粉性混合改性机

一．工作原理

粉性混合改性机工作原理

粉性混合改性机是一种高效、多功能的混合设备，广泛应用于化工、制药、食品、材料科学等领域，用于粉体、颗粒、浆料等多种物料的混合、分散和均质处理。其工作原理基于独特的机械搅拌机制和物料流动特性，能够实现快速、均匀的混合效果。

1.基本结构与工作原理

粉性混合改性机通常由以下几个关键部分组成：

• 混合容器：通常为立式圆柱形或锥形结构，用于容纳物料。

• 搅拌装置：包括高速旋转的搅拌桨叶和驱动系统，桨叶形状和布局经过优化设计，以实现最佳的混合效果。

• 驱动系统：提供动力，驱动搅拌装置旋转。

• 控制系统：用于调节搅拌速度、混合时间等参数，确保混合过程的精确性和可重复性。

2.混合机制

粉性混合改性机的工作原理主要基于以下几种物理机制：

• 剪切作用：搅拌桨叶的高速旋转产生强烈的剪切力，能够有效打散物料中的团聚颗粒，实现物料的均匀分散。

• 对流运动：搅拌桨叶的旋转推动物料在混合容器内形成复杂的对流运动，物料在上升、下降、翻转的过程中不断混合。

• 扩散作用：物料在搅拌桨叶的作用下被抛向空中，形成悬浮状态，颗粒之间通过碰撞和扩散进一步混合。

• 涡流效应：搅拌桨叶的旋转在混合容器内形成涡流，增强物料的剪切和混合效果。

3.混合过程

混合过程通常包括以下几个步骤：

• 物料装载：将需要混合的物料从顶部或侧面的进料口加入混合容器。

• 搅拌启动：驱动系统启动，搅拌桨叶开始高速旋转。

• 物料混合：在搅拌桨叶的作用下，物料在混合容器内形成复杂的流动模式，包括上升、下降、翻转和剪切。通过调节搅拌速度和混合时间，可以实现不同物料的均匀混合。

• 混合完成：达到所需的混合均匀度后，停止搅拌，物料通过底部的出料口排出。

粉性混合改性机不仅仅用于普通混合，还在粉体材料的复合化、表面包覆、改性改质以及球形化等方面发挥重要作用。其核心原理基于高速旋转叶片产生的剪切力、离心力、碰撞力和热效应，能够在短时间内实现粉体颗粒的物理和化学变化，从而提高材料的性能。

