深圳市海力尔技术有限公司
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一、物料混合分散研磨技术的作用及现状
(一)、物料混合分散研磨技术的作用
很多高质量浆料的性能除了与材料的配方有关以外,还与这些浆料的混合分散研磨工艺水平息息相关。目前我国电子、化工、能源、生物等领域的不少材料性能与海外先进国家的材料差距大。据分析,形成这样差距的原因是与我国目前这些材料的浆料的生产工艺的技术不如人家也有关系。海外供应商只卖浆料(如导电银浆、能源浆料、某些高要求油墨等等),不卖生产这些浆料的技术及设备给我国企业。我国不少企业为了保证自己的产品有吸引力,不得不花大量费用从海外进口浆料。为了打破这些困局,为了提高物料混合分散研磨的技术及设备水平,“高效能旋转振动装置”专利项目的研究成果应运而生了。
本研究项目具有相当重要的价值。它关系到很多材料性能的优劣,也关系到很多最终制品性能的优劣。不但关系到民用制品的优劣,也关系到国防制品的优劣。
(二)、物料混合分散研磨技术及设备的现状及其存在问题
在物料混合分散研磨领域,目前传统机械设备大概主要有这几大类型:
※棍棒式叶轮搅拌机;
※滚动式球磨机;
※单纯振动式混合研磨机;
※单纯旋转式混合研磨机;
※滚筒式三辊混合研磨机;
※行星式混合研磨机;
※带转子的砂磨机等等。
随着新材料的蓬勃发展,这些传统设备已经适应不了高要求的新材料的研制需要。如特别粘稠浆料的混合、纳米粉体的有效分散、超微细粉体的高效研磨等工艺,传统设备存在不少疑难,约束了材料科技的发展。
二、“高效能旋转振动装置”专利是高性能混合分散研磨技术的新突破
(一)、“高效能旋转振动装置”是在一个电机驱动下将“双向旋转运动与高强振动相叠加”、从而形成“旋转+振动”的运动方式,在不增加能源消耗的前提下大大增加了机械能。形成了下述专利项目:
※高效能旋转振动装置。发明专利号:ZL201010525041.4
2011年2月23日进入实质审查。2013年8月1日授权公开
(二)、“旋转+振动”技术及设备的优势
目前传统的设备中,旋转机与振动机是分开独立运作的,由于结构设计上的困难,在本专利项目之前,传统设备中并没有在一个电机带动下实现“双向旋转+振动”的设备。所以本专利项目是此技术领域的新突破!目前处于国际领先水平。产品注册品牌为“齊天大聖®”。GOLD MONKEY
“旋转”与“振动”分别单独运作方式存在很多不足,例如:
单纯旋转方式运作时,由于多种物料之间比重不同,在离心力作用下会出现分层现象。同时转速增大到一定数值时,离心力会迫使所有物料紧贴壁面而不能运作。单纯振动方式中振动的产生需要依靠凸轮或偏心块等强迫方式来产生,磨损大、故障率高,产生的振动力度也往往不足。对于粘稠度大的物料的混合分散研磨不得不依靠搅拌棒来解决。但是用搅拌棒又存在局部过热、气泡多、均匀度差等等问题。
采用“旋转+振动”的方式这些问题得到了妥善解决。而且“旋转+振动”技术中的振动不需要凸轮或偏心块等易损零件。旋转与振动的叠加方式是:“振动在旋转中,旋转产生振动。”设计先进、结构合理、安全可靠。
“旋转+振动”的运动方式效果多倍提高。物料在高速双向旋转中与振动相叠加,物料在振松动的同时在瞬间高速双向旋转,由于振动的存在,使旋转原点不断地变化,物料所受离心力的大小及方向也在不断地变化,大大增加了物料流的紊流度,明显地减少了离心力对分层的影响,因而可以有效地改善物料的混合分散研磨。试验及实用表明效果得到了多倍提高。目前已有近200台机器在大、中型企业中应用,很受欢迎。
可以肯定,双向旋转与高强振动相叠加并不是1+1等于2的关系,而是1+1可能大于10的关系。很多事实表明,某些难度较大的场合,单纯双向旋转机或单纯振动机不能做到的事,“双向旋转+振动”机却做到了。
图(2)是一个例子:在大粘稠的白色油墨中加入黑、黄色颜料,然后分别在单纯旋转机(进口设备)、单纯振动机(从美国进口的“X魔鬼”品牌机)以及本“双向旋转+振动”机(“齊天大聖®”机)中运作各30分钟。由图(2)看出单纯旋转机很不均匀,单纯振动机效果很差,而“旋转+振动”则效果很满意。
三、高效能旋转振动装置的技术和设备正在市场中以领先技术为企业解忧,并逐渐迈向独领风骚。
(一) 、目前市场上的混合分散研磨设备存在不少疑难,本研究设备正在为企业排忧解难,正在以更新换代方式替代传统设备。
