張啟發(fā)(佛山市金銀河智能裝備股份有限公司，廣東 佛山 528000)

0 引言

有機(jī)硅密封膠已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑、電子、汽車、太陽能、航空宇航工業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)，但國內(nèi)生產(chǎn)的有機(jī)硅密封膠都是采用間歇式轉(zhuǎn)缸工藝生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量也容易波動(dòng)，成本高，其生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

圖1 間歇法流程圖

現(xiàn)著重介紹由我司自身研制并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的一種有機(jī)硅密封膠全自動(dòng)生產(chǎn)線供同行參考。

1 全自動(dòng)生產(chǎn)線工藝流程

文章介紹的有機(jī)硅密封膠全自動(dòng)生產(chǎn)線，其生產(chǎn)工藝流程及說明如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

(1)3個(gè)高位粉料倉用于貯存粉料，通過螺旋機(jī)送料到粉料計(jì)量斗；

(2)粉料計(jì)量斗安裝高精度失重式電子秤計(jì)量，再通過螺旋機(jī)連續(xù)給料到側(cè)喂料入料斗；

(3)粉料及液體基膠再通過積木式強(qiáng)制喂料機(jī)送入該積木式強(qiáng)制喂料機(jī)下游的積木式主螺桿機(jī)進(jìn)行物料分散、混合；

(4)液體基膠分別進(jìn)入上述的積木式強(qiáng)制喂料機(jī)及積木式主螺桿機(jī)；

(5)在積木式主螺桿機(jī)上多處設(shè)置分散和混合產(chǎn)生的副產(chǎn)品帶負(fù)壓的排空口；

(6)積木式主螺桿機(jī)可根據(jù)工藝要求隨便增加填充料；

(7)積木式主螺桿機(jī)可根據(jù)工藝要求，重新組合積木結(jié)構(gòu)而達(dá)到最佳的分散、混合效果；

(8)液體基膠是采用精密高黏度泵的恒定流量來計(jì)量，并連續(xù)供給積木式主螺桿機(jī)；

(9)從積木式主螺桿機(jī)出來的混合基料經(jīng)過列管式高效換熱器冷卻降溫，進(jìn)入該列管式高效換熱器下游的積木式助劑分散混合螺桿機(jī)；

(10)助劑在列管式高效換熱器和積木式助劑分散混合螺桿機(jī)之間的基料管道上或第二階主螺桿上適當(dāng)位置注射定量連續(xù)加入系統(tǒng)；

(11)積木式助劑分散混合螺桿機(jī)設(shè)置1～2個(gè)負(fù)壓排空口，將分散混合產(chǎn)生的副產(chǎn)品排走；

(12)出來的產(chǎn)品經(jīng)過高效換熱器冷卻后，進(jìn)入多工位物料壓力蓄能器緩沖儲(chǔ)存；

(13)在高壓帶定量的混合設(shè)備與色漿充分混合；

(14)最后連接分裝機(jī)設(shè)備將產(chǎn)品分裝為成品硅密封膠。

2 全自動(dòng)生產(chǎn)線原理介紹

全自動(dòng)生產(chǎn)線主要由雙螺桿混合器、自動(dòng)物料計(jì)量輸送和預(yù)混系統(tǒng)、中控及自動(dòng)化控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、自動(dòng)灌裝系統(tǒng)等輔助單元構(gòu)成。雙螺桿混合器作為主體設(shè)備，通過配套的精密計(jì)量及控制等系統(tǒng)，使粉體、液體、助劑等原料精確連續(xù)加入雙螺桿機(jī)中，依靠雙螺桿優(yōu)良的擠壓、剪切、分散及研磨性能，快速對(duì)物料進(jìn)行升溫、脫水、混合等工序，從而生產(chǎn)出高性能有機(jī)硅密封膠[1]。

(1)自動(dòng)物料計(jì)量輸送和預(yù)混系統(tǒng)通過高精度失重式計(jì)量稱、可調(diào)節(jié)的計(jì)量輸送裝置、自主研發(fā)的一種新型粉體加壓輸送裝置等對(duì)液體、粉體、高黏度流體、助劑、色漿等原料進(jìn)行精確的自動(dòng)計(jì)量投料，并可以根據(jù)工藝要求對(duì)物料進(jìn)行預(yù)混合，使各種物料達(dá)到理想的配比狀態(tài)進(jìn)入雙螺桿混合器。

(2)雙螺桿混合器通過同向雙螺桿強(qiáng)制嚙合擠出作用，匹配溫控裝置和抽真空裝置，對(duì)物料進(jìn)行分散、捏合、研磨、加熱升溫、抽真空脫低分子揮發(fā)物等工序。雙螺桿混合器的加料方式、加料量、螺桿構(gòu)型、螺桿轉(zhuǎn)速、各加熱區(qū)溫度等操作參數(shù)可靈活控制，具有非常大的適應(yīng)性。

(3)冷卻系統(tǒng)通過采用自主研發(fā)的一種冷卻高黏度流體的裝置，能夠根據(jù)工藝要求分段快速控制物料溫度，提高硅密封膠的品質(zhì)和性能。

(4)中控及自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)生產(chǎn)單元進(jìn)行在線控制。通過中間取樣、表征數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)、DCS中控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)配料計(jì)量、溫度控制、抽真空、產(chǎn)品冷卻、膠料配制及分裝等各系統(tǒng)的有機(jī)統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)整條生產(chǎn)線的自動(dòng)控制和在線調(diào)節(jié)。并開發(fā)出穩(wěn)定可靠、人機(jī)界面友好的智能化控制系統(tǒng)。

