技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于橡膠濕法混煉設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種填料乳液霧化干燥連續(xù)性生產(chǎn)設(shè)備，將填料乳膠的驟溫破碎與分散干燥工藝相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)填料在乳膠中的均勻分散與分布，阻止填料分散后的聚集，制得分布與分散良好的填料乳液，進(jìn)而制備得到力學(xué)性能優(yōu)良，綜合力學(xué)性能和動(dòng)態(tài)力學(xué)性能顯著提高的橡膠復(fù)合材料。

背景技術(shù)：
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隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和材料學(xué)科的持續(xù)發(fā)展，人類(lèi)使用的材料也在更新和進(jìn)步，高分子材料及其制品已占領(lǐng)了生活中的各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)以及各個(gè)部門(mén)，大到航天飛機(jī)的某個(gè)部件，小到一個(gè)螺釘，都有可能采用高分子材料；橡膠作為一種重要的戰(zhàn)略性物資，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)、高新技術(shù)和國(guó)防軍工等領(lǐng)域，但是由于橡膠強(qiáng)度低、模量低、耐磨性和抗疲勞性差，沒(méi)有實(shí)用性，所以絕大多數(shù)橡膠都需要填充補(bǔ)強(qiáng)劑。在現(xiàn)有技術(shù)中，炭黑和白炭黑作為主要的補(bǔ)強(qiáng)劑廣泛應(yīng)用于橡膠制品中，包括石墨烯、碳納米管和碳碳復(fù)合材料等的新興填料/橡膠復(fù)合材料的制備和應(yīng)用也成為研究熱點(diǎn)。

橡膠復(fù)合材料制備過(guò)程最關(guān)鍵的工序是混煉，混煉工序的本質(zhì)就是將各種配合劑混入生膠中，以制成質(zhì)量均勻的混煉膠的過(guò)程，也是橡膠與各種配合劑的混合與分散過(guò)程；可以說(shuō)，混煉是橡膠制品加工過(guò)程中第一道也是最重要的一道工序，混煉膠質(zhì)量的好壞直接影響到橡膠制品的質(zhì)量、性能及其使用壽命；目前，我國(guó)橡膠工業(yè)的混煉多采用密煉機(jī)多段式混煉方法，由于高聚物的高彈特性，導(dǎo)致了混煉過(guò)程是一個(gè)不斷生熱升溫的過(guò)程，為防止膠料焦燒破壞膠料的性能并達(dá)到配合劑均勻分散的目的，混煉過(guò)程不得不反復(fù)進(jìn)行，對(duì)橡膠制品的性能產(chǎn)生了不可逆轉(zhuǎn)的影響；為了提高混煉效率，新的混煉方法和工藝層出不窮，包括低溫一次法、串聯(lián)式混煉和連續(xù)混煉等，這些新的混煉技術(shù)在混煉效率和混煉質(zhì)量上具有很好的均衡效果，但是，這些機(jī)械混煉技術(shù)中的填料的分散等級(jí)不能達(dá)到設(shè)定的程度，即使延長(zhǎng)混煉時(shí)間，膠料的混煉質(zhì)量也不會(huì)得到很大的提高。為了獲得更好的混煉質(zhì)量，人們嘗試將超聲波和固體干冰等新能量注入到混煉過(guò)程中以打破填料的聚集體，提高橡膠混煉質(zhì)量，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)這些新的技術(shù)手段只是在一定程度上改善了填料的微觀(guān)分散程度，但是與高端橡膠制品的要求仍存在一定的差距，對(duì)于新興填料/橡膠復(fù)合材料的制備，機(jī)械混煉的技術(shù)手段無(wú)法滿(mǎn)足填料分散的需求；基于新興填料優(yōu)異的物理性質(zhì)和高的比表面積顯示了其在橡膠補(bǔ)強(qiáng)方面極大的潛力，作為具有非常高的增強(qiáng)效率和效果的橡膠納米填料能夠賦予橡膠材料諸如導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和氣體阻隔性，改善橡膠材料的動(dòng)態(tài)性能，對(duì)提高橡膠制品的性能和功能具有特別的意義，為高性能橡膠制品的研制提供了一種途徑。在目前的橡膠制品中未見(jiàn)到新興填料的工業(yè)化應(yīng)用，歸其原因主要有以下兩點(diǎn)：一是新興材料很難以機(jī)械共混的方式混入到橡膠母體中，新興材料在橡膠基體中分散性很差，易出現(xiàn)大顆粒的填料聚集體較多，導(dǎo)致橡膠復(fù)合材料性能有很大程度的下降；二是新興材料在溶液共混過(guò)程中不可避免的要使用對(duì)環(huán)境有危害的有機(jī)溶劑，橡膠種類(lèi)和還原劑的不同可能會(huì)引起橡膠的降解，嚴(yán)重降低了膠料的性能。

目前，橡膠納米復(fù)合材料的濕法制備主要采用化學(xué)方法處理新興材料與膠乳乳液，利用攪拌的方式將納米填料均勻分散在膠乳中，然后絮凝制得濕法混煉膠，這種方法和工藝中加入了化學(xué)試劑，對(duì)膠料性能產(chǎn)生了很大影響，降低了橡膠制品的質(zhì)量和使用壽命；例如中國(guó)專(zhuān)利201110064299.3公開(kāi)的濕法混煉天然橡膠料的制備方法，其對(duì)傳統(tǒng)混煉技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，在制取的膠乳溶液中加入醋酸絮凝，經(jīng)洗膠機(jī)洗膠和脫水，再在干燥箱中干燥4-6h，干燥后即可得到天然橡膠的混煉膠料。強(qiáng)酸絮凝存在難以避免的缺陷，不僅會(huì)影響操作人員的身體健康，腐蝕設(shè)備，絮凝后的長(zhǎng)時(shí)間烘干容易產(chǎn)生影響環(huán)境的酸性氣體，如果強(qiáng)酸清洗不干凈還會(huì)影響后續(xù)的硫化時(shí)間，酸性環(huán)境下硫化會(huì)導(dǎo)致硫化時(shí)間滯后。因此，研發(fā)一種提高濕法混煉過(guò)程中填料分散程度的填料乳液霧化干燥連續(xù)性生產(chǎn)設(shè)備，采用無(wú)酸絮凝的方法，阻止填料分散后的重聚，縮短生產(chǎn)周期，提高橡膠的性能和強(qiáng)度，很有科學(xué)和應(yīng)用價(jià)性，也具有良好的社會(huì)和應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，研發(fā)設(shè)計(jì)一種填料乳液的驟溫破碎和分散干燥工藝連續(xù)性設(shè)備，實(shí)現(xiàn)混煉過(guò)程的連續(xù)化生產(chǎn)，提高生成效率，降低能耗，增強(qiáng)橡膠母膠混煉的均勻性、分散性和綜合性能，實(shí)現(xiàn)橡膠復(fù)合材料的連續(xù)性工業(yè)化生產(chǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的填料乳液霧化干燥連續(xù)性生產(chǎn)設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)包括一號(hào)儲(chǔ)水罐、攪拌罐、輸送稱(chēng)量裝置、連續(xù)液相研磨機(jī)、填料乳膠攪拌罐、預(yù)處理乳膠灌、高壓霧化噴射裝置、輥筒刮板裝置、二號(hào)儲(chǔ)水罐、二次雙螺桿脫水裝置、干燥裝置和雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)；一號(hào)儲(chǔ)水罐與攪拌罐管道式連接，攪拌罐分別與輸送稱(chēng)量裝置和連續(xù)液相研磨機(jī)管道式連接，連續(xù)液相研磨機(jī)與填料乳膠攪拌罐管道式連接，填料乳膠攪拌罐分別與預(yù)處理乳膠灌和高壓霧化噴射裝置管道式連接，高壓霧化噴射裝置與輥筒刮板裝置管道式連接，輥筒刮板裝置與二號(hào)儲(chǔ)水罐連接，輥筒刮板裝置與二次雙螺桿脫水裝置管道式連接，二次雙螺桿脫水裝置與干燥裝置管道式連接，干燥裝置與雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)管道式連接。

