12月研究论文~高压均质机在有机颜料超细粉碎后处理加工中的应用汪杭生1施伟功1杨军浩2何岩彬3（1上海东华高压均质机厂，上海2011092上海星浩工贸有限公司，上海200333 3沈阳化工研究院，沈阳分散、还原、酸性染料的超细粉碎，而且已成功地开始应用在有机颜料的后处理加工中。

　　高压均质机是一种制备超细液一液乳化液或液一固分散物的专用设备，已广泛地应用于食品、饮料、制药、化工、轻工、生物技术等生产和科研领域。

　　该机中与物料接触的零部件均具有极高的耐磨性和良好的耐蚀性，对物料不会产生不良影响，它的乳物、均质和分散效果，大大优于胶体磨、三辊机等设备，且具有结构紧凑、占地面积小、设备运转费用低等优点。但应用在染料和有机颜料方面还是近二年来的事。这是因为染料（尤其是还原染料）和有机颜料的分子颗粒大，难研磨。所以，尽管十几年前，上海、苏州、常州等地的染料生产厂不惜重金从国外引进了相关的高压均质机，但因压力不高、操作不熟练、易换件寿命短、价格高、更换配料困难、高压时易渗漏等种种原因，终致半途而废。2003年后经上海星浩工贸公司，上海东华高压均质机厂在原有产品的基础上，针对染料行业的特点，经过不断探索和攻关，解决了高压均质机的高压渗漏、易换件使用寿命短等关键难题，提高了设备的质量，降低了成本，在国内染料行业有识之士的配合下取得了突破并已被广泛地用于分散、还原、酸性染料超细粉碎的后处理加工，逐步取代了耗时、耗料、染料产品质量不稳定的砂磨锅和砂磨机，全面提高了产品的质量。

　　而在有机颜料生产中的应用，应该说还刚刚起步，但经沈阳阳光油墨公司、上海交大纳诺微科技公司、深圳某公司的潜心研究后，使有机颜料作为着色剂在喷墨打印机用的打印墨水的制备方面取得了成功。

　　同时，中美合资河北美丽达颜料公司、江苏南通争妍化工公司、昆山美丽华颜料公司、河北晨光有机颜料公司等已用于生产或科研中，而上海牡丹油墨公司、上海四联实业公司还在用于油墨和涂料印花浆的试验中。

　　高压均质机就是利用以上定律和现象设计的一种制备超细液一液乳化液或液一固分散物的通用设备，其均质阀的结构和工作原理如下图：冲*挡IS物料高压低速进入均质阀，流径阀座和阀杆窄小间隙进入低压区，根据伯努利定律：压力能转变为动能，巨大的动能把流速提高到300~500米秒，此时压力迅速下降至饱和蒸汽压力下，物料中形成气泡，出现空穴现象。在一个巨大的压力下跌的作用下使物料失压、膨胀、爆炸。在巨大动能作用下，物料颗粒通过阀件的窄小间隙产生强烈剪切，另由于巨大的动能下，物料以300~500米秒（100Mpa下，可达500~1000米/秒）的速度撞于冲击挡圈上并在其他综合因素的作用下，把物料颗粒破碎成极细微粒（见下图）。

　　（a）均质前（b）均质后染料在60Mpa压力下，部分分散染料开始作用，压力达到90MPa时对所有颜料、染料起作用，经超高压均质后其平均粒径在1Mm以下，粒径分散性能极好。现东华生产的高压均质机压力从60Mpa~ 100Mpa流量可达0.3 ~6吨小时，已完全适用分散、还原染料和颜料的超细粉碎工艺。

　　2高压均质机在有机颜料超细粉碎后处理加工中的应用很长时间以来，我国国内喷墨打印所用的打印墨水多数一直依靠进口，原因是喷墨打印技术国内刚刚起步，应用和研究者不多，而且此项技术国外虽然报道甚多，专利不少，却一直难以突破。而此时，上海东华高压均质机厂生产的高压均质机承受压力大约还在40~80Mpa之间，一次粉碎还难以达到微米级。同时，不少业内同仁还不太相信高压均质机通过小小的阀座和阀芯的转动会有如此妙用！后来随着东华高压均质机厂技术的改进，高压均质机在分散、还原染料后处理加工超细粉碎的成功推广，沈阳阳光油墨公司、上海某高校、深圳某公司采用了东华高压均质机厂生产的高压均质机对喷墨打印墨水中的着色剂-有机颜料的超细粉碎投入了大量的人力和财力，先后取得了成功。其中尤以沈阳阳光油墨公司更为突出，产品满足了国内外客户的需要，被人们誉为“阳光效应”

　　21试验工艺表1有机颜料（水溶性）名称酞菁蓝153黄17经超高压均质破碎多次效果0.少m粒径占85以上5/￥粒径占90以上0.少m粒径占85以上注：经高压均质后即为商品，产品质量符合出口要求。

　　表2有机颜料（以有机溶剂为稀释剂）名称颜料红202颜料黄151颜料蓝154酞菁蓝颜料黑7经超高压均质多次处理效果0.5Mm粒径占95以上0.3um粒径占90以上03~粒径占95以上0.妒m粒径占95以上2粒径测试数据分析沈阳阳光油墨公司将欧洲某公司的有机颜料（世界品种）为标准和同品种的国产有机颜料对比品种，均采用上海东华超高压均质机作超细粉碎，所得样品送往德国某权威检测中心进行粒径分布等性能检测。测试结果表明，样品2 3与1性能相近，完全符合品种的特性。上海东华超高压均质机，适用喷墨打印所用的有机颜料超细粉碎生产工艺。

　　上海东华高压机厂目前已能生产40 ~1200Mpa的高压均质机，1500Mpa的品种正在研究中，已达到国际水平。例如，如采用80Mpa型号的高压均质机，以溶剂为介质，经高压均质机6~8次，粒径可达到0.2微米（>95），即产品可接近纳米级（1微米=1000纳米）。

　　由于高压均质机对我国多数染料生产厂来讲还是一种新的设备、新的加工技术，使用前应派专职人员到东华厂培训，安装调试时进一步熟练操作，才能得心应手。各大分散、还原染料生产厂的实用证明，高压均质机在超细粉碎的工艺中是有效的、节能节场地、缩短工时，是一般砂磨工艺所不及的。

　　易损件的调换和修复，高压均质机的关键配件均质阀中的阀杆，由于流速极高，承受着巨大的剪切力的冲击，极易磨损，应及时调换，否则会影响生产和颜料的质量。但阀杆可以磨平后多次使用，一般磨平修复后可连续用五次以上。随着几家有机颜料生产厂的试用和研究的深入，高压均质机必将会在有机颜料生产后处理加工超细粉碎机涂料印花浆的超细粉碎中得到更广泛的应用，将会改变该领域生产工艺落后的局面，使产品更具有国际市场的竞争力。