本發(fā)明涉及液液或固液兩相分散體系的分散、研磨領域，具體為一種可施加電場的輥壓機。

背景技術：

納米技術可使許多傳統(tǒng)產(chǎn)品發(fā)生根本性的改變，把納米顆?；蚣{米材料添加到傳統(tǒng)的材料中，可改進或獲得一系列功能，如在油漆、油墨或涂料中應用納米技術，不但極大的提高遮蓋率，延長材料的老化時間，而且節(jié)省原料。在化纖布料中加入少量的金屬納米顆粒就可以擺脫因摩擦而產(chǎn)生的靜電現(xiàn)象。在食品、藥品、化妝品中加入納米材料將極大地提高人體對有效物質(zhì)的吸收率。納米陶瓷已廣泛應用于計算機、航天、軍事領域。因此納米技術已經(jīng)悄悄給人類生活帶來了種種變化，并將成為一種革命性技術。

納米技術首先要通過一定的方法制備具有納米尺度的粉體材料，當粉體粒子尺寸由10um減小到10nm時，其粒徑改變?yōu)?000倍，換算成體積改變則將有10⁹倍，所以兩者的物理、化學性質(zhì)有很大的差異，體現(xiàn)出納米粒子奇特的表面效應、量子尺寸效應以及高化學反應活性。而且其領域涉及到化學、物理學、材料科學和分子生物學等領域。納米粉體巨大的表面積和表面能，使其極易團聚，在具體應用時產(chǎn)生流動性差、不易分散等困難，只有根據(jù)所應用介質(zhì)的性質(zhì)，對其表面進行相應的改性，才能使納米粉體均勻的分散到介質(zhì)中去，發(fā)揮納米材料的效應。

微納米顆粒材料的制造方法有化學法和機械法等。研磨能使材料通過機械法破碎至納米級。

輥壓機是工業(yè)上常用的物料混合研磨裝置，主要應用于油漆油墨、顏料涂料、化妝品、橡膠等液體漿料及膏狀物料的混合、研磨與分散。對于兩相分散體系（如固體顆粒和溶劑構(gòu)成的固液兩相體系，或者油水兩相分散體系），物料在輥壓機輥面的傳送過程可以視為流體在輥間及輥面的流動，而壓輥對分散相的擠壓和摩擦主要集中在輥與輥之間的縫隙處，此時壓輥的轉(zhuǎn)動造成分散體系中的顆粒在輥間相互擠壓與摩擦，同時輥之間的速度差異會對物料施加摩擦剪切力，從而達到混合、研磨及分散的目的。

然而在實際使用過程中，有些情況下由于兩相體系之間表面能、極性或親疏性等的不匹配，顆粒和溶劑之間的相互作用較弱，壓輥轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的摩擦剪切力難以傳導到固體顆粒上，粉碎或分散效果較差。若能在輥間施加交、直流電場，通過引入電化學調(diào)控作用，誘導體系中的顆?；蛉芤喊l(fā)生界面極化、粘度變化等物理變化，甚至是發(fā)生化學插層或化學反應，增加彼此之間的相互作用力，將有助于提高研磨、分散效率。同時，對于有取向的顆粒，如一維的纖維、二維的層片狀材料，其電場作用下，能產(chǎn)生取向排列，這有助于剪切力針對性地作用于某一方向，產(chǎn)生獨特的研磨效果。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對以上存在的問題，提出了一種可施加電場的輥壓機，輥壓機的輥面為導電材質(zhì)，工作時可通過電刷摩擦輥面等方式在輥間施加直流電場或交流電場。常規(guī)的輥壓機主要利用輥間的剪切力、碾壓力，實現(xiàn)固體顆粒的粉碎和固液分散；本發(fā)明提出的輥壓機除了具有常規(guī)輥壓機的功能，還能在輥間施加交、直流電場，通過引入電化學作用，誘導體系中的顆?；蛉芤喊l(fā)生物理、化學變化，增加彼此之間的相互作用力，提高研磨、分散效率。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術方案是：一種可施加電場的輥壓機，包括底座、機架、壓輥、壓輥間距調(diào)節(jié)裝置、速度調(diào)節(jié)裝置、電壓施加裝置、進料擋板及出料裝置，壓輥的輥面為導電材料制成。