本發(fā)明涉及的一號(hào)儲(chǔ)水罐、攪拌罐、輸送稱(chēng)量裝置、填料乳膠攪拌罐、預(yù)處理乳膠灌、輥筒刮板裝置、二號(hào)儲(chǔ)水罐和干燥裝置均為市售產(chǎn)品，一號(hào)儲(chǔ)水罐的主體結(jié)構(gòu)與二號(hào)儲(chǔ)水罐的主體結(jié)構(gòu)相同；連續(xù)液相研磨機(jī)主體結(jié)構(gòu)包括底座支架、研磨機(jī)筒、填料水分散體入口、填料乳液出口、檢查口、從動(dòng)輪、主動(dòng)輪、減速器和電動(dòng)機(jī)；板狀結(jié)構(gòu)的底座支架的上部設(shè)置有內(nèi)空式圓柱形結(jié)構(gòu)的研磨機(jī)筒，研磨機(jī)筒的一端設(shè)置有圓形結(jié)構(gòu)的填料水分散體入口，研磨機(jī)筒的另一端設(shè)置有圓形結(jié)構(gòu)的填料乳液出口，研磨機(jī)筒上靠近填料水分散體入口的一端頂面開(kāi)設(shè)有圓形結(jié)構(gòu)的檢查口，研磨機(jī)筒上靠近填料乳液出口的一端外圍套設(shè)有圓環(huán)形結(jié)構(gòu)的從動(dòng)輪，底座支架的下部設(shè)置有輪狀結(jié)構(gòu)的主動(dòng)輪，從動(dòng)輪與主動(dòng)輪齒合式連接，主動(dòng)輪通過(guò)減速器與電動(dòng)機(jī)機(jī)械傳動(dòng)式連接；底座支架和研磨機(jī)筒的材質(zhì)均為不銹鋼；填料水分散體入口的直徑大于填料乳液出口的直徑；檢查口便于對(duì)研磨機(jī)筒進(jìn)行檢查和維修；從動(dòng)輪在主動(dòng)輪的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)研磨機(jī)筒在底座支架上進(jìn)行360度圓周運(yùn)動(dòng)；減速器和電動(dòng)機(jī)共同作用為主動(dòng)輪提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的力；高壓霧化噴射裝置主體結(jié)構(gòu)包括支座、液體分散罐、乳液漿料入口管、乳膠漿料出口管、左端壓力罐、中間壓力罐、右端壓力罐、連接管、連接管架、輸液管、噴嘴、輸氣管、空氣管道、空氣入口管、液體調(diào)節(jié)器、液體過(guò)濾器、液體關(guān)閉閥、液體壓力表、氣體調(diào)節(jié)器、氣體過(guò)濾器、氣體關(guān)閉閥和氣體壓力表；內(nèi)空式矩形框架結(jié)構(gòu)的支座的內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)空式燈籠形結(jié)構(gòu)的液體分散罐，液體分散罐的頂部與圓形管狀結(jié)構(gòu)的乳液漿料入口管連通，液體分散罐的底部與圓形管狀結(jié)構(gòu)的乳膠漿料出口管連通，支座的兩個(gè)平行的長(zhǎng)邊外側(cè)分別設(shè)置有內(nèi)空式圓形結(jié)構(gòu)的左端壓力罐、中間壓力罐和右端壓力罐，左端壓力罐與中間壓力罐之間和中間壓力罐與右端壓力罐之間均設(shè)置有內(nèi)空式圓柱形結(jié)構(gòu)的連接管，左端壓力罐、中間壓力罐和右端壓力罐通過(guò)連接管連接成為弧形結(jié)構(gòu)，兩個(gè)中間壓力罐之間設(shè)置有內(nèi)空式結(jié)構(gòu)的連接管架，乳液漿料入口管與連接管架的中心連通，左端壓力罐、中間壓力罐和右端壓力罐的上表面中心處均設(shè)置有內(nèi)空式圓柱形結(jié)構(gòu)的輸液管，輸液管與噴嘴的一端連接，噴嘴的另一端與內(nèi)空式圓柱形結(jié)構(gòu)的輸氣管連接，輸氣管與圓弧形管狀結(jié)構(gòu)的空氣管道連通，空氣管道的中部與圓弧形管狀結(jié)構(gòu)的空氣入口管連通，輸液管上從靠近噴嘴的一端到遠(yuǎn)離噴嘴的一端依次設(shè)置有液體調(diào)節(jié)器、液體過(guò)濾器和液體關(guān)閉閥，液體調(diào)節(jié)器上設(shè)置有液體壓力表，輸氣管上從靠近噴嘴的一端到遠(yuǎn)離噴嘴的一端依次設(shè)置有氣體調(diào)節(jié)器、氣體過(guò)濾器和氣體關(guān)閉閥，氣體調(diào)節(jié)器上設(shè)置有氣體壓力表；支座作為液體分散罐的安裝支架并為液體分散罐提供支撐力；液體分散罐作為乳液漿料的分散霧化場(chǎng)所；乳液漿料入口管作為乳液漿料的入口通道；乳膠漿料出口管作為填料乳膠的出口通道；左端壓力罐、中間壓力罐和右端壓力罐收集乳液漿料并受到空氣壓力的作用為乳液漿料加壓；連接管作為左端壓力罐與中間壓力罐和中間壓力罐與右端壓力罐之間的連接通道；連接管架作為中間壓力罐的連接通道并將支座兩側(cè)的左端壓力罐、中間壓力罐和右端壓力罐連接成為一體；輸液管作為液態(tài)乳液漿料進(jìn)入噴嘴的輸送通道；噴嘴為壓力式空氣霧化噴嘴，壓力式空氣霧化噴嘴的工作原理是通過(guò)液體壓力或氣體壓力將液體輸送到噴嘴口，液體和氣體在壓力霧化噴嘴的液體帽里面混合后通過(guò)壓力式霧化噴嘴的噴嘴孔噴射出來(lái)，空氣帽能夠控制霧化噴嘴的噴霧形狀，噴嘴作為乳液漿料的噴射口將乳液漿料噴射成霧狀，實(shí)現(xiàn)填料在乳膠中的分散目的；輸氣管、空氣管道和空氣入口管共同作用作為空氣進(jìn)入噴嘴的通道；液體調(diào)節(jié)器用于調(diào)節(jié)液態(tài)乳液漿料的流速；液體過(guò)濾器用于濾除液態(tài)乳液漿料中的固態(tài)物質(zhì)；液體關(guān)閉閥的用途是開(kāi)閉輸液管；液體壓力表用于監(jiān)測(cè)輸液管的壓力；氣體調(diào)節(jié)器用于調(diào)節(jié)氣體的流速；氣體過(guò)濾器用于濾除氣體中的固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)；氣體關(guān)閉閥用于開(kāi)閉輸氣管；氣體壓力表用于監(jiān)測(cè)輸氣管的壓力；噴嘴的工作流程為乳液漿料和壓縮空氣由噴嘴噴出，起到對(duì)天然乳膠混合液的霧化作用；在噴射時(shí)，乳液漿料液柱與壓縮空氣之間有很大的速度差，乳液漿料液柱由于壓縮空氣的擾動(dòng)而發(fā)生分裂和破碎，使混合液到達(dá)霧化效果。以白炭黑/天然橡膠混合液為例，混合液在高壓作用下急劇霧化，白炭黑團(tuán)聚體會(huì)被充分打散，使白炭黑顆粒更加細(xì)化，乳膠粒子表面的保護(hù)膜在氣體振動(dòng)波的作用下以及其與氣體的摩擦作用下被破壞，進(jìn)而白炭黑粒子與橡膠烴分子接觸，填充到橡膠分子鏈中，與橡膠分子結(jié)合；由于霧化是在瞬間完成，橡膠烴分子鏈的體積瞬間增大，被釋放出來(lái)的橡膠烴分子鏈充分伸展，大量的白炭黑顆粒完全填充進(jìn)橡膠烴分子鏈之間，最大限度的提高白炭黑在天然橡膠中的填充量，得到高填充量的白炭黑膠料，同時(shí)，霧化之后天然膠乳/白炭黑漿料混合液更加均勻，白炭黑填料在其中的分散性能得到進(jìn)一步優(yōu)化；二次雙螺桿脫水裝置主體結(jié)構(gòu)包括底部支座、萬(wàn)向輪、腳剎片、電機(jī)、聯(lián)軸器、減速機(jī)、雙螺桿、機(jī)筒、乳膠漿料進(jìn)口、水道、排水管、集水管、溫控箱、母煉膠膠片出口和排氣孔；倒u形結(jié)構(gòu)的底部支座的四個(gè)角部分別設(shè)置有圓形結(jié)構(gòu)的萬(wàn)向輪，底部支座與萬(wàn)向輪之間設(shè)置有對(duì)萬(wàn)向輪進(jìn)行制動(dòng)的腳剎片，底部支座的頂部右端設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與減速機(jī)的一端機(jī)械傳動(dòng)式連接，減速機(jī)的另一端與圓形管狀結(jié)構(gòu)的雙螺桿機(jī)械傳動(dòng)式連接，雙螺桿的外圍包覆有矩形管狀結(jié)構(gòu)機(jī)筒，機(jī)筒的右端上表面開(kāi)設(shè)有矩形結(jié)構(gòu)的乳膠漿料進(jìn)口，機(jī)筒的中段內(nèi)壁上設(shè)置有圓環(huán)形結(jié)構(gòu)的水道，水道通過(guò)圓形管狀結(jié)構(gòu)的排水管與圓形管狀結(jié)構(gòu)的集水管連通，機(jī)筒的左端設(shè)置有溫控箱，溫控箱與圓形管狀結(jié)構(gòu)的母煉膠膠片出口連通，機(jī)筒的上表面均勻間隔式開(kāi)設(shè)有4-6個(gè)圓形結(jié)構(gòu)的排氣孔；底部支座的材質(zhì)為不銹鋼，底部支座為電機(jī)、聯(lián)軸器、減速機(jī)、雙螺桿、機(jī)筒、水道、排水管和集水管提供安裝空間和支持力；萬(wàn)向輪能夠帶動(dòng)底部支座運(yùn)動(dòng)，免除了底部支座的搬動(dòng)；腳剎片能夠?qū)θf(wàn)向輪進(jìn)行制動(dòng)，限定萬(wàn)向輪的位置；電機(jī)的功率為15kw，減速機(jī)的傳動(dòng)比為5，電機(jī)、聯(lián)軸器和減速機(jī)為雙螺桿提供持續(xù)的動(dòng)力；雙螺桿對(duì)母膠進(jìn)行擠壓脫水；機(jī)筒作為母膠擠壓脫水的空間；乳膠漿料進(jìn)口作為乳膠漿料進(jìn)入機(jī)筒的入口；水道的內(nèi)部有高溫蒸汽，乳膠漿料中被擠壓出的水分被水道的內(nèi)部的高溫蒸汽瞬間氣化由排氣孔排出，排水管用于將乳膠漿料中被擠壓出的水分排入集水管中；集水管用于收集排水管排出的水分；溫控箱采用換熱溫控系統(tǒng)，用于提高機(jī)筒內(nèi)部的熱交換率，為乳膠漿料的擠壓提供適宜的溫度環(huán)境；母煉膠膠片出口作為母煉膠膠片排出機(jī)筒出口；排氣孔作為水蒸氣排出機(jī)筒的出口；雙螺桿由進(jìn)料段、ⅰ級(jí)擠壓段、ⅱ級(jí)擠壓段、擠壓排氣段和出料段構(gòu)成；進(jìn)料段、ⅰ級(jí)擠壓段和ⅱ級(jí)擠壓段均采用導(dǎo)程變距式的螺桿結(jié)構(gòu)，進(jìn)料段的長(zhǎng)度為220mm，進(jìn)料段的長(zhǎng)徑比為11:3，進(jìn)料段的螺距由60mm依次漸變變小，進(jìn)料段的螺槽深度為6mm；ⅰ級(jí)擠壓段的長(zhǎng)度為90mm，ⅰ級(jí)擠壓段的長(zhǎng)徑比為3:2，ⅰ級(jí)擠壓段的螺距由40mm依次漸變小，ⅰ級(jí)擠壓段的螺槽深度為6mm；ⅱ級(jí)擠壓段的長(zhǎng)度為100mm，ⅱ級(jí)擠壓段的長(zhǎng)徑比為5:2，ⅱ級(jí)擠壓段的螺距由100mm依次漸變小，ⅱ級(jí)擠壓段的螺槽深度為6mm；螺距依次漸變變小，能夠改變壓縮比，使物料得到壓縮，物料在進(jìn)入后續(xù)擠壓段后放松，物料經(jīng)歷壓縮和放松的反復(fù)過(guò)程；在乳膠漿料脫水過(guò)程中，乳膠漿料由進(jìn)料段進(jìn)入，乳膠漿料、雙螺桿及機(jī)筒的內(nèi)壁互相之間存在的強(qiáng)有力的摩擦力將母膠向前輸送，同時(shí)由于變距式的結(jié)構(gòu)雙螺桿的螺距自左向右逐漸變小，對(duì)乳膠漿料產(chǎn)生強(qiáng)有力的輸送和擠壓作用，促使乳膠漿料內(nèi)部的水分及時(shí)的被擠壓出；首先，進(jìn)料段螺桿對(duì)乳膠漿料產(chǎn)生一定的送料和擠壓作用后，乳膠漿料進(jìn)入ⅰ級(jí)擠壓段，在ⅰ級(jí)擠壓段，ⅰ級(jí)擠壓段的螺距漸變變小且小于進(jìn)料段的螺距，乳膠漿料與ⅰ級(jí)擠壓段之間的擠壓作用要高于乳膠漿料與進(jìn)料段之間的擠壓作用，乳膠漿料受到更強(qiáng)的擠壓作用，乳膠漿料內(nèi)部的水分?jǐn)D壓出，有效的提高了脫水效果，大部分水分由ⅰ級(jí)擠壓段底部的排水管排出機(jī)筒，乳膠漿料繼續(xù)被輸送進(jìn)入到ⅱ級(jí)擠壓段和擠壓排氣段，ⅱ級(jí)擠壓段的螺距增大，乳膠漿料受到的擠壓作用減小，乳膠漿料由壓緊的狀態(tài)變?yōu)樗砷_(kāi)，乳膠漿料形成被擠壓和被釋放的狀態(tài)，有利于乳膠漿料內(nèi)部的水分脫出，脫水效果更加優(yōu)異，乳膠漿料內(nèi)的水分被進(jìn)一步擠壓，機(jī)筒內(nèi)壁上的通有高溫蒸汽的環(huán)形水道將被擠壓出的水分瞬間汽化為水蒸氣，水蒸氣由排氣孔排出，母煉膠膠片進(jìn)入出料段后被排出機(jī)筒，排出的母煉膠膠片的含水量為3％，由此，完成整個(gè)擠壓脫水過(guò)程；雙螺桿增加了長(zhǎng)徑比，以延長(zhǎng)對(duì)乳膠漿料進(jìn)行擠壓的時(shí)間：乳膠漿料在機(jī)筒內(nèi)的停留時(shí)間取決與雙螺桿的轉(zhuǎn)速和長(zhǎng)徑比，在轉(zhuǎn)速一定的情況下，增大螺桿的長(zhǎng)徑比，能夠延長(zhǎng)乳膠漿料在機(jī)筒內(nèi)的停留時(shí)間，使得乳膠漿料的擠壓作用延長(zhǎng)，含水量降低，提高脫水的效果；但長(zhǎng)徑比超過(guò)設(shè)定的范圍，乳膠漿料在機(jī)筒內(nèi)的停留時(shí)間超過(guò)設(shè)定時(shí)間，會(huì)造成乳膠漿料的過(guò)度擠壓和機(jī)筒的熱作用，影響乳膠漿料的性能，且長(zhǎng)徑比的增加使得雙螺桿的加工難度增大，制造成本加大，根據(jù)以上限定條件，雙螺桿直徑選取60mm，長(zhǎng)徑比l/d選取25；雙螺桿采用漸變壓縮比和減小雙螺桿之間的間隙的技術(shù)手段，以提高雙螺桿的脫水效果：在壓縮比一定的前提下，漸變壓縮比和減小的雙螺桿之間的間隙能夠提高乳膠漿料在螺槽中的填充率，乳膠漿料在輸送的過(guò)程中不斷被壓緊和松開(kāi)，機(jī)筒內(nèi)的壓力發(fā)生曲線(xiàn)變化，乳膠漿料受到的擠壓作用隨著壓力進(jìn)行變化，機(jī)筒內(nèi)的壓力發(fā)生曲線(xiàn)變化有利于對(duì)乳膠漿料產(chǎn)生良好的脫水效果；雙螺桿的螺紋頭數(shù)、螺紋升角、螺棱寬度和螺槽深度是重要的參數(shù)，其與雙螺桿二次脫水裝置的能耗、生產(chǎn)率和擠壓效果有直接的關(guān)系：螺桿直徑一定時(shí)，螺紋升角與導(dǎo)程成正比，選定合適的螺紋升角在保證乳膠漿料向前輸送和提高產(chǎn)能的同時(shí)，也能確保母膠具有良好的脫水效果，螺紋升角減小則會(huì)加大雙螺桿的軸向力，并影響產(chǎn)能；螺槽深度對(duì)生產(chǎn)率的影響最為明顯，螺槽深度減小，乳膠漿料與機(jī)筒內(nèi)壁之間的摩擦和擠壓作用增強(qiáng)，但螺槽內(nèi)的乳膠漿料的有效容積減小，生產(chǎn)效率降低；螺棱寬度決定螺棱上的動(dòng)力消耗，螺棱加寬，螺棱與機(jī)筒間漏流減小，擠壓作用和正位移輸送能力增強(qiáng)；雙螺桿二次脫水裝置使用時(shí)，與計(jì)算機(jī)建立連接，計(jì)算機(jī)對(duì)乳膠漿料的擠壓溫度、壓力和雙螺桿的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)主體結(jié)構(gòu)包括底座板、減速箱、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、齒輪箱、料筒、連接支架、母膠進(jìn)料口和混煉膠出料口；板狀結(jié)構(gòu)的底座板的上表面一端設(shè)置有減速箱，減速箱的一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)械傳動(dòng)式連接，減速箱的另一端與齒輪箱機(jī)械傳動(dòng)式連接，齒輪箱與內(nèi)空式矩形結(jié)構(gòu)的料筒連接，底座板與料筒之間架設(shè)有梯子狀結(jié)構(gòu)的連接支架，料筒上靠近齒輪箱的一端設(shè)置有廣口結(jié)構(gòu)的母膠進(jìn)料口，料筒上遠(yuǎn)離齒輪箱的一端設(shè)置有圓形結(jié)構(gòu)的混煉膠出料口；底座板的材質(zhì)為不銹鋼；減速箱、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和齒輪箱共同作用為料筒提供轉(zhuǎn)動(dòng)作用力；連接支架用于支撐和加固料筒；母膠進(jìn)料口作為物料的入口通道；混煉膠出料口作為物料的出口通道。