(5)采用自有技術(shù)高性能靜態(tài)混合機(jī)對(duì)半成品、助劑、色漿進(jìn)行精細(xì)混合，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的性能。

(6)由靜態(tài)混合機(jī)出來的成品膠通過一種匹配異步設(shè)備的物料緩沖系統(tǒng)進(jìn)行配比輸送，灌裝系統(tǒng)完成對(duì)最終產(chǎn)品的灌裝、分揀、噴碼和裝箱。

整個(gè)生產(chǎn)過程從原材料輸入到產(chǎn)品裝箱實(shí)現(xiàn)了全連續(xù)、全密封、自動(dòng)化，代替了以往間歇式、開放式、人工投料和轉(zhuǎn)缸的生產(chǎn)方式。高性能連續(xù)法雙螺桿密封膠自動(dòng)成套生產(chǎn)線已形成了建筑用密封膠全密封自動(dòng)生產(chǎn)線的生產(chǎn)方法(專利號(hào)ZL 200810167396.3)、硅酮膠的生產(chǎn)方法及生產(chǎn)線(專利號(hào)ZL 201010105344.0)等多個(gè)專利，是制備有機(jī)硅密封膠的高效、高質(zhì)、高技術(shù)含量全新型先進(jìn)設(shè)備。

3 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

本全自動(dòng)生產(chǎn)線填補(bǔ)了國內(nèi)有機(jī)硅密封膠先進(jìn)設(shè)備技術(shù)空白，其與傳統(tǒng)間歇法生產(chǎn)方式對(duì)比，具有以下突破性創(chuàng)新：

(1)以連續(xù)式生產(chǎn)方法替代了該行業(yè)一直沿用的間歇式生產(chǎn)方法。通過將各個(gè)系統(tǒng)的整合、系統(tǒng)匹配與協(xié)同機(jī)理，實(shí)現(xiàn)有機(jī)硅密封膠連續(xù)化生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率。(2)革新性地采用雙螺桿混合方式。傳統(tǒng)生產(chǎn)方法需要使用捏合機(jī)、行星攪拌機(jī)、分散機(jī)等多種設(shè)備來實(shí)現(xiàn)捏合、研磨、分散、剪切等工藝，通過使用優(yōu)化設(shè)計(jì)的雙螺桿混合器可以實(shí)現(xiàn)更有效率和更好效果的混合，所生產(chǎn)的膠質(zhì)量?jī)?yōu)良穩(wěn)定，無批次波動(dòng)，質(zhì)量明顯優(yōu)于使用間歇式生產(chǎn)方法所生產(chǎn)的密封膠。(3)實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制和在線調(diào)節(jié)。通過智能化控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)復(fù)雜生產(chǎn)單元進(jìn)行在線控制，實(shí)現(xiàn)配料計(jì)量、溫度控制、抽真空、產(chǎn)品冷卻、膠料配制及分裝等各系統(tǒng)的有機(jī)統(tǒng)一，整個(gè)生產(chǎn)過程從原材料輸入到產(chǎn)品裝箱實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，減少了人工操作，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。(4)整個(gè)生產(chǎn)過程為全密封環(huán)境。避免半成品與空氣中的雜質(zhì)粉塵接觸而影響膠的質(zhì)量，還使生產(chǎn)環(huán)境整潔，無揚(yáng)塵、無漏膠、氣味少，極大減少了生產(chǎn)工人的職業(yè)病危害。(5)設(shè)備自潔性能好，節(jié)省原材料。不存在料缸壁殘留的半成品膠，而且重新開機(jī)即可擠出余料，余料可以重新投料使用?？梢詼p少清洗工序，減少使用溶劑清潔，有益環(huán)保。同時(shí)能夠節(jié)省大量原材料，投入產(chǎn)出比比間歇法高出2%～3%左右，每套生產(chǎn)線每年10 000 t產(chǎn)能計(jì)算，每年可節(jié)約200～300 t膠[2]。

4 結(jié)語

該全自動(dòng)生產(chǎn)線已實(shí)現(xiàn)有機(jī)硅密封膠的整個(gè)制備過程從原材料輸入到產(chǎn)品裝箱全連續(xù)、全密封、自動(dòng)化，代替了以往間歇式、開放式、人工投料和轉(zhuǎn)缸的生產(chǎn)方式，大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。目前，該全自動(dòng)生產(chǎn)線已在國內(nèi)有機(jī)硅密封膠生產(chǎn)客戶中普遍應(yīng)用，已成功銷售100多套，改變了行業(yè)的生產(chǎn)模式，該生產(chǎn)線在我司已形成SLG75、SLG96、SLG120等系列化產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)銷售超10億元，利潤2億元以上，該生產(chǎn)線已獲國家授權(quán)發(fā)明專利17件，其中發(fā)明專利ZL 201010105344.0“硅酮膠的生產(chǎn)方法及生產(chǎn)線”榮獲中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。利用該生產(chǎn)線的機(jī)理，我司已成功研制出全自動(dòng)高溫膠生產(chǎn)線、全自動(dòng)液體硅膠生產(chǎn)線、全自動(dòng)太陽能膠生產(chǎn)線、全自動(dòng)電子膠生產(chǎn)線等，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，為振興民族工業(yè)作出了貢獻(xiàn)。