大部分市场上需要高精度混合分散研磨的材料,本系列设备都可以起到很好的作用。用户行业很广,涉及电子、化工、能源、制药、化妆品、食品等行业。在电子线路板(PCB)企业用得最多,代替了传统的叶轮式搅拌机,搅出的油墨均匀、柔滑、无气泡。效率高,一台“旋转振动装置”超过20台“叶轮式搅拌机”的功能。相当于效率提高20倍以上。若企业每年需搅拌60,000罐一升装油墨,初步计算一年可以节省六万元(RMB)以上的费用(包括减少能源消耗、减少防治环境污染的费用等)。目前大型的PCB企业,特别是美资、港资、日资、台资企业很多都淘汰了叶轮式搅拌机,改而采用本研究项目的齊天大聖®牌“旋转振动装置”的高效混合研磨机。
在电子、化工、能源等领域的国际知名的一些大型企业也利用本研究项目的设备解决其疑难问题。如德资(基伊埃.GEA)、日资(京瓷.KYOCERA)、法资(法雷奥.VALEO)等企业的浆料的金属粉末沉淀后采用本项目的设备才能混合满意。东莞—马来西亚企业(嘉益电子)的导电银浆要从高粘稠度(15万cps)混合至适用的0.9~1.4万cps,其他设备做不到,本研究项目做到了。
苹果电脑、三星手机的代加工厂(伯恩光学——由香港富士光学投资的企业)的某种浆料的搅拌混合要求非常高,用传统设备一直未能解决问题,自从使用本项目的技术和设备后使疑难迎刃而解,苹果电脑驻厂代表指定要采用本项目的高效混合研磨机。目前伯恩集团已采购了本项目的几十台设备了。
其他的著名客户,如北京的艾默生(EMERSON)、富士康(FOXCONN)、比亚迪(BYD)、东莞、无锡的京瓷(KYOCERA)都是本项目设备的用户。
另外,一些需要纳米粉体有效分散的企业也一再表示,本项目设备帮助他们解决了应用纳米技术时有关纳米粉体分散的疑难关键问题。
总之,近几年来本项目研究已在众多企业中得到广泛的应用,协助用户解决了较长期未能解决的疑难,为这些企业创造了良好的效益。特别是在一线工作的工程技术人员特别感谢,因为本技术及设备让他们从原来打开容器盖进行混合分散研磨、整天蒙受化工有害挥发物污染包围中解脱出来,从整天挥汗忙碌身心疲惫地艰苦劳作却又不能及时满足生产线需要的工序中洒脱出来。这些工程技术人员一边舒畅地呼吸着新鲜空气、一边深情地感激着。但最大收益者还是企业,企业解决了疑难,提高了质量、增强了竞争力,效益倍增。
(二)、本研究项目可以在混合分散研磨领域创造奇迹,独领风骚
现有实践表明,本专利项目具有很强的生命力。因为它技术先进、用途非常广泛,是涉及很多行业.很多领域的通用设备。通过进一步的技术完善与市场拓展,预期在下述领域可以作出更大贡献。
1. 解决特别粘稠浆料混合的疑难。
目前电子、能源、化工等领域的浆料往往遇到特别粘稠浆料充分混合均匀的疑难问题,传统设备难以解决。目前本项目已有较成熟的解决方案,通过强化“旋转+振动”来解决上述疑难。这些问题的完满解决,将为高性能新材料研制作出贡献。
2、搞好纳米粉体的有效分散。
纳米技术应用中,纳米粉体在粘稠浆料内的分散是属世界级难题。利用本项目的研发成果,通过加强结构强度、提高运作转速、增加振动及摆动的强度来实现。
3. 实现对粉体进行亚纳米级的超细研磨。
为电子.化工.中医保健药. 能源等领域的材料进行超细研磨,达至很高性能。
4. 对传统设备进行更新换代。
针对不同的传统设备的不同缺陷,进一步改进本项目设备的功能,使本项目设备成为众多传统设备的综合代表,成为传统设备更新换代的最好选择。目标是:浆料研磨优于三辊机;导电银浆、电池浆料、油墨混匀优于叶轮搅拌机、单纯旋转机及单纯振动机;粉体分散研磨优于传统行星机;综合功能超越海外供应商引以为傲的砂磨机。具体措施如前节(2)、(3)项所述。
5. 为实现低碳环保作贡献。
进一步改善能源、电子、化工行业生产过程的环境污染问题。本项目设备进一步改善技术设计,加强密封手段,保证有关浆料不会污染人员、设备及周围环境。另外,由于本研究项目性能好、耗电量很小,在完成同样任务量的情况下耗电量是传统设备的50%以下。若与砂磨机相比本项目的功率消耗是砂磨机的1/5至1/10。可为实现低碳环保作出贡献。
6、实现真空搅拌.无气泡的效果。
目前,浆料搅拌后,电子、化工、能源浆料内存留极微细的气泡是这些浆料难以满足要求的大难题。本项目的设备利用高速离心原理,通过适当的技术设计和参数控制,使运作过程中的微细气泡会被浆料迫出,从而达到真空搅拌、无气泡的效果。这是本项目的优势之一。
7、促进变废为宝。
针对目前油墨、电子、化工、能源等浆料由于放置过久会出现老化、沉淀报废的问题做进一步工作,进一步增强设备功能,让这些宝贵的、处于报废边缘的浆料恢复“青春”、实现变废为宝。当前已有一些企业专门收集旧油墨利用本设备将其翻新以获取利润。
8. 为各类浆料生产工艺掀起革新浪潮。
将混合、分散、研磨工序三合为一,为涂料、油墨等浆料的生产工艺掀起革新浪潮。
深圳市海力尔技术有限公司执行董事 张天松 www. cnhkid.com
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