本發(fā)明涉及的一號(hào)儲(chǔ)水罐用于存儲(chǔ)水并按照要求將水輸送至攪拌罐中；攪拌罐用于攪拌水與粉體填料的混合物以制備填料水分散體并將填料水分散體輸送至連續(xù)液相研磨機(jī)中；輸送稱(chēng)量裝置用于精確稱(chēng)量設(shè)定質(zhì)量的粉體填料并將粉體填料輸送至攪拌罐中；連續(xù)液相研磨機(jī)對(duì)填料水分散體進(jìn)行研磨破碎，使填料與水混合均勻，同時(shí)將填料的粒徑磨細(xì)，以制備填料乳液并將填料乳液輸送至填料乳膠攪拌罐中；填料乳膠攪拌罐用于充分?jǐn)嚢杼盍先橐号c預(yù)處理后的天然乳膠的混合液以使二者混合均勻，制備得到填料乳液-天然乳膠漿料后將填料乳液-天然乳膠漿料輸送至高壓霧化噴射裝置中；預(yù)處理乳膠灌中充有經(jīng)過(guò)超聲處理的設(shè)定質(zhì)量百分比濃度的液態(tài)si69水溶液，預(yù)處理乳膠灌對(duì)天然乳膠進(jìn)行預(yù)處理并將預(yù)處理后的天然乳膠輸送至填料乳膠攪拌罐中；高壓霧化噴射裝置對(duì)填料乳液-天然乳膠漿料進(jìn)行高壓霧化噴射得到填料在天然乳膠中分散和分布均勻的填料-天然乳膠漿料并輸送至輥筒刮板裝置中；輥筒刮板裝置對(duì)填料-天然乳膠漿料進(jìn)行高溫瞬間干燥后將填料-天然乳膠漿料吸附在輥筒上，用水將輥筒上的填料-天然乳膠漿料浸濕，用刮刀刮下浸濕后的填料-天然乳膠漿料后將其輸送至二次雙螺桿脫水裝置中；二號(hào)儲(chǔ)水罐用水存儲(chǔ)水并將水輸送至輥筒刮板裝置中；二次雙螺桿脫水裝置對(duì)填料-天然乳膠漿料進(jìn)行干燥、初步脫水和二次脫水后通過(guò)成型機(jī)頭擠出母煉膠膠片，將母煉膠膠片輸送至干燥裝置中；干燥裝置對(duì)母煉膠膠片進(jìn)行微波連續(xù)形式的干燥使其形成母膠，將母膠輸送至雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)中；雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)將母膠和配合劑連續(xù)定量地加入到橡膠中進(jìn)行連續(xù)混煉后形成并擠出混煉膠。

