在涂料和油墨的生產(chǎn)過程中,研磨是關(guān)鍵的工藝環(huán)節(jié),直接影響產(chǎn)品的細度、均勻性和穩(wěn)定性。因此研磨設(shè)備的選擇至關(guān)重要,三輥機和砂磨機是兩種常見的研磨設(shè)備,各有優(yōu)缺點和適用范圍,各自適用于不同的應(yīng)用場景。以下是三輥機與砂磨機核心對比及選型指南分析:
一、 三輥機工作原理
通過三根水平排列的冷硬合金鑄鐵輥筒(常見直徑65-150mm,通常為不銹鋼或陶瓷材質(zhì))以不同轉(zhuǎn)速(速比1:2.8:7.8)旋轉(zhuǎn),物料通過輥筒間的剪切力、擠壓力等作用下實現(xiàn)物料研磨分散。
優(yōu)點
●高剪切力 :不同轉(zhuǎn)速輥筒間的物料傳遞,適用于高粘度物料(如油墨、膏狀涂料、膠黏劑等)。
●可控性強 :可通過調(diào)節(jié)輥筒間距和轉(zhuǎn)速精確控制細度(細度可達1μm)。
●無介質(zhì)污染 :無需研磨介質(zhì)(如鋯珠),避免雜質(zhì)混入。
●清洗方便 :多為敞開式,擦拭、清洗較為方便。
缺點
●產(chǎn)能相對較低 :相比砂磨機,需要連續(xù)生產(chǎn)時效率較低,不適合連續(xù)性大批量生產(chǎn)。
●操作難度 :需要熟練工人調(diào)節(jié)輥距和控制進料速度,否則容易出現(xiàn)溢料,磨不細等現(xiàn)象。
●維護成本 :輥筒磨損后需定期修磨或更換。
●污染問題:多為敞開式操作,空氣中的污染物難以避免;物料的氣味等無法消除。
適用場景:
高粘度適配:可處理膏狀、觸變性物料(如膠印油墨、UV油墨、船舶漆)、高固含涂料 (如厚漿型涂料,船舶漆等) ,避免介質(zhì)污染。
精準(zhǔn)控粒:通過輥距調(diào)節(jié)實現(xiàn)窄粒度分布(D50集中度>95%)。
實驗室友好:小型機型(如TR50M)支持5μm以下精細研磨,適合研發(fā) (小批量精細研磨)驗證。
局限性:敞開式操作易溶劑揮發(fā)(需控溫<40℃),產(chǎn)能低(<100L/h),依賴人工經(jīng)驗。
二、 砂磨機工作原理
利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)速1000-3000rpm)帶動研磨介質(zhì)(氧化鋯珠/玻璃珠,直徑0.8-2.4mm)撞擊、擠壓、剪切物料,實現(xiàn)納米級、微米級等超細化研磨、破碎、分散。
優(yōu)點
●效率高 :適合大批量連續(xù)性生產(chǎn),產(chǎn)能高,集成型,管路式設(shè)計,支持連續(xù)生產(chǎn)。
●細度優(yōu)異 :可達到納米級分散(0.01~10μm)。
●自動化程度高 :易于集成到生產(chǎn)線,減少人工干預(yù)。
●材質(zhì)多樣:有合金鋼材質(zhì)、聚氨酯材質(zhì)、陶瓷材質(zhì)、高分子材質(zhì)等多種可選擇。
●適用中低粘度物料 :如水性涂料、溶劑型油墨、船舶漆 、防腐涂料、噴墨、印染油墨、陶瓷油墨等。
缺點
●高能耗 :高速運轉(zhuǎn)耗電量大。
●粘度限制 :高粘度或顆粒較大的物料可能導(dǎo)致物料沉積或堵塞出料濾網(wǎng)。
適用場景:
超細化:納米級分散(如碳納米管、鈦白粉);水性/溶劑型涂料(如汽車漆、工業(yè)漆) ;低粘度油墨(如凹版油墨、柔印油墨、噴墨等) 。
自動化生產(chǎn):PLC控制+在線監(jiān)測(溫度、壓力),支持24小時連續(xù)運行。
介質(zhì)多樣性:氧化鋯珠(耐磨)、聚氨酯珠(防污染)適配特殊物料。
局限性:高粘度物料易堵塞濾網(wǎng)(需預(yù)分散),介質(zhì)殘留風(fēng)險(需磁選/過濾)。
三、看參數(shù)對比后如何選擇?
對比項 |
三輥機 |
砂磨機 |
適用粘度 |
高粘度(>20,000 cP) |
中低粘度(<15,000 cP) |
細度范圍 |
1~50μm |
0.01~30μm |
產(chǎn)能 |
低(間歇式,批次處理) |
高(連續(xù)式,管道化集成) |
轉(zhuǎn)速對比 |
低 |
高 |
能耗 |
中等(輥筒摩擦熱需冷卻) |
較高(轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)) |
維護成本 |
輥筒磨損修磨/更換 |
介質(zhì)更換、轉(zhuǎn)子磨損 |
四、如何選擇?
主要兩種方式,要么就是根據(jù)物料粘度性質(zhì)來選擇,另外就是混合工藝選擇。
如以下單選一種:
→ 物料粘度 >20,000 cP高粘度、小批量、沒有刺激性氣味(如高端油墨),選三輥機(如膠印油墨、硅膠)
→ 目標(biāo)細度 <1μm,中低粘度、大批量、追求納米級分散(如水性涂料,噴墨,納米材料等),選砂磨機(如汽車漆、噴墨)
→ 小批量研發(fā) → 三輥機(開放式快速清洗)
→ 連續(xù)量產(chǎn) → 砂磨機(集成生產(chǎn)線)
混合工藝 :
部分廠商先用三輥機對物料進行粗研磨,再用砂磨機超細化研磨。粗磨+精磨組合:三輥機預(yù)研磨(50μm→10μm)→砂磨機納米級細化(10μm→100nm)
特殊場景優(yōu)化:
熱敏物料:砂磨機配冷水機組(控溫±1℃)11。
易氧化物料:三輥機充氮氣保護
五、行業(yè)應(yīng)用案例
行業(yè) |
典型場景 |
推薦設(shè)備 |
關(guān)鍵參數(shù) |
油墨 |
膠印油墨(粘度30,000cP) |
三輥機 |
輥距10μm,細度≤5μm |
涂料 |
汽車電泳漆(細度≤200nm) |
納米砂磨機 |
氧化鋯珠0.3mm,轉(zhuǎn)速2500rpm |
電子 |
陶瓷漿料(固含70%) |
三輥+砂磨組合 |
三輥出料15μm→砂磨至1μm |
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