冷冻粉碎简介
原材料和隔离剂
橡胶粉冷冻粉碎工艺通常使用的原材料包括生橡胶块、生橡胶颗粒和废橡胶。之所以选择这些材料，是因为它们能够在不影响结构完整性的情况下承受极寒条件。原材料的选择至关重要，因为它直接影响到最终胶粉产品的质量和一致性。
除原材料外，隔离剂的使用对防止结块和确保橡胶粉的均匀分散也至关重要。常用的隔离剂包括 硅碳黑 和二氧化硅。这些隔离剂可作为屏障，防止橡胶颗粒在研磨过程中粘在一起。这些隔离剂的效果至关重要，因为它们的正确使用可显著提高冷冻粉碎过程的效率和产量。
| 隔离剂 | 功能 |
|---|---|
| 硅炭黑 | 防止结块，确保橡胶颗粒均匀分散 |
| 二氧化硅 | 起隔离作用，防止橡胶颗粒粘在一起 |
原材料和隔离剂的选择和应用是冷冻粉碎过程中的关键步骤，影响着所生产粉末橡胶的整体质量和性能。
制冷剂类型
在胶粉冷冻粉碎过程中，制冷剂的选择对最终产品的效率和质量起着至关重要的作用。该工艺中使用的两种主要制冷剂是液氨和空气涡轮膨胀机。每种方法都有其独特的特点和应用，因此橡胶粉产品也多种多样。
液氨冷冻法
液氨冷冻法使用液氨作为制冷剂，快速冷冻橡胶材料。这种方法特别有效，因为氨具有高导热性，可快速传热和高效冷冻。快速冷冻过程有助于保留橡胶的分子结构，从而保持其固有特性。在需要保持橡胶弹性和柔韧性的应用中，这种方法通常是首选。
空气涡轮胀管机冷冻法
相比之下，空气涡轮膨胀机冷方法利用焦耳-汤姆森效应实现冷却。这种方法是将高压空气通过涡轮膨胀，使温度显著下降。产生的冷空气随后用于冻结橡胶材料。这种技术因其能源效率和可扩展性而在工业环境中具有优势。它尤其适用于需要持续高效冷却的大规模操作。
这两种方法都有各自的优势，并根据生产工艺的具体要求进行选择，例如所需的粒度、产量以及保持某些材料特性的需要。因此，选择适当的制冷剂方法是冷冻粉碎过程中的一项关键决策，会影响生产橡胶粉的整体效率和质量。
低温粉碎方法
两步液氮喷涂法
该工艺首先将胶块切割成 150mm x 150mm 大小的均匀胶块。然后对这些胶块进行液氮喷射，使其温度迅速降低到超低温-80℃。在这种低温下，橡胶块会变脆，从而被粗暴地粉碎成小于 2 毫米的颗粒。
经过初步粉碎后，橡胶颗粒缩小到 2 毫米以下，再进行第二轮液氮喷射。这一二次冷冻步骤可确保颗粒均匀冷却，进一步提高其脆性。随后，对颗粒进行细粉碎，这一过程一直持续到 95% 以上的颗粒的粒度小于 150 微米。这种两步法不仅确保了精细粉末的高产量，还在整个过程中保持了橡胶材料的完整性和质量。
深度冷却法
在深冷法中，整个橡胶块被浸没在液氮浴中，在低至 -160°C 的温度下快速深冷。这种极度低温会导致橡胶变脆，使其破碎成小块。这些较小的橡胶碎片随后被送入锤式粉碎机。在粉碎橡胶的过程中，-80°C 的液氮会持续喷射，以保持材料的脆性并促进进一步破碎。这一过程一直持续到橡胶颗粒缩小到 150 微米或更小为止。
这种方法对于因弹性和韧性而难以在常温下粉碎的材料尤为有效。使用液氮不仅能确保橡胶保持脆性状态，还能防止材料粘附在机器上，从而提高粉碎过程的效率。深冷法是生产粉末状橡胶的关键步骤，为各种工业应用提供了一种可靠而高效的方法，以达到所需的粒度。
常温和低温组合法
完全依赖常温法或低温法会给精细橡胶粉的生产带来巨大挑战。常温法往往无法达到所需的细度，而低温法虽然有效，但能源成本过高。因此，一种将常温和低温工艺相结合的混合方法成为一种实用的解决方案。
首先，在室温下对橡胶进行初步粉碎，将块状材料粉碎成易于处理的 6 毫米碎片。这一步骤有助于随后的低温处理，将碎片橡胶置于零下 80°C 的液氮中。快速冷冻可固定橡胶颗粒，使其变脆并易于细碎。
在达到所需的脆性后，冷冻橡胶将被置于齿盘式粉碎机或锤式粉碎机中进行最后的粉碎。这一精细工序可确保橡胶颗粒的平均直径减小到 150 微米以下。此外，还可将冷冻碎片导入低温粉碎机，利用类似原理达到所需的粒度。
这种组合方法不仅优化了能源消耗，还提高了橡胶粉的细度和均匀性，使其成为工业应用中的上佳选择。
低温研磨的优点
研磨效率
低温研磨大大提高了各种材料的回收能力，尤其是那些传统方法难以粉碎的材料。这项技术利用超低温介质实现更高效的研磨过程。例如，塑料和橡胶等材料以其韧性和柔韧性著称，将它们置于极冷的温度下可以有效地研磨它们。
最常见的方法之一是使用液氮将这些材料冷冻到低至 -160°C 的温度。这种深度冷却方法不仅能使材料变硬，还能使它们变得更脆，从而使研磨更容易、更精确。这一过程可分为几个关键步骤：
- 材料制备:首先将橡胶块或塑料颗粒等原材料切割成易于处理的小块。
- 初步冷冻:然后将这些碎片置于液氮中，使其温度迅速降至 -160°C 。
- 粗磨:将冷冻后的碎片进行粗磨，使其变成更小的碎片。
- 二次冷冻:较小的碎片再次暴露在液氮中，以确保均匀冷冻。
- 精细研磨:最后，将这些均匀冷冻的碎片细磨到所需的粒度，通常小于 150 微米。
这种系统化的方法不仅能确保更高效地研磨材料，还能使材料达到一致和均匀的粒度，这对各种工业应用至关重要。
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