本發(fā)明涉及的填料包括石墨烯、白炭黑、炭黑、蒙脫土、碳碳復(fù)合材料和碳納米管的納米級(jí)填料。

本實(shí)施例涉及的填料乳液霧化干燥連續(xù)性生產(chǎn)設(shè)備制備填料乳液的工藝過(guò)程包括制備填料水分散體、制備填料乳液、制備填料乳液-天然乳膠漿料、制備填料-天然乳膠漿料、制備母煉膠膠片、制備母膠和制備混煉膠共七個(gè)步驟：

(1)制備白炭黑水分散體：輸送稱(chēng)量裝置按照設(shè)定要求稱(chēng)取白炭黑后輸送至攪拌罐中，儲(chǔ)水罐1按照設(shè)定的配比將水加入攪拌罐中，在常溫條件下，攪拌罐對(duì)其內(nèi)部的白炭黑和水以100-500rpm的速度進(jìn)行1-10min的初步攪拌混合，制備得到質(zhì)量百分比濃度為15-35％的分散均勻的白炭黑水分散體；

(2)制備白炭黑乳液：白炭黑水分散體被輸送到連續(xù)液相研磨機(jī)中進(jìn)行研磨破碎，使白炭黑與水均勻混合，制備得到白炭黑乳液，根據(jù)研磨時(shí)間的不同，白炭黑的平均粒徑為15-25um并呈正態(tài)分布；

(3)制備白炭黑乳液-天然乳膠漿料：將白炭黑乳液和經(jīng)過(guò)預(yù)處理乳膠灌處理的天然乳膠按照設(shè)定的配比輸送至填料乳膠攪拌罐中以100-500rpm的速度進(jìn)行1-10min的攪拌，制備得到混合均勻的白炭黑乳液-天然乳膠漿料；

(4)制備白炭黑-天然乳膠漿料：白炭黑乳液-天然乳膠漿料被輸送至高壓霧化噴射裝置中后，采用虹吸式原理建立負(fù)壓的高壓霧化噴射裝置對(duì)白炭黑乳液-天然乳膠漿料進(jìn)行高壓多股噴射與霧化，高壓多股噴射與霧化的噴射壓力為0.5-3mpa，噴射角度為-60-60°，液流直徑為1.0-3.0mm，使白炭黑乳液-天然乳膠漿料在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生對(duì)流碰撞和混合，從而使白炭黑乳液與天然乳膠進(jìn)一步均勻混合，霧化后的白炭黑乳液與天然乳膠在混合后與高壓霧化噴射裝置的混合室內(nèi)壁接觸后凝聚并形成液滴，液滴在重力作用下沿內(nèi)壁流淌，在混合室底部對(duì)液滴進(jìn)行收集，得到混合均勻的白炭黑-天然乳膠漿料；

(5)制備母煉膠膠片：白炭黑-天然乳膠漿料在0.5-1.5mpa的壓力條件下被輸送至采用上下兩種進(jìn)液方式的進(jìn)入輥筒刮板裝置中，溫度為150℃的輥筒對(duì)白炭黑-天然乳膠漿料進(jìn)行瞬間干燥，干燥后的白炭黑-天然乳膠漿料附著在輥筒上，通過(guò)二號(hào)儲(chǔ)水罐把水輸送至輥筒刮板裝置，水噴灑在輥筒上將干燥后的白炭黑-天然乳膠漿料浸濕，以便刮刀刮下白炭黑-天然乳膠漿料，脫水段的機(jī)筒上開(kāi)設(shè)的出水口使水分及時(shí)排出，經(jīng)過(guò)一次脫水的白炭黑-天然乳膠漿料的含水量下降至10-20％，將經(jīng)一次脫水的白炭黑-天然乳膠漿料輸送至二次雙螺桿脫水裝置中進(jìn)行二次脫水，經(jīng)過(guò)二次脫水的白炭黑-天然乳膠漿料的含水量下降至6-10％，二次雙螺桿脫水裝置的成型機(jī)頭將經(jīng)過(guò)二次脫水的白炭黑-天然乳膠漿料擠出，制備得到母煉膠膠片；