為實現(xiàn)能在壓輥間形成電場，可通過如下幾種方式：1）壓輥通過軸承固定在機架上，所述軸承為絕緣材料制成；2）壓輥表面層為導電材料制成，內(nèi)層的中心軸為絕緣材料制成；壓輥為三層復合結(jié)構(gòu)，包括由導電材料制成的外層的輥面、中間的絕緣夾層及內(nèi)層的中心軸，所述絕緣夾層由絕緣材料制成。

輥壓機一般包含至少兩個壓輥，將軸承、中心軸或絕緣夾層設計為絕緣材料制成的目的是防止壓輥表面的電荷轉(zhuǎn)移到輥壓機的其他部位，保證電荷只分布在壓輥的表面。

所述機架上還設有電刷固定裝置，電刷固定裝置上設有y形電刷支架，y形電刷支架下端設有石墨電刷，石墨電刷與壓輥的輥面相接觸。

所述導電材料為鐵基合金、鎳鉻合金、碳化鉻合金、高錳合金、碳化鎢合金、鎳鎢合金、鈦合金、鋁合金、鎂合金、銅合金、鎳合金。

所述絕緣材料為聚酰胺、聚四氟乙烯、聚乙烯、耐熱環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚甲醛、氟塑料、聚酰亞胺、有機硅/聚苯硫醚、氯化聚醚、氧化鋯或氧化鋁。

所述壓輥的數(shù)量至少為2個，相鄰壓輥之間施加電壓，形成交流或直流電場。電壓施加方式可以有如下幾種：如輥數(shù)目為偶數(shù)，如2輥機，施加電壓方式為正、負。4輥機施加電壓方式為正、負、正、負；如輥數(shù)目為奇數(shù)，如3輥機，施加電壓方式為正、負、正，或負、正、負；也可以是正、零、負。

所述壓輥通過軸承安裝在機架上，機架上設有進料裝置和出料裝置，進料裝置上設有進料擋板，進料擋板位于壓輥的兩側(cè)，所述出料裝置包括出料板和刮刀組成，刮刀固定在出料板的上端，物料經(jīng)壓輥的相互擠壓后經(jīng)出料端的壓輥帶出、經(jīng)刮刀刮取后經(jīng)出料板流出。

所述進料擋板與壓輥的輥面相垂直、且進料擋板的下端與輥面相貼合。

所述刮刀與出料端的壓輥成一定夾角，夾角為10^o~45^o。

本發(fā)明所述的在輥間施加電場，具體是通過設計一種絕緣的電刷固定裝置，將y形電刷支架壓緊貼合在壓輥的一端表面，使得電刷與輥面相互貼合，所述電刷為常規(guī)石墨電刷，用導線將碳刷接線柱與直流電源或交流電源的輸出端相連接即可。

本發(fā)明的有益效果是：1.通過設計三層復合結(jié)構(gòu)的壓輥，可實現(xiàn)在輥壓機的輥間施加直流電場或交流電場，同時保證了輥面與壓輥機主體結(jié)構(gòu)的絕緣，使壓輥上的電荷只分布在輥的表面而不發(fā)生轉(zhuǎn)移。

2.可施加電場的壓輥機，在電場作用下，固液分散體系中的顆粒產(chǎn)生極化，增強了分散相與溶劑相的相互作用，提高了研磨效率。

3.在電場作用下，固液分散體系中的顆粒被極化而產(chǎn)生取向，可以使得顆粒取向與其在壓輥機輥面的運動方向相匹配，從而增強剪切效應。

4.通過優(yōu)選反應體系，在輥壓過程中能同時發(fā)生電化學反應，將機械力和電化學作用力疊合在一起，產(chǎn)生獨特的研磨效果。

附圖說明

圖1是輥壓機壓輥的三層復合結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是輥壓機的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是輥壓機的進料擋板示意圖。

圖4是輥壓機的出料板結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖2、3、4所示，本發(fā)明提供了一種可施加電場的輥壓機，包括底座、機架12、壓輥、壓輥間距調(diào)節(jié)裝置11、速度調(diào)節(jié)裝置122、電壓施加裝置、進料擋板19及出料裝置，相鄰壓輥之間電絕緣，且壓輥的輥面為導電材料制成。