功能型原理及用途

1. 粒子复合化（Particle Composite Formation）

原理

通过高速旋转叶片产生的强烈剪切作用，使不同种类的粉体颗粒在高能量状态下相互碰撞、摩擦和压缩。

在离心力和流体动力作用下，较小的颗粒会填充到较大颗粒的表面凹陷处，实现物理复合。

对于纳米级粉体，可以通过静电作用和范德华力增强颗粒之间的结合力，形成稳定的复合结构。

✔ 陶瓷复合粉体：如氧化铝-氧化锆复合粉体，提高耐磨性和机械强度。

✔ 功能性复合材料：如锂电池正负极材料的导电碳包覆，提高导电性和电化学性能。

✔ 涂层颜料：通过二氧化钛与硅粉的复合，提高光学性能和耐候性。

2. 粒子包覆（Particle Coating）

原理

核心颗粒与包覆材料（如树脂、蜡、金属氧化物等）在高速旋转状态下均匀混合。

剪切力与摩擦作用 使包覆材料在目标颗粒表面均匀展开，并逐渐形成一层连续、均匀的薄膜。

在一定温度下，包覆材料可发生物理吸附或化学结合，提高包覆的稳定性。

通过调节温度和混合时间，可控制包覆层的厚度及均匀性。

✔ 药物颗粒包覆：提高药物稳定性，控制药物释放速率（如缓释药物）。

✔ 导电材料包覆：在锂电池正极材料表面包覆碳黑或导电聚合物，提高电子导电性。

✔ 颜料防团聚包覆：如通过二氧化硅包覆钛白粉，提高分散性和耐候性。

✔ 食品和香精微囊包覆：延长保质期，防止挥发。

3. 粉体改性改质（Particle Surface Modification & Functionalization）

原锂

通过粉性混合改性机的高剪切力和高温摩擦效应，使表面改性剂（如偶联剂、分散剂、功能性助剂等）与粉体颗粒发生充分接触。

机械力诱导化学反应：某些改性剂可在高温和机械力作用下，与粉体表面发生化学键合作用，提高材料的化学稳定性。

表面能降低：改性剂可降低粉体表面的自由能，防止颗粒团聚，提高分散性。

亲疏水性调控：通过表面处理，使材料更容易分散在水相或油相体系中。

✔ 橡胶/塑料填料改性：如钛酸酯或硅烷偶联剂改性碳酸钙，提高其与高分子材料的相容性。

✔ 锂电池材料改性：如磷酸铁锂表面包覆导电碳，提高电导率。

✔ 粉体疏水改性：通过硅烷化或氟化处理，使粉体在防水材料中应用。

✔ 吸附剂改性：提高分子筛、活性炭的选择性吸附能力。

4. 粉体球形化（Spheroidization of Particles）

原理

粉性混合改性机 在高速旋转剪切和碰撞作用下，使粉体颗粒相互摩擦、碰撞和滚动，逐渐由不规则形状变为更接近球形。

在热效应或溶剂辅助作用下，颗粒表面熔融或重结晶，使颗粒趋于球形化。

通过调节混合时间、温度、叶片转速，可优化球形化效果。

✔ 金属粉末球形化：如钛粉、钨粉等，通过球形化提高流动性

✔ 陶瓷粉末球形化：用于高性能陶瓷制造，提高致密度。

✔ 药物颗粒球形化：改善药物颗粒流动性，提高片剂压片均匀性。

✔ 石墨球形化：提高锂离子电池负极材料的性能。

粉性混合改性机在粉体的粒子复合化、包覆、改性改质及球形化等方面具备独特优势，其高剪切力、高速混合、离心作用、热效应及机械化学作用，使其成为多功能、高效的粉体加工设备。其广泛应用于新能源材料、高分子化工、医药食品、电子陶瓷等行业，助力材料性能优化和工业技术进步。