(6)制備母膠：母煉膠膠片輸送至干燥裝置中，干燥裝置對(duì)母煉膠膠片進(jìn)行微波連續(xù)性干燥，使母煉膠的含水量進(jìn)一步下降至1-5％，制備得到母膠；

(7)制備混煉膠：母膠和配合劑按照設(shè)定的配比連續(xù)定量地加入到雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)中在溫度為120-145℃的條件下進(jìn)行連續(xù)混煉后排膠，制備得到混煉膠；配合劑包括zno、sad、防老劑4020、促進(jìn)劑d、促進(jìn)劑cz和s。

本發(fā)明制備的白炭黑乳液預(yù)聚體包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為100、60、2、2、10、2、1.3、1.2和1的天然乳膠、白炭黑、zno、sad、si69、防老劑4020、促進(jìn)劑d、促進(jìn)劑cz和s；天然膠乳為泰國(guó)產(chǎn)的質(zhì)量百分比濃度為60％的天然乳膠；白炭黑為青島羅地亞有限公司生產(chǎn)的白炭黑；zno和sad的添加量均為天然乳膠質(zhì)量的0.3-2％；si69水溶液的添加量為白炭黑質(zhì)量的8％；促進(jìn)劑d、防老劑4020、促進(jìn)劑cz和s均為市售的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，基于驟溫破碎和高溫閃蒸技術(shù)，采用功能化異向雙轉(zhuǎn)子對(duì)膠料進(jìn)行強(qiáng)力剪切、拉伸及折卷，實(shí)現(xiàn)了填料和配合劑的均勻分散與分布，連續(xù)液相研磨機(jī)對(duì)填料水分散體進(jìn)行研磨破碎，使填料與水混合均勻，同時(shí)將填料的粒徑磨細(xì)，以制備填料乳液并將填料乳液輸送至填料乳膠攪拌罐中，高壓霧化噴射裝置對(duì)填料乳液-天然乳膠漿料進(jìn)行高壓霧化噴射得到填料在天然乳膠中分散和分布均勻的填料-天然乳膠漿料并輸送至輥筒刮板裝置中，二次雙螺桿脫水裝置對(duì)填料-天然乳膠漿料進(jìn)行干燥、初步脫水和二次脫水后通過(guò)成型機(jī)頭擠出母煉膠膠片，將母煉膠膠片輸送至干燥裝置中，雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)將母膠和配合劑連續(xù)定量地加入到橡膠中進(jìn)行連續(xù)混煉后形成并擠出混煉膠；其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠有效減少粉塵污染，實(shí)現(xiàn)混煉膠的連續(xù)性生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能耗25％以上，顯著降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)出的混煉膠均勻性好、質(zhì)量高，綜合性能高。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2為本發(fā)明涉及的連續(xù)液相研磨機(jī)的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖3為本發(fā)明涉及的高壓霧化噴射裝置的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖4為本發(fā)明涉及的高壓霧化噴射裝置的局部結(jié)構(gòu)放大原理示意圖。

圖5為本發(fā)明涉及的噴嘴的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖6為本發(fā)明涉及的噴嘴的噴射霧化原理示意圖。

圖7為本發(fā)明涉及的二次雙螺桿脫水裝置的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖8為本發(fā)明涉及的雙螺桿的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖9為本發(fā)明涉及的雙螺桿進(jìn)料段的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖10為本發(fā)明涉及的雙螺桿ⅰ級(jí)擠壓段的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖11為本發(fā)明涉及的雙螺桿ⅱ級(jí)擠壓段的結(jié)構(gòu)原理示意圖

圖12為本發(fā)明涉及的雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖13為本發(fā)明涉及的填料乳液的制備工藝流程框圖。

圖14為本發(fā)明實(shí)施例涉及的白炭黑乳液預(yù)聚體的制備工藝流程框圖。

具體實(shí)施方式：

下面通過(guò)實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例涉及的填料乳液霧化干燥連續(xù)性生產(chǎn)設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)包括一號(hào)儲(chǔ)水罐1、攪拌罐2、輸送稱(chēng)量裝置3、連續(xù)液相研磨機(jī)4、填料乳膠攪拌罐5、預(yù)處理乳膠灌6、高壓霧化噴射裝置7、輥筒刮板裝置8、二號(hào)儲(chǔ)水罐9、二次雙螺桿脫水裝置10、干燥裝置11和雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)12；一號(hào)儲(chǔ)水罐1與攪拌罐2管道式連接，攪拌罐2分別與輸送稱(chēng)量裝置3和連續(xù)液相研磨機(jī)4管道式連接，連續(xù)液相研磨機(jī)4與填料乳膠攪拌罐5管道式連接，填料乳膠攪拌罐5分別與預(yù)處理乳膠灌6和高壓霧化噴射裝置7管道式連接，高壓霧化噴射裝置7與輥筒刮板裝置8管道式連接，輥筒刮板裝置8與二號(hào)儲(chǔ)水罐9連接，輥筒刮板裝置8與二次雙螺桿脫水裝置10管道式連接，二次雙螺桿脫水裝置10與干燥裝置11管道式連接，干燥裝置11與雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)12管道式連接。