所述壓輥通過軸承安裝在機架12上，機架上設有進料裝置和出料裝置，進料裝置上設有進料擋板19，進料擋板19位于壓輥的兩側(cè)，所述出料裝置包括出料板53和刮刀51組成，刮刀51固定在出料板53的上端，物料經(jīng)壓輥的相互擠壓后經(jīng)出料端的壓輥帶出、經(jīng)刮刀51刮取后經(jīng)出料板53流出。

壓輥通過機械軸承安裝在機架12上，壓輥的轉(zhuǎn)速通過矢量型變頻器121來調(diào)節(jié)，壓輥之間的間距通過與機架12緊密接觸的旋轉(zhuǎn)手柄調(diào)節(jié)。進料擋板19為兩個，分別放置在進料處壓輥的兩側(cè)，與輥面垂直且下端與輥面相貼合。進料擋板19為聚四氟乙烯材質(zhì)，厚度為通過固定螺絲固定在鋼架上，其下端雙側(cè)加工成內(nèi)凹弧形邊緣，使其剛好與輥面緊密貼合。

所述刮刀51與出料端的壓輥成一定夾角，夾角為10^o~45^o。

所述所述機架上還設有電刷固定裝置32，電刷固定裝置32上設有y形電刷支架33，y形電刷支架33下端設有石墨電刷34，石墨電刷34與壓輥的輥面35相接觸。

石墨電刷34可壓到輥面上，當然也可壓到輥側(cè)面上，甚至如果是上面說的單層設計，還可壓到支撐軸上。

使用時，向石墨電刷34通電，電刷與壓輥接觸，可以像壓輥施加直流電場，同時壓輥的絕緣設計可以使得壓輥上的電荷只分布在壓輥的表面而不發(fā)生轉(zhuǎn)移。

實施例1

所述壓輥的數(shù)量至少為2個，相鄰壓輥之間施加不同極性的電荷。

根據(jù)壓輥數(shù)量的不同可以有多種電場施加方式，如具有2個以上壓輥時，可以在相鄰壓輥上施加極性相反的電荷，如具有4個壓輥，則第1和3個壓輥施加正電荷，2和4個壓輥上施加負電荷。

實施例2

所述壓輥的數(shù)量至少為n+1個，其中n為除0以外的偶數(shù)，第n個壓輥上不施加電荷，與第n個壓輥相鄰的兩個壓輥上分別施加不同極性的電荷。

當壓輥的數(shù)量為3、5、7、9……時，施加電場的方式可以為+、0、-、0、+、0、-，0表示不施加電場，即第1、3、5等奇數(shù)輥上施加正電荷，2、4等偶數(shù)輥上施加負電荷。

當然施加電場的方式，也可以同實施例1，在相鄰兩個壓輥之間設置不同極性的電場。

實施例3

以三輥機為例，相鄰壓輥之間電絕緣，且壓輥的輥面為導電材料制成。為實現(xiàn)相鄰壓輥之間電絕緣，所述壓輥通過軸承固定在機架上，所述軸承為絕緣材料制成。

電場施加方式可以為+、-、+，即第1和第3個壓輥上施加正電荷，第二個壓輥上施加負電荷。

三輥機的電場施加方式還可以為：+、0、-，即第二個壓輥上不施加電場，只在第1和第3個壓輥上施加極性相反的電場，使得壓輥上具有不同的電荷。

實施例4

如圖1所示，所述壓輥為三層復合結(jié)構(gòu)，包括由導電材料制成的外層的輥面35、中間的絕緣夾層37及內(nèi)層的中心軸36，所述絕緣夾層37由絕緣材料制成。

實施例5

所述壓輥包括由導電材料制成的外層的輥面35和內(nèi)層的中心軸36，所述中心軸36為絕緣材料制成。

優(yōu)選的，所述導電材料為鐵基合金、鎳鉻合金、碳化鉻合金、高錳合金、碳化鎢合金、鎳鎢合金、鈦合金、鋁合金、鎂合金、銅合金、鎳合金。

優(yōu)選的，所述絕緣材料為聚酰胺、聚四氟乙烯、聚乙烯、耐熱環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚甲醛、氟塑料、聚酰亞胺、有機硅/聚苯硫醚、氯化聚醚、氧化鋯或氧化鋁。