体膨胀的装置，包括：具有入口和出口的加热区；在加热区的上游并与之连通并能在加热区中产生高于大气压力的压力的泵；用于加热加热区的机构；具有入口和出口的膨胀区，膨胀区的入口以产生压降的方式连接到加热区的出口，使膨胀区的压力低于加热区的压力；以及在膨胀区的下游的背压发生器，其构造成在膨胀区中产生可变的反压。本发明还涉及一种用于使未膨胀的、可热膨胀的热塑性微球体膨胀的方法，其中，微球体包括封装发泡剂的热塑性聚合物，发泡剂是沸点不高于热塑性聚合物壳体的软化温度的液体。该方法包括：借助于能在加热区中产生高于大气压力的压力的泵将未膨胀的、可热膨胀的热塑性微球体的浆料进给到加热区中；在足够高到能确保微球体不完全膨胀的压力下将微球体加热到其软化温度以上的温度；以使得能产生压降的方式将如此加热的微球体从加热区送到膨胀区，从而导致膨胀区中的压力足够低，以使微球体膨胀；以及从膨胀区中移出膨胀的微球体；其中，膨胀区构造成借助于膨胀区的下游的背压发生器产生可变的反压。

技术领域

本发明涉及一种用于生产膨胀的热塑性微球体的方法及其装置。

背景技术

可热膨胀的微球体是本领域已知的，并且在例如美国专利号NO.3615972中进行了详细描述。具有不同膨胀温度的各种等级的可膨胀微球体可作为干燥自由流动的微球体和微球体的含水浆料从AkzoNobel以商标Expancel^TM商购。

这种可膨胀的微球体包含封装在热塑性壳体内的发泡剂。加热后，在壳体软化的同时，发泡剂蒸发以增加内部压力，从而导致微球体显著膨胀，通常膨胀其直径的2至5倍。

热塑性微球体可以未膨胀或预膨胀的形式用于各种应用中。使用干燥(基本上无水)预膨胀微球体的产品示例是乳化炸药中的敏化剂、溶剂基涂料和各种热固性材料(如培养的大理石、聚酯腻子和人造木材)中的轻质填料。在许多产品如水基涂料和涂层、热敏打印纸、多孔陶瓷和乳化炸药中都使用了湿预膨胀微球体。

运输预膨胀的微球体需要相当大的空间，因此，经常将未膨胀的微球体运输到为获得膨胀微球体的最终用户并进行现场膨胀。然后，可紧挨用于生产最终产品例如上方提到的那些中的任何一种最终产品的过程地使微球体膨胀或可使微球体在用于生产最终产品的过程中被膨胀。

已经开发了用于膨胀热塑性微球体的各种方法和装置。

US 5484815和US 7192989公开了适用于膨胀干燥微球体的方法和装置。

US 4513106公开了一种方法和装置，其适用于通过将足以加热微球体的蒸汽量引入压力区中的浆料来膨胀含水浆料中的微球体，并至少使其部分膨胀，然后使部分膨胀的微球体在压降下离开压力区，微球体进一步膨胀并以至少1m/s的速度加速流动。

在WO2014198532中描述了一种用于非膨胀的可热膨胀微球体的膨胀器，其中将在合适载体中的微球体的浆料带入压力区中并加热，而不使该浆料直接与加热介质接触。加热区可以例如是热交换器。与蒸汽膨胀相比，间接加热的优点是无需将(额外的)水引入到浆料中。间接加热还允许使用除蒸汽和水以外的其他加热介质和浆料介质，因此在温度范围上具有更大的灵活性。

WO2014198532中公开的设备包括能够承受至少4巴压力的加热区。该设备包括用于将可热膨胀的热塑性微球体浆料进料到加热区中的泵。泵能够在加热区内产生至少4巴的压力。维持加热区内的压力，以使可热膨胀的热塑性微球体不完全膨胀。该设备包括用于将加热区内的可热膨胀的热塑性微球体浆料加热至至少60℃温度的装置，而该浆料不与任何流体传热介质直接接触。在将微球体在加热区中加热之后，将浆料从加热区抽出并经历压降，进入具有足够低到能使微球体开始膨胀的压力的区域。