本實(shí)施例涉及的一號(hào)儲(chǔ)水罐1、攪拌罐2、輸送稱(chēng)量裝置3、填料乳膠攪拌罐5、預(yù)處理乳膠灌6、輥筒刮板裝置8、二號(hào)儲(chǔ)水罐9和干燥裝置11均為市售產(chǎn)品，一號(hào)儲(chǔ)水罐1的主體結(jié)構(gòu)與二號(hào)儲(chǔ)水罐9的主體結(jié)構(gòu)相同；連續(xù)液相研磨機(jī)4主體結(jié)構(gòu)包括底座支架41、研磨機(jī)筒42、填料水分散體入口43、填料乳液出口44、檢查口45、從動(dòng)輪46、主動(dòng)輪47、減速器48和電動(dòng)機(jī)49；板狀結(jié)構(gòu)的底座支架41的上部設(shè)置有內(nèi)空式圓柱形結(jié)構(gòu)的研磨機(jī)筒42，研磨機(jī)筒42的一端設(shè)置有圓形結(jié)構(gòu)的填料水分散體入口43，研磨機(jī)筒42的另一端設(shè)置有圓形結(jié)構(gòu)的填料乳液出口44，研磨機(jī)筒42上靠近填料水分散體入口43的一端頂面開(kāi)設(shè)有圓形結(jié)構(gòu)的檢查口45，研磨機(jī)筒42上靠近填料乳液出口44的一端外圍套設(shè)有圓環(huán)形結(jié)構(gòu)的從動(dòng)輪46，底座支架41的下部設(shè)置有輪狀結(jié)構(gòu)的主動(dòng)輪47，從動(dòng)輪46與主動(dòng)輪47齒合式連接，主動(dòng)輪47通過(guò)減速器48與電動(dòng)機(jī)49機(jī)械傳動(dòng)式連接；底座支架41和研磨機(jī)筒42的材質(zhì)均為不銹鋼；填料水分散體入口43的直徑大于填料乳液出口44的直徑；檢查口45便于對(duì)研磨機(jī)筒42進(jìn)行檢查和維修；從動(dòng)輪46在主動(dòng)輪47的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)研磨機(jī)筒42在底座支架41上進(jìn)行360度圓周運(yùn)動(dòng)；減速器48和電動(dòng)機(jī)49共同作用為主動(dòng)輪47提供旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的力；高壓霧化噴射裝置7主體結(jié)構(gòu)包括支座51、液體分散罐52、乳液漿料入口管53、乳膠漿料出口管54、左端壓力罐55、中間壓力罐56、右端壓力罐57、連接管58、連接管架59、輸液管60、噴嘴61、輸氣管62、空氣管道63、空氣入口管64、液體調(diào)節(jié)器65、液體過(guò)濾器66、液體關(guān)閉閥67、液體壓力表68、氣體調(diào)節(jié)器69、氣體過(guò)濾器70、氣體關(guān)閉閥71和氣體壓力表72；內(nèi)空式矩形框架結(jié)構(gòu)的支座51的內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)空式燈籠形結(jié)構(gòu)的液體分散罐52，液體分散罐52的頂部與圓形管狀結(jié)構(gòu)的乳液漿料入口管53連通，液體分散罐52的底部與圓形管狀結(jié)構(gòu)的乳膠漿料出口管54連通，支座51的兩個(gè)平行的長(zhǎng)邊外側(cè)分別設(shè)置有內(nèi)空式圓形結(jié)構(gòu)的左端壓力罐55、中間壓力罐56和右端壓力罐57，左端壓力罐55與中間壓力罐56之間和中間壓力罐56與右端壓力罐57之間均設(shè)置有內(nèi)空式圓柱形結(jié)構(gòu)的連接管58，左端壓力罐55、中間壓力罐56和右端壓力罐57通過(guò)連接管58連接成為弧形結(jié)構(gòu)，兩個(gè)中間壓力罐56之間設(shè)置有內(nèi)空式結(jié)構(gòu)的連接管架59，乳液漿料入口管53與連接管架59的中心連通，左端壓力罐55、中間壓力罐56和右端壓力罐57的上表面中心處均設(shè)置有內(nèi)空式圓柱形結(jié)構(gòu)的輸液管60，輸液管60與噴嘴61的一端連接，噴嘴61的另一端與內(nèi)空式圓柱形結(jié)構(gòu)的輸氣管62連接，輸氣管62與圓弧形管狀結(jié)構(gòu)的空氣管道63連通，空氣管道63的中部與圓弧形管狀結(jié)構(gòu)的空氣入口管64連通，輸液管60上從靠近噴嘴61的一端到遠(yuǎn)離噴嘴61的一端依次設(shè)置有液體調(diào)節(jié)器65、液體過(guò)濾器66和液體關(guān)閉閥67，液體調(diào)節(jié)器65上設(shè)置有液體壓力表68，輸氣管62上從靠近噴嘴61的一端到遠(yuǎn)離噴嘴61的一端依次設(shè)置有氣體調(diào)節(jié)器69、氣體過(guò)濾器70和氣體關(guān)閉閥71，氣體調(diào)節(jié)器69上設(shè)置有氣體壓力表72；支座51作為液體分散罐52的安裝支架并為液體分散罐52提供支撐力；液體分散罐52作為乳液漿料的分散霧化場(chǎng)所；乳液漿料入口管53作為乳液漿料的入口通道；乳膠漿料出口管54作為填料乳膠的出口通道；左端壓力罐55、中間壓力罐56和右端壓力罐57收集乳液漿料并受到空氣壓力的作用為乳液漿料加壓；連接管58作為左端壓力罐55與中間壓力罐56和中間壓力罐56與右端壓力罐57之間的連接通道；連接管架59作為中間壓力罐56的連接通道并將支座51兩側(cè)的左端壓力罐55、中間壓力罐56和右端壓力罐57連接成為一體；輸液管60作為液態(tài)乳液漿料進(jìn)入噴嘴61的輸送通道；噴嘴61為壓力式空氣霧化噴嘴，壓力式空氣霧化噴嘴的工作原理是通過(guò)液體壓力或氣體壓力將液體輸送到噴嘴口，液體和氣體在壓力霧化噴嘴的液體帽里面混合后通過(guò)壓力式霧化噴嘴的噴嘴孔噴射出來(lái)，空氣帽能夠控制霧化噴嘴的噴霧形狀，噴嘴61作為乳液漿料的噴射口將乳液漿料噴射成霧狀，實(shí)現(xiàn)填料在乳膠中的分散目的；輸氣管62、空氣管道63和空氣入口管64共同作用作為空氣進(jìn)入噴嘴61的通道；液體調(diào)節(jié)器65用于調(diào)節(jié)液態(tài)乳液漿料的流速；液體過(guò)濾器66用于濾除液態(tài)乳液漿料中的固態(tài)物質(zhì)；液體關(guān)閉閥67的用途是開(kāi)閉輸液管60；液體壓力表68用于監(jiān)測(cè)輸液管60的壓力；氣體調(diào)節(jié)器69用于調(diào)節(jié)氣體的流速；氣體過(guò)濾器70用于濾除氣體中的固態(tài)和液態(tài)物質(zhì)；氣體關(guān)閉閥71用于開(kāi)閉輸氣管62；氣體壓力表72用于監(jiān)測(cè)輸氣管62的壓力；噴嘴61的工作流程為乳液漿料和壓縮空氣由噴嘴61噴出，起到對(duì)天然乳膠混合液的霧化作用；在噴射時(shí)，乳液漿料液柱與壓縮空氣之間有很大的速度差，乳液漿料液柱由于壓縮空氣的擾動(dòng)而發(fā)生分裂和破碎，使混合液到達(dá)霧化效果。以白炭黑/天然橡膠混合液為例，混合液在高壓作用下急劇霧化，白炭黑團(tuán)聚體會(huì)被充分打散，使白炭黑顆粒更加細(xì)化，乳膠粒子表面的保護(hù)膜在氣體振動(dòng)波的作用下以及其與氣體的摩擦作用下被破壞，進(jìn)而白炭黑粒子與橡膠烴分子接觸，填充到橡膠分子鏈中，與橡膠分子結(jié)合；由于霧化是在瞬間完成，橡膠烴分子鏈的體積瞬間增大，被釋放出來(lái)的橡膠烴分子鏈充分伸展，大量的白炭黑顆粒完全填充進(jìn)橡膠烴分子鏈之間，最大限度的提高白炭黑在天然橡膠中的填充量，得到高填充量的白炭黑膠料，同時(shí)，霧化之后天然膠乳/白炭黑漿料混合液更加均勻，白炭黑填料在其中的分散性能得到進(jìn)一步優(yōu)化；二次雙螺桿脫水裝置10主體結(jié)構(gòu)包括底部支座73、萬(wàn)向輪74、腳剎片75、電機(jī)76、聯(lián)軸器77、減速機(jī)78、雙螺桿79、機(jī)筒80、乳膠漿料進(jìn)口81、水道82、排水管83、集水管84、溫控箱85、母煉膠膠片出口86和排氣孔87；倒u形結(jié)構(gòu)的底部支座73的四個(gè)角部分別設(shè)置有圓形結(jié)構(gòu)的萬(wàn)向輪74，底部支座73與萬(wàn)向輪74之間設(shè)置有對(duì)萬(wàn)向輪74進(jìn)行制動(dòng)的腳剎片75，底部支座73的頂部右端設(shè)置有電機(jī)76，電機(jī)76通過(guò)聯(lián)軸器77與減速機(jī)78的一端機(jī)械傳動(dòng)式連接，減速機(jī)78的另一端與圓形管狀結(jié)構(gòu)的雙螺桿79機(jī)械傳動(dòng)式連接，雙螺桿79的外圍包覆有矩形管狀結(jié)構(gòu)機(jī)筒80，機(jī)筒80的右端上表面開(kāi)設(shè)有矩形結(jié)構(gòu)的乳膠漿料進(jìn)口81，機(jī)筒80的中段內(nèi)壁上設(shè)置有圓環(huán)形結(jié)構(gòu)的水道82，水道82通過(guò)圓形管狀結(jié)構(gòu)的排水管83與圓形管狀結(jié)構(gòu)的集水管84連通，機(jī)筒80的左端設(shè)置有溫控箱85，溫控箱85與圓形管狀結(jié)構(gòu)的母煉膠膠片出口86連通，機(jī)筒80的上表面均勻間隔式開(kāi)設(shè)有4-6個(gè)圓形結(jié)構(gòu)的排氣孔87；底部支座73的材質(zhì)為不銹鋼，底部支座73為電機(jī)76、聯(lián)軸器77、減速機(jī)78、雙螺桿79、機(jī)筒80、水道82、排水管83和集水管84提供安裝空間和支持力；萬(wàn)向輪74能夠帶動(dòng)底部支座73運(yùn)動(dòng)，免除了底部支座73的搬動(dòng)；腳剎片75能夠?qū)θf(wàn)向輪74進(jìn)行制動(dòng)，限定萬(wàn)向輪74的位置；電機(jī)76的功率為15kw，減速機(jī)78的傳動(dòng)比為5，電機(jī)76、聯(lián)軸器77和減速機(jī)78為雙螺桿79提供持續(xù)的動(dòng)力；雙螺桿79對(duì)母膠進(jìn)行擠壓脫水；機(jī)筒80作為母膠擠壓脫水的空間；乳膠漿料進(jìn)口81作為乳膠漿料進(jìn)入機(jī)筒80的入口；水道82的內(nèi)部有高溫蒸汽，乳膠漿料中被擠壓出的水分被水道82的內(nèi)部的高溫蒸汽瞬間氣化由排氣孔87排出，排水管83用于將乳膠漿料中被擠壓出的水分排入集水管84中；集水管84用于收集排水管82排出的水分；溫控箱85采用換熱溫控系統(tǒng)，用于提高機(jī)筒80內(nèi)部的熱交換率，為乳膠漿料的擠壓提供適宜的溫度環(huán)境；母煉膠膠片出口86作為母煉膠膠片排出機(jī)筒80出口；排氣孔87作為水蒸氣排出機(jī)筒80的出口；雙螺桿79由進(jìn)料段、ⅰ級(jí)擠壓段、ⅱ級(jí)擠壓段、擠壓排氣段和出料段構(gòu)成；進(jìn)料段、ⅰ級(jí)擠壓段和ⅱ級(jí)擠壓段均采用導(dǎo)程變距式的螺桿結(jié)構(gòu)，進(jìn)料段的長(zhǎng)度為220mm，進(jìn)料段的長(zhǎng)徑比為11:3，進(jìn)料段的螺距由60mm依次漸變變小，進(jìn)料段的螺槽深度為6mm；ⅰ級(jí)擠壓段的長(zhǎng)度為90mm，ⅰ級(jí)擠壓段的長(zhǎng)徑比為3:2，ⅰ級(jí)擠壓段的螺距由40mm依次漸變小，ⅰ級(jí)擠壓段的螺槽深度為6mm；ⅱ級(jí)擠壓段的長(zhǎng)度為100mm，ⅱ級(jí)擠壓段的長(zhǎng)徑比為5:2，ⅱ級(jí)擠壓段的螺距由100mm依次漸變小，ⅱ級(jí)擠壓段的螺槽深度為6mm；螺距依次漸變變小，能夠改變壓縮比，使物料得到壓縮，物料在進(jìn)入后續(xù)擠壓段后放松，物料經(jīng)歷壓縮和放松的反復(fù)過(guò)程；在乳膠漿料脫水過(guò)程中，乳膠漿料由進(jìn)料段進(jìn)入，乳膠漿料、雙螺桿79及機(jī)筒80的內(nèi)壁互相之間存在的強(qiáng)有力的摩擦力將母膠向前輸送，同時(shí)由于變距式的結(jié)構(gòu)雙螺桿79的螺距自左向右逐漸變小，對(duì)乳膠漿料產(chǎn)生強(qiáng)有力的輸送和擠壓作用，促使乳膠漿料內(nèi)部的水分及時(shí)的被擠壓出；首先，進(jìn)料段螺桿對(duì)乳膠漿料產(chǎn)生一定的送料和擠壓作用后，乳膠漿料進(jìn)入ⅰ級(jí)擠壓段，在ⅰ級(jí)擠壓段，ⅰ級(jí)擠壓段的螺距漸變變小且小于進(jìn)料段的螺距，乳膠漿料與ⅰ級(jí)擠壓段之間的擠壓作用要高于乳膠漿料與進(jìn)料段之間的擠壓作用，乳膠漿料受到更強(qiáng)的擠壓作用，乳膠漿料內(nèi)部的水分?jǐn)D壓出，有效的提高了脫水效果，大部分水分由ⅰ級(jí)擠壓段底部的排水管83排出機(jī)筒80，乳膠漿料繼續(xù)被輸送進(jìn)入到ⅱ級(jí)擠壓段和擠壓排氣段，ⅱ級(jí)擠壓段的螺距增大，乳膠漿料受到的擠壓作用減小，乳膠漿料由壓緊的狀態(tài)變?yōu)樗砷_(kāi)，乳膠漿料形成被擠壓和被釋放的狀態(tài)，有利于乳膠漿料內(nèi)部的水分脫出，脫水效果更加優(yōu)異，乳膠漿料內(nèi)的水分被進(jìn)一步擠壓，機(jī)筒80內(nèi)壁上的通有高溫蒸汽的環(huán)形水道82將被擠壓出的水分瞬間汽化為水蒸氣，水蒸氣由排氣孔87排出，母煉膠膠片進(jìn)入出料段后被排出機(jī)筒80，排出的母煉膠膠片的含水量為3％，由此，完成整個(gè)擠壓脫水過(guò)程；雙螺桿79增加了長(zhǎng)徑比，以延長(zhǎng)對(duì)乳膠漿料進(jìn)行擠壓的時(shí)間：乳膠漿料在機(jī)筒80內(nèi)的停留時(shí)間取決與雙螺桿79的轉(zhuǎn)速和長(zhǎng)徑比，在轉(zhuǎn)速一定的情況下，增大螺桿的長(zhǎng)徑比，能夠延長(zhǎng)乳膠漿料在機(jī)筒80內(nèi)的停留時(shí)間，使得乳膠漿料的擠壓作用延長(zhǎng)，含水量降低，提高脫水的效果；但長(zhǎng)徑比超過(guò)設(shè)定的范圍，乳膠漿料在機(jī)筒80內(nèi)的停留時(shí)間超過(guò)設(shè)定時(shí)間，會(huì)造成乳膠漿料的過(guò)度擠壓和機(jī)筒80的熱作用，影響乳膠漿料的性能，且長(zhǎng)徑比的增加使得雙螺桿79的加工難度增大，制造成本加大，根據(jù)以上限定條件，雙螺桿79直徑選取60mm，長(zhǎng)徑比l/d選取25；雙螺桿79采用漸變壓縮比和減小雙螺桿79之間的間隙的技術(shù)手段，以提高雙螺桿79的脫水效果：在壓縮比一定的前提下，漸變壓縮比和減小的雙螺桿79之間的間隙能夠提高乳膠漿料在螺槽中的填充率，乳膠漿料在輸送的過(guò)程中不斷被壓緊和松開(kāi)，機(jī)筒80內(nèi)的壓力發(fā)生曲線(xiàn)變化，乳膠漿料受到的擠壓作用隨著壓力進(jìn)行變化，機(jī)筒80內(nèi)的壓力發(fā)生曲線(xiàn)變化有利于對(duì)乳膠漿料產(chǎn)生良好的脫水效果；雙螺桿79的螺紋頭數(shù)、螺紋升角、螺棱寬度和螺槽深度是重要的參數(shù)，其與雙螺桿二次脫水裝置的能耗、生產(chǎn)率和擠壓效果有直接的關(guān)系：螺桿直徑一定時(shí)，螺紋升角與導(dǎo)程成正比，選定合適的螺紋升角在保證乳膠漿料向前輸送和提高產(chǎn)能的同時(shí)，也能確保母膠具有良好的脫水效果，螺紋升角減小則會(huì)加大雙螺桿79的軸向力，并影響產(chǎn)能；螺槽深度對(duì)生產(chǎn)率的影響最為明顯，螺槽深度減小，乳膠漿料與機(jī)筒80內(nèi)壁之間的摩擦和擠壓作用增強(qiáng)，但螺槽內(nèi)的乳膠漿料的有效容積減小，生產(chǎn)效率降低；螺棱寬度決定螺棱上的動(dòng)力消耗，螺棱加寬，螺棱與機(jī)筒間漏流減小，擠壓作用和正位移輸送能力增強(qiáng)；雙螺桿二次脫水裝置使用時(shí)，與計(jì)算機(jī)建立連接，計(jì)算機(jī)對(duì)乳膠漿料的擠壓溫度、壓力和雙螺桿79的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)12主體結(jié)構(gòu)包括底座板91、減速箱92、驅(qū)動(dòng)電機(jī)93、齒輪箱94、料筒95、連接支架96、母膠進(jìn)料口97和混煉膠出料口98；板狀結(jié)構(gòu)的底座板91的上表面一端設(shè)置有減速箱92，減速箱92的一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)93機(jī)械傳動(dòng)式連接，減速箱92的另一端與齒輪箱94機(jī)械傳動(dòng)式連接，齒輪箱94與內(nèi)空式矩形結(jié)構(gòu)的料筒95連接，底座板91與料筒95之間架設(shè)有梯子狀結(jié)構(gòu)的連接支架96，料筒95上靠近齒輪箱94的一端設(shè)置有廣口結(jié)構(gòu)的母膠進(jìn)料口97，料筒95上遠(yuǎn)離齒輪箱94的一端設(shè)置有圓形結(jié)構(gòu)的混煉膠出料口98；底座板91的材質(zhì)為不銹鋼；減速箱92、驅(qū)動(dòng)電機(jī)93和齒輪箱94共同作用為料筒95提供轉(zhuǎn)動(dòng)作用力；連接支架96用于支撐和加固料筒95；母膠進(jìn)料口97作為物料的入口通道；混煉膠出料口98作為物料的出口通道。