二．产品特点

### **粉性混合改性机产品特点**  

1. **高效均匀混合**  

   采用高速旋转剪切、对流混合或湍流扩散等复合混合方式，确保粉体材料在短时间内均匀分散，提高改性效果。  

2. **多种改性方式兼容**  

   可进行表面包覆、偶联改性、化学改性、机械活化等多种改性工艺，适用于不同粉体材料的特性优化。  

3. **精确控制参数**  

   配备智能控制系统，可精确调节混合速度、温度、添加剂比例等关键参数，确保改性过程的稳定性和可重复性。  

4. **适用于多种粉体材料**  

   适用于碳酸钙、滑石粉、硅灰石、二氧化硅、高岭土、金属氧化物、陶瓷粉、石墨等多种无机或有机粉体材料的改性处理。  

5. **低能耗、高效率**  

   采用优化能耗设计，在保证改性效果的同时降低能耗，提高生产效率，适用于大规模工业化生产。  

6. **可实现在线改性**  

   可与气流粉碎机、气流分级机、干燥设备等设备联动，实现在线连续化改性，提高生产自动化水平。  

7. **无污染设计**  

   采用全密封结构，有效防止粉尘泄漏，减少环境污染，并可配置负压除尘系统，满足环保要求。  

8. **良好的分散性与流动性**  

   经过改性后的粉体具有更好的分散性、流动性和疏水性，提高材料在涂料、塑料、橡胶、复合材料中的相容性。  

9. **易清洗、低残留**  

   设备内部结构优化，减少物料残留，便于清洗和维护，适用于高洁净度要求的生产环境。  

10. **干湿法一体**

   设备采用双密封设计，不仅可以用于纳米级，微米级的粉料加工，同时也能够对不同粘度的浆料进行混合，分散等处理

11. **广泛应用领域**  

    适用于塑料、橡胶、涂料、油墨、造纸、太阳能、新材料、电子、航空航天等行业，提高粉体材料的应用性能和附加值。  

该设备可有效提升粉体材料的改性效果，提高材料的应用性能，为高端材料产业提供可靠的技术支持。

三、应用领域

粉性混合改性机 在粒子复合化、包覆、改性改质及球形化方面的应用领域

粉性混合改性机 以其高速剪切、离心力、流体动力学及热效应的结合，被广泛应用于粉体材料的复合化、包覆、改性改质及球形化。

1. 新能源材料（锂电池、燃料电池、超级电容器等）

(1) 粒子复合化

磷酸铁锂（LFP）+碳黑导电剂复合，提升导电性和倍率性能。

三元正极材料（NCM、NCA）与纳米氧化铝（Al₂O₃）复合，增强循环稳定性。

硅碳负极材料复合，提高容量和稳定性，减少硅颗粒粉化。

燃料电池催化剂（Pt/C）负载，提高铂催化剂的分散性和利用率。

锂离子电池电解质添加剂复合，优化电解液的耐高温和低温性能。

石墨烯与硫正极复合，提升锂硫电池的导电性和寿命。

超级电容器活性炭复合，提高储能密度和倍率性能。

钠离子电池正极材料复合，改善倍率性能和循环寿命。

SWCNT及MWCNT浆料的均匀混合

(2) 表面包覆

磷酸铁锂（LFP）表面包覆碳，提升导电性和倍率性能。

三元正极材料（NCM、NCA）表面包覆氧化铝，增强热稳定性和循环寿命。

石墨负极包覆硅氧化物，提升循环稳定性并抑制体积膨胀。

高镍正极材料包覆钴酸锂，改善机械强度和导电性。

固态电解质（LLZO）包覆聚合物，提高界面相容性和离子导电性。

硫正极表面包覆碳材料，抑制多硫化物溶解，提高锂硫电池寿命。

锂金属负极表面包覆保护层，抑制枝晶生长，提高安全性。

纳米二氧化硅包覆氧化镁，优化隔膜的高温稳定性。

2. 高分子材料（塑料、橡胶、涂料、粘合剂）

(1) 粒子复合化

CaCO₃ 或滑石粉填充聚丙烯（PP），提高刚性和耐热性。

炭黑填充橡胶，提高导电性和耐磨性。

纳米氧化铝填充涂料，提高耐磨性和抗划伤性。

纳米银/铜复合导电胶，提高导电性能。

SiO₂/聚合物复合涂层，改善疏水性和自清洁功能。

纳米ZnO填充抗菌塑料，增强抗菌效果。

碳纤维/聚合物复合，提升力学强度。

生物可降解塑料填充淀粉，降低成本，提高降解性能。

(2) 表面包覆

阻燃剂包覆氢氧化铝，提高阻燃效果。

纳米二氧化钛（TiO₂）包覆涂料，增强抗紫外性能。

抗菌材料包覆银离子，提高抗菌能力。

聚四氟乙烯（PTFE）包覆金属粉体，提升防腐蚀性。

钛酸酯包覆碳酸钙填料，改善界面相容性。

纳米二氧化硅包覆轮胎橡胶填料，提高耐磨性。

PVC 材料包覆紫外线吸收剂，防止老化。

纳米氧化锌（ZnO）包覆橡胶助剂，提升耐老化性能。

3. 电子与半导体材料

(1) 粒子复合化

陶瓷电容器（MLCC）BaTiO₃ 粉体复合，优化介电常数。

光刻胶填充二氧化硅纳米颗粒，提高光学均匀性。

纳米银/铜填充导电墨水，提升导电性。

磁性材料（NdFeB）复合高分子粘合剂，提高磁性能。

纳米氧化铝复合导热硅胶，提升导热性能。

ITO 导电玻璃涂层复合，增强透明导电性。

纳米碳材料填充半导体封装胶，改善热导率和电性能。

光学镀膜材料复合纳米氧化钛，提高折射率。

(2) 粉体球形化

球形硅微粉制备，用于高性能IC封装材料。

球形氧化铝填充导热材料，优化热传导性能。

球形铜粉用于导电浆料，提升导电性。

球形石墨负极材料制备，提高锂电池能量密度。

球形磷酸铁锂材料，改善倍率性能和寿命。

球形纳米金刚石粉，优化抛光液性能。

球形铝粉用于粉末冶金，提高压实密度。

球形氧化锆填充陶瓷基板，增强机械强度。

4. 药物与食品加工

(1) 粉体包覆

药物微囊包覆，实现缓释和控释。

维生素微胶囊包覆，延长保质期。

抗氧化剂包覆食品颗粒，提高稳定性。

咖啡因包覆食品添加剂，减少苦味。

食品色素包覆淀粉，提高分散性。

益生菌包覆食品基质，增强存活率。

香料油包覆糖粉，提升风味释放控制。

药用粉体包覆纳米二氧化硅，提高流动性。

5. 绿色能源         

1. TOPcon,Perc等光伏用银粉的分散，表面改性，球形化及包覆     

2. 低温导电浆料粉体的表面处理    

3. 银包铜粉的机械化学反应处理  

4. 纳米银粉与亚微米银粉的无差别混合   

 5.贵金属粉体的表面处理

总结

粉性混合改性机 在新能源、电子、高分子、医药食品等领域发挥重要作用，通过高剪切力、强离心力及热效应实现粒子复合化、表面包覆、改性改质及球形化，广泛用于功能性材料的制备与优化。