本實(shí)施例涉及的一號(hào)儲(chǔ)水罐1用于存儲(chǔ)水并按照要求將水輸送至攪拌罐2中；攪拌罐2用于攪拌水與粉體填料的混合物以制備填料水分散體并將填料水分散體輸送至連續(xù)液相研磨機(jī)4中；輸送稱(chēng)量裝置3用于精確稱(chēng)量設(shè)定質(zhì)量的粉體填料并將粉體填料輸送至攪拌罐2中；連續(xù)液相研磨機(jī)4對(duì)填料水分散體進(jìn)行研磨破碎，使填料與水混合均勻，同時(shí)將填料的粒徑磨細(xì)，以制備填料乳液并將填料乳液輸送至填料乳膠攪拌罐5中；填料乳膠攪拌罐5用于充分?jǐn)嚢杼盍先橐号c預(yù)處理后的天然乳膠的混合液以使二者混合均勻，制備得到填料乳液-天然乳膠漿料后將填料乳液-天然乳膠漿料輸送至高壓霧化噴射裝置7中；預(yù)處理乳膠灌6中充有經(jīng)過(guò)超聲處理的設(shè)定質(zhì)量百分比濃度的液態(tài)si69水溶液，預(yù)處理乳膠灌6對(duì)天然乳膠進(jìn)行預(yù)處理并將預(yù)處理后的天然乳膠輸送至填料乳膠攪拌罐5中；高壓霧化噴射裝置7對(duì)填料乳液-天然乳膠漿料進(jìn)行高壓霧化噴射得到填料在天然乳膠中分散和分布均勻的填料-天然乳膠漿料并輸送至輥筒刮板裝置8中；輥筒刮板裝置8對(duì)填料-天然乳膠漿料進(jìn)行高溫瞬間干燥后將填料-天然乳膠漿料吸附在輥筒上，用水將輥筒上的填料-天然乳膠漿料浸濕，用刮刀刮下浸濕后的填料-天然乳膠漿料后將其輸送至二次雙螺桿脫水裝置10中；二號(hào)儲(chǔ)水罐9用水存儲(chǔ)水并將水輸送至輥筒刮板裝置8中；二次雙螺桿脫水裝置10對(duì)填料-天然乳膠漿料進(jìn)行干燥、初步脫水和二次脫水后通過(guò)成型機(jī)頭擠出母煉膠膠片，將母煉膠膠片輸送至干燥裝置11中；干燥裝置11對(duì)母煉膠膠片進(jìn)行微波連續(xù)形式的干燥使其形成母膠，將母膠輸送至雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)12中；雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)12將母膠和配合劑連續(xù)定量地加入到橡膠中進(jìn)行連續(xù)混煉后形成并擠出混煉膠。

本實(shí)施例涉及的填料乳液霧化干燥連續(xù)性生產(chǎn)設(shè)備制備白炭黑乳液預(yù)聚體的工藝過(guò)程包括制備白炭黑水分散體、制備白炭黑乳液、制備白炭黑乳液-天然乳膠漿料、制備白炭黑-天然乳膠漿料、制備母煉膠膠片、制備母膠和制備混煉膠共七個(gè)步驟：

(1)制備白炭黑水分散體：輸送稱(chēng)量裝置3按照設(shè)定要求稱(chēng)取白炭黑后輸送至攪拌罐2中，儲(chǔ)水罐1按照設(shè)定的配比將水加入攪拌罐2中，在常溫條件下，攪拌罐2對(duì)其內(nèi)部的白炭黑和水以100-500rpm的速度進(jìn)行1-10min的初步攪拌混合，制備得到質(zhì)量百分比濃度為15-35％的分散均勻的白炭黑水分散體；

(2)制備白炭黑乳液：白炭黑水分散體被輸送到連續(xù)液相研磨機(jī)4中進(jìn)行研磨破碎，使白炭黑與水均勻混合，制備得到白炭黑乳液，根據(jù)研磨時(shí)間的不同，白炭黑的平均粒徑為15-25um并呈正態(tài)分布；

(3)制備白炭黑乳液-天然乳膠漿料：將白炭黑乳液和經(jīng)過(guò)預(yù)處理乳膠灌6處理的天然乳膠按照設(shè)定的配比輸送至填料乳膠攪拌罐5中以100-500rpm的速度進(jìn)行1-10min的攪拌，制備得到混合均勻的白炭黑乳液-天然乳膠漿料；

(4)制備白炭黑-天然乳膠漿料：白炭黑乳液-天然乳膠漿料被輸送至高壓霧化噴射裝置7中后，采用虹吸式原理建立負(fù)壓的高壓霧化噴射裝置7對(duì)白炭黑乳液-天然乳膠漿料進(jìn)行高壓多股噴射與霧化，高壓多股噴射與霧化的噴射壓力為0.5-3mpa，噴射角度為-60-60°，液流直徑為1.0-3.0mm，使白炭黑乳液-天然乳膠漿料在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生對(duì)流碰撞和混合，從而使白炭黑乳液與天然乳膠進(jìn)一步均勻混合，霧化后的白炭黑乳液與天然乳膠在混合后與高壓霧化噴射裝置7的混合室內(nèi)壁接觸后凝聚并形成液滴，液滴在重力作用下沿內(nèi)壁流淌，在混合室底部對(duì)液滴進(jìn)行收集，得到混合均勻的白炭黑-天然乳膠漿料；

(5)制備母煉膠膠片：白炭黑-天然乳膠漿料在0.5-1.5mpa的壓力條件下被輸送至采用上下兩種進(jìn)液方式的進(jìn)入輥筒刮板裝置8中，溫度為150℃的輥筒對(duì)白炭黑-天然乳膠漿料進(jìn)行瞬間干燥，干燥后的白炭黑-天然乳膠漿料附著在輥筒上，通過(guò)二號(hào)儲(chǔ)水罐9把水輸送至輥筒刮板裝置8，水噴灑在輥筒上將干燥后的白炭黑-天然乳膠漿料浸濕，以便刮刀刮下白炭黑-天然乳膠漿料，脫水段的機(jī)筒上開(kāi)設(shè)的出水口使水分及時(shí)排出，經(jīng)過(guò)一次脫水的白炭黑-天然乳膠漿料的含水量下降至10-20％，將經(jīng)一次脫水的白炭黑-天然乳膠漿料輸送至二次雙螺桿脫水裝置10中進(jìn)行二次脫水，經(jīng)過(guò)二次脫水的白炭黑-天然乳膠漿料的含水量下降至6-10％，二次雙螺桿脫水裝置10的成型機(jī)頭將經(jīng)過(guò)二次脫水的白炭黑-天然乳膠漿料擠出，制備得到母煉膠膠片；

(6)制備母膠：母煉膠膠片輸送至干燥裝置11中，干燥裝置11對(duì)母煉膠膠片進(jìn)行微波連續(xù)性干燥，使母煉膠的含水量進(jìn)一步下降至1-5％，制備得到母膠；

(7)制備混煉膠：母膠和配合劑按照設(shè)定的配比連續(xù)定量地加入到雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)12中在溫度為120-145℃的條件下進(jìn)行連續(xù)混煉后排膠，制備得到混煉膠；配合劑包括zno(氧化鋅)、sad(硬脂酸)、防老劑4020、促進(jìn)劑d、促進(jìn)劑cz和s(硫)。

本實(shí)施例制備的白炭黑乳液預(yù)聚體包括質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為100、60、2、2、10、2、1.3、1.2和1的天然乳膠、白炭黑、zno、sad、si69、防老劑4020、促進(jìn)劑d、促進(jìn)劑cz和s；天然膠乳為泰國(guó)產(chǎn)的質(zhì)量百分比濃度為60％的天然乳膠；白炭黑為青島羅地亞有限公司生產(chǎn)的白炭黑；zno和sad的添加量均為天然乳膠質(zhì)量的0.3-2％；si69水溶液的添加量為白炭黑質(zhì)量的8％；促進(jìn)劑d、防老劑4020、促進(jìn)劑cz和s均為市